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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

341期2020年06月號

出版日期:2020/06/15

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PECOLA機器人智慧長照好幫手

撰文/陳怡如

「PECOLA樂齡陪伴機器人」以非接觸式環境感知技術,蒐集長輩生理資訊,即使子女不在身邊,也能掌握長輩的生活大小事、表達及時關懷。
「PECOLA樂齡陪伴機器人」以非接觸式環境感知技術,蒐集長輩生理資訊,即使子女不在身邊,也能掌握長輩的生活大小事、表達及時關懷。

想打電話回家關心父母,卻只能貧乏詢問父母吃飽了嗎?最近身體好嗎?工研院打造的「PECOLA樂齡陪伴機器人」,鎖定家中獨居長輩,以非接觸式環境感知技術,蒐集長輩生理資訊,提供智慧關懷陪伴、健康照護和社交娛樂等全方位服務,即使子女不在身邊,也能掌握長輩的生活大小事、表達及時關懷。

子女長大離家,最掛心不下的就是家裡的獨居長輩,該如何隨時掌握長輩的身心狀況?工研院的「PECOLA樂齡陪伴機器人」的特點就是讓長者「不穿不戴」即可蒐集飲食、睡眠、情緒、活動力等生理資訊,能偵測銀髮族從身體狀況,到吃飯、睡覺,甚至心情好不好,將所有資訊彙集給子女,提供兩代間的溝通話題。此一嶄新構想在2020年美國消費性電子展(CES)中,榮獲創新獎殊榮。

第一眼看到PECOLA方方正正的外觀,或許有點顛覆一般人對機器人的想像,「我們經過調查後發現,人型機器人在家中可能會嚇到長輩,」工研院資訊與通訊研究所組長李國徵說。因此研發團隊捨棄擬人外觀,選擇以「智慧家具」的方式呈現,結合感測器、攝影機和移動式基座的PECOLA,如同一個移動式的桌面,長輩可隨手放置眼鏡或手機等物品;機體設計約90公分的高度,更利於長輩坐在沙發時,無須彎腰即可操作。此外,每當PECOLA進入一個全新空間時,會先建立周遭環境圖,方便後續移動。以公寓3房2廳的格局來說,只需花費10分鐘就能完成偵測。

鎖定長輩兩大需求:建溝通、找話題

在開發功能前,團隊進行了大量訪談,了解子女、銀髮族和照顧機構的需求,「最後找出2個最主要的需求,就是『建溝通』跟『找話題』。」建溝通即是運用移動式載具隨身在側提供長輩與外界溝通的媒介;找話題則是讓子女得知長輩平日的生活型態,從中開啟話匣子。

「我們希望透過PECOLA得到長輩4種訊息──吃得好、睡得好、心情好、身體好,」李國徵表示,在飲食上,透過PECOLA安裝在頂部的攝影機,定位桌上菜盤並進行影像辨識,可分析長輩平日的飲食菜色,子女就能知道長輩進食分量和營養是否足夠,或是有無食用隔夜菜等情況。

在睡眠上,PECOLA透過獨特的WiFi技術,偵測長輩的心跳和呼吸,掌握睡眠品質。李國徵解釋,當空間沒有障礙物時,WiFi的電磁波訊號較單調一致,但當環境裡出現固定的律動時,如心跳或呼吸,就會干擾原有的訊號。透過收集WiFi訊號的變化,便能監測呼吸和心跳,省去以往必須穿戴裝置,才能收集生理訊號的不便,同時兼顧了臥室的隱私。

而在心情上,PECOLA會偵測長輩平常講話的語調起伏,比如嘆氣或激烈說話,目前可辨識喜、怒、哀和激動4種情緒,「聽到吵鬧的聲音我們把它視為跟跌倒一樣嚴重,示意子女要關心長輩,避免情緒起伏太大。」

從被動發現跌倒 走向主動預防跌倒

最後在身體上則包含兩大項,一是跌倒的安全示警。透過影像辨識,當PECOLA偵測長輩出現跌倒的姿態時,就會主動通知子女,「PECOLA會判斷連續動作,所以長輩只是單純坐在地上或躺在沙發上不會發出示警。」發生危急情況時,子女也可以透過手機APP遠端遙控PECOLA尋找長輩,就算鏡頭看不到人影,只要長輩有發出聲音,PECOLA也可以立刻偵測音訊來源。

不只被動的觀察、收集資訊,PECOLA還能協助長者運動,以維持長輩的體能。PECOLA內建運動遊戲,讓長輩跟著螢幕上的指令同樂,同時偵測長輩是否達到中高強度的運動標準。PECOLA利用影像辨識,收集皮膚表面的血液流動變化,來估算心跳數值,「以256階的亮度來說,這個變化大概只有2、3階,人的肉眼看不出來,但影像辨識做得到。」

這些運動的最終目標,都是為了提升肌耐力,從被動的「發現跌倒」走向主動的「預防跌倒」。今年PECOLA預計還會再設計測試體能的新遊戲,像是測量長輩從坐著到站起來去前方拿東西,再走回來需要耗費幾秒,藉此評估腿腳狀況,進一步掌握體能資訊。

PECOLA投入開發1年多,陸續發展5台原型機,今年將規劃導入照護中心、社區及居家環境進行場域驗證,收集各方使用回饋來優化技術與服務。雖然PECOLA的豐富功能,幾乎涵蓋長輩生活各個面向,「但我們的目的都是要找出話題,讓子女去關心長輩,而非取代家人,」李國徵表示,從人的需求出發,未來PECOLA也將愈來愈進化,愈來愈貼近長輩與子女的心。

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