EMS體外沖擊波:怎樣打造醫療機器人大白

昨晚，英途君剛看完迪斯尼的動(dòng)畫(huà)片《超能陸戰隊》，就迫不及待推薦給朋友了。

　　片子里的人類(lèi)角色全是極客、科學(xué)家（除了卡斯阿姨），是許多未來(lái)科技的超炫預覽，譬如萌到融化全球的大白——三大科技產(chǎn)業(yè)的集合體：移動(dòng)醫療、機器人制造和人工智能——是英途君目前對移動(dòng)醫療大健康未來(lái)的最好期待和想象了。

　　如果對移動(dòng)醫療和大健康的未來(lái)還很難理解，這個(gè)片子不失為一個(gè)可愛(ài)的“教材”。

　　從一個(gè)技術(shù)宅的角度看，迪士尼最新的動(dòng)畫(huà)電影《超能陸戰隊》切中了美國科技界兩個(gè)熱點(diǎn)：機器人和醫療健康領(lǐng)域。這兩個(gè)市場(chǎng)在中國科技領(lǐng)域也是大熱，一個(gè)預估在2020年將達到10萬(wàn)億，一個(gè)則是8萬(wàn)億。大白不僅完美，而且已接近實(shí)現。接下來(lái)，就告訴你怎么造。

　　首先簡(jiǎn)單剖析下大白——氣球外殼，碳纖維的骨骼，可愛(ài)的外觀(guān)設計，具備語(yǔ)音識別和人體體征掃描的能力，這些都是非常合理又主流的設計。大白是三大科技產(chǎn)業(yè)的集合體：移動(dòng)醫療、機器人制造和人工智能。

　　1移動(dòng)醫療/mHealth

　　現在大家比較通常的叫法是mHealth。美國在2010年的移動(dòng)醫療峰會(huì )上，對mHealth下了一個(gè)定義——通過(guò)移動(dòng)設備提供醫療服務(wù)。這樣一想，會(huì )移動(dòng)的機器人大白，確實(shí)符合這個(gè)定義。

　　移動(dòng)醫療英文最初的全稱(chēng)是“Emerging mobile communication and networktechnologies for healthcare”，翻譯過(guò)來(lái)就是“醫療保健行業(yè)新興移動(dòng)通信與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)”。所以移動(dòng)醫療的興起，一開(kāi)始的根本原因是通信與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展與普及，成本的下降、設備的普及，特別是智能手機的大量部署，才有了移動(dòng)醫療的爆發(fā)。目前移動(dòng)醫療還處在通信技術(shù)紅利的發(fā)展中期。

　　按邏輯來(lái)說(shuō)，移動(dòng)設備的普及，促成了移動(dòng)醫療產(chǎn)業(yè)。那么機器人產(chǎn)業(yè)是否成熟，就是大白何時(shí)造出的指標了。那么筆者可以自信的告訴你，大白確實(shí)距離我們不遠了。一個(gè)24小時(shí)陪伴左右的醫生護士是成本極高的，但是由機器人健康助手來(lái)代替，成本確實(shí)會(huì )降至不可思議的低。

　　美國和日本都正在做，并且各有自己制造醫療機器人的特色。

　　2美日醫療機器人案例

　　美國

　　Intouch Health——老牌移動(dòng)醫療公司，實(shí)現了美國1萬(wàn)個(gè)社區與診所的互聯(lián)。他們的戰略投資方美國頂級機器人公司iRobot一手為Intouch Health打造了機器人系列，他們稱(chēng)之為——遠程醫療機器人。

　　這些機器人可以在社區醫院、患者家、病房等地方發(fā)揮醫生替身的作用。一個(gè)醫生遠程控制機器人，就能夠長(cháng)期跟蹤一個(gè)患者的生活，監督其生活習慣，為其提供更為徹底的療程。

　　另外，排名全美前五的醫療機構Digital Health也在制造自己的遠程醫療機器人。

　　美國陸軍——美國陸軍的遠距離醫學(xué)與先進(jìn)技術(shù)研究中心委托馬薩諸塞州的機器人公司VECNA研發(fā)了一種自動(dòng)化戰地救護技術(shù)，最終演變成了戰地協(xié)助撤退機器人（BEAR），來(lái)實(shí)現救護、轉運傷員等整套戰地救護功能。

　　日本

　　Twendy-One——日本早稻田大學(xué)發(fā)明的機器人，和Intouch Health的遠程醫療方向不同，twendy-one最重要的目標就是模擬人類(lèi)護工。這款機器人的手部極力模仿人類(lèi)，在最初的演示里已經(jīng)可以撿起習慣、擠番茄醬，預計在2015年投入使用，用來(lái)照顧老人和病人。缺憾是定價(jià)昂貴——在3000萬(wàn)日元左右。

　　豐田——2011年發(fā)布了4種應用在醫療護理領(lǐng)域的機器人，用于幫助由于下肢癱瘓等而行動(dòng)不便的人行走，包括“獨立行走助手”、“行走練習助手”、“平衡練習助手”、“幫助移乘助手”。豐田專(zhuān)務(wù)董事井上洋一說(shuō)：“隨著(zhù)少子和老齡化的加劇，用于護理與醫療的助手機器人會(huì )越來(lái)越重要”。

　　安川——2014年發(fā)布了康復機器人，輔助患者進(jìn)行肢體康復。不過(guò)他們的產(chǎn)品，更多的是原有康復器材的自動(dòng)化改型，更符合人體工學(xué)，更提高醫護的護理效率。

