本發明專利技術涉及養老機器人技術領域，具體涉及一種醫療監測型養老機器人，包括生理監測單元、空氣微粒調控與健康反饋單元、情感與健康融合單元以及護理輔助單元，其中；所述生理監測單元實時采集老年人的生理數據；所述空氣微粒調控單元檢測空氣中的污染物和生物微粒，實時分析空氣質量，并根據空氣中的微粒濃度及老年人的生理數據，自動調節機器人本體內的空氣凈化設備或外部通風裝置；所述情感與健康融合單元分析老年人的心理健康；所述護理輔助單元包括機械臂和語音控制系統，協助老年人進行日常活動。本發明專利技術，及時為老年人提供心理支持和情感關懷，提升其生活質量，有效預防心理健康問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及養老機器人，尤其涉及一種醫療監測型養老機器人。
技術介紹
1、如何為老年人提供更優質的醫療護理與生活保障成為社會關注的重要問題，特別是在老年人常見的慢性疾病管理、情感支持及日常生活護理方面，需求日益增長，現代技術的進步使得機器人逐漸應用于養老護理領域，通過傳感器、數據分析和自動控制技術，可以實現對老年人健康狀況的實時監測、環境調控和個性化護理支持，這為養老服務的智能化發展提供了廣闊的應用前景。
2、目前市面上的養老機器人通常僅具備有限的功能，如簡單的健康監測或輔助護理，無法實現對老年人復雜的健康需求進行全面管理，尤其是在健康監測方面，現有技術難以同時整合生理、環境和情感數據來進行精確的健康評估；同時，缺乏對室內空氣質量的有效監控，無法及時根據老年人的健康狀態調節空氣環境，此外，情感關懷在養老機器人的應用中較為有限，情感評估精度不足，干預措施不夠靈活，無法根據老年人的情緒波動及時提供個性化的干預方案，這些不足使得養老機器人在提升老年人生活質量和護理效果方面存在一定局限。
3、本專利技術旨在解決現有技術中的不足，提出一種醫療監測型養老機器人，能夠自動調整護理動作的力度和頻率，確保老年人在日常生活中得到精準、舒適的照護，從而提升生活質量，減輕護理負擔。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種醫療監測型養老機器人。
2、一種醫療監測型養老機器人，包括生理監測單元、空氣微粒調控與健康反饋單元、情感與健康融合單元以及護理輔助單元，其中；
3、所述生理監測單元實時采集老年人的生理數據，包括心率、血壓、血氧、體溫以及呼吸頻率；
4、所述空氣微粒調控單元檢測空氣中的污染物和生物微粒，實時分析空氣質量，并根據空氣中的微粒濃度及老年人的生理數據，自動調節機器人本體內的空氣凈化設備或外部通風裝置，具體包括：
5、空氣質量檢測：實時檢測空氣中的污染物和生物微粒，包括細菌、病毒、過敏原、pm2.5和揮發性有機化合物(voc)，生成空氣微粒濃度數據；
6、健康影響評估：基于生成的空氣微粒濃度數據，并結合老年人的生理數據，通過健康風險評估模型進行關聯分析，評估空氣中的污染物對老年人健康的潛在影響；
7、空氣凈化與環境調控：根據健康影響評估的結果，自動調節機器人本體內的空氣凈化設備或通過無線控制外部通風設備；
8、所述情感與健康融合單元通過面部表情識別、語音分析和生理數據的融合，分析老年人的心理健康，并根據分析結果自動生成情感干預方案，包括播放舒緩音樂、調整光照或提醒護理人員給予關注；
9、所述護理輔助單元包括機械臂和語音控制系統，協助老年人進行日常活動，包括進食、穿衣和運動康復訓練，并根據生理監測單元和情感與健康融合單元的反饋數據，自動調整輔助動作的力度和頻率。
10、可選的，所述生理監測單元包括：
11、心率監測：采用光電容積脈搏波描記法(ppg)的心率傳感器，佩戴于老年人手腕或指尖，實時采集心率數據；
12、血壓監測：利用無創式充氣袖帶和壓力傳感器，綁縛在老年人上臂或手腕處，通過振蕩法實時監測血壓變化；
13、血氧監測：配置在指夾或耳垂夾上的光學血氧傳感器，利用紅外和可見光透射技術，實時測量老年人的血氧飽和度；
14、體溫監測：采用非接觸式紅外體溫傳感器或貼片式溫度傳感器，放置于老年人額頭、耳道或皮膚表面，實時獲取體溫數據；
15、呼吸頻率監測：通過胸帶式呼吸傳感器、壓電式傳感器或雷達式非接觸傳感器，實時監測老年人的呼吸頻率和呼吸模式。
16、可選的，所述空氣質量檢測包括：
17、顆粒物檢