近期,日本东京正积极测试一款名为AIREC的人形机器人,旨在探索其在护理老年人方面的潜力。这款机器人被设计为老龄化社会的重要助手,其能力在一次演示中得到了体现:成功协助一名男子进行侧转,这对于日常护理工作如更换尿布和预防褥疮等至关重要。
AIREC机器人的开发,源于日本长期面临的养老护理人员严重短缺问题。这款重达149公斤的机器人,预示着机器人护理的未来。早稻田大学教授杉野茂树,同时也是AIREC项目的负责人,表示:“随着日本社会老龄化加剧及出生率下降,未来机器人在医疗、老年护理及日常生活中将发挥不可或缺的作用。”
随着老龄化人口比例不断上升,护理服务需求激增,而人形机器人在姑息护理领域的应用也日益受到重视。社会结构的转变导致护理人员数量不足,这进一步凸显了自动化解决方案在高效、安全完成护理工作中的重要性。
尽管需求迫切,但早稻田大学的研究人员指出,机器人在护理领域的全面应用仍面临技术障碍。这些障碍必须被克服,才能实现机器人的广泛应用。其中,深度神经网络(DNN)的应用被视为提升机器人感知能力和运动规划的关键。
护理机器人不仅需要执行预设动作,还需根据各种不可预见的情况灵活调整。为此,DNN的引入能够显著提升机器人的适应性。研究人员强调,护理机器人必须拥有出色的力控制能力,知道何时以及如何施力,以确保安全、高效的护理,同时避免对老年人的脆弱部位造成不必要的压力。
为了提升机器人的力控制能力,早稻田大学团队在2024年提出了一种基于深度学习的架构,使人形机器人能够动态调整关节刚度。该架构依赖于阻抗控制,使机器人在执行任务时能够避免对非目标区域施加过度压力,同时施加适当的力。机器人还能通过关节状态的注意力系统,自主切换不同的交互力模式。
东京机器人公司的Torobo人形机器人被用作测试平台,配备了先进的传感器和控制系统。通过运动捕捉设备,操作员可以直接控制机器人,使其动作与操作员的手臂动作同步。在护理任务中,阻抗控制确保机器人动作灵活且施加适当的力。同时,基于深度学习模型的EIPL架构能够预测未来事件,减少误差,提升护理动作的精确性和适应性。
目前,AIREC仍处于测试阶段,预计最早将于2030年在护理机构或医疗机构投入使用。其初步定价预计高达48.4万元人民币。随着技术的不断进步和老龄化问题的日益严峻,AIREC等护理机器人的应用前景广阔。
值得注意的是,我国在养老机器人领域也取得了重要进展。国际电工委员会(IEC)近期发布了由我国牵头制定的养老机器人国际标准IEC 63310,为养老机器人的设计、生产、测试及认证提供了统一规范,这将有助于推动全球养老机器人产业的健康发展。