　　HAL——日本筑波大學(xué)企業(yè)CYBERDYNE的產(chǎn)品HAL（Hybrid Assistive Limb）是世界上第一款作為可穿戴助力系統通過(guò)ISO13482認證的設備，它的醫用改進(jìn)型更是作為醫療設備通過(guò)了歐盟CE認證。它被設計用來(lái)幫助下肢肌肉萎縮的患者，當你想要站起來(lái)、行走、停住、抬起腿上下樓梯時(shí)，它都會(huì )恰如其分的來(lái)幫助你完成。

　　你可以將HAL稱(chēng)之為可穿戴機器人，從名稱(chēng)縮寫(xiě)上可以看出向庫布里克的2001太空漫游致敬的意思，那部電影里的機器人就叫HAL。

　　3人工智能

　　一個(gè)醫療機器人的人工智能需要多強？可能是科幻電影對人工智能有太多的想象，從滅絕人類(lèi)的天王，到《人工智能》里近乎完美人類(lèi)的裘德洛。但其實(shí)人工智能早就在大家的生活里了，這些被細密設計的“軟件”旨在幫助你提高效率。也許現在的醫療機器人的人工智能不能取代醫生，但是肯定有辦法讓你更健康。

　　大白最大的任務(wù)就是通過(guò)攝像頭等設備，掃描目標用戶(hù)，感知其體征、健康數據和情緒，然后采取措施進(jìn)行健康護理。在動(dòng)畫(huà)里，主人公阿宏兩次被大白抱住，一次是因為自己哥哥去世，心情的低落被大白掃描到；一次是掉入水中，被大白感知到體溫下降，而被抱住。大白還調整了自身的溫度，來(lái)提高阿宏的體溫。想想這是不是跟NEST很像？其實(shí)NEST就是以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和機器人才被Google看中并收購的。

　　4誰(shuí)能制造大白？

　　這里整理幾個(gè)可制造大白的公司的產(chǎn)品：

　　JIBO——作為家居應用的代表，相比DeepMind和IBM的沃森，沒(méi)有那么聰明，但他們有個(gè)重要功能——語(yǔ)音互動(dòng)和情緒識別。JIBO的系統利用NLP（神經(jīng)語(yǔ)言程序學(xué)）來(lái)理解命令甚至日常會(huì )話(huà)。能夠識別用戶(hù)及其家人，通過(guò)用戶(hù)的不同，以及識別用戶(hù)情緒的不同，來(lái)進(jìn)行不同的語(yǔ)音互動(dòng)。

　　Nest——來(lái)自美國人對恒溫器的使用習慣，能夠學(xué)習用戶(hù)對溫度的敏感程度，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)對周邊環(huán)境溫度等的變化，來(lái)調節所有聯(lián)結在NEST上的設備，從而達到用戶(hù)喜歡的室溫、濕度等等。

　　DeepMind——這是Google在收購NEST之后收購的人工智能公司的名稱(chēng)，他們被并入了Google最老牌的搜索小組，被賦予的任務(wù)就是做知識。是不是很高大上？那是因為DeepMind的深度學(xué)習算法，讓他們的人工智能已經(jīng)具備學(xué)習能力，此前在CES上，他們展示了DeepMind如何“玩”一個(gè)全新的游戲。一個(gè)醫生教幾次，他的機器人就會(huì )診療了，這個(gè)未來(lái)看起來(lái)不錯吧？

　　5機器人的視覺(jué)

　　除了滿(mǎn)足自動(dòng)化的人工智能，大白那個(gè)掃描人體的能力也是必不可少的，而這樣的黑科技在現實(shí)里是有參照物的，這就是最近拿出Hololens這樣神物的微軟。他們的Kinect One（電腦版名為Kinect V2，此處簡(jiǎn)寫(xiě)為Kinect2）常年吊打深度攝像頭領(lǐng)域的對手們，就是大白最好的視覺(jué)設備啦。

　　Kinect2——微軟選用了TOF來(lái)代替結構光（Kinect1的技術(shù)）。目前已經(jīng)可以識別肌肉拉伸、體表溫度和心率——這些都是健康護理中需要的數據。實(shí)現的原理，用溫度和炎癥來(lái)簡(jiǎn)單舉例，就是通過(guò)截取人體體表的顏色，來(lái)識別其溫度，準確率還在進(jìn)化。

　　國內也有團隊在利用普通攝像頭和OpenCV相關(guān)技術(shù)來(lái)完成類(lèi)似的任務(wù)——點(diǎn)康科技號稱(chēng)能夠利用攝像頭測血壓技術(shù)，不過(guò)筆者沒(méi)有實(shí)地驗證過(guò)。

　　6我們怎么做

　　作為在家庭服務(wù)機器人和遠程醫療機器人領(lǐng)域創(chuàng )業(yè)的團隊，我們目前基于開(kāi)源的ROS（機器人系統），制作了大小兩種護理機器人，主要是面向小孩和老人。核心功能與Intouch Health類(lèi)似，就是遠程控制。

　　另外，為了讓目標用戶(hù)群接受機器人，我們在機器人中放入了仿生壓力感應器和自然語(yǔ)言合成芯片，這樣機器人就能夠感受到至少10級的撫摸，并給予互動(dòng)。結合自然語(yǔ)言處理系統，機器人可以合成用戶(hù)熟悉的聲音來(lái)代替機器人聲音，做到讀文字信息和語(yǔ)音互動(dòng)的功能。比如一個(gè)視力不好的老人，就可以合成他兒女的聲音，為老人讀短信，提醒她吃藥等等。

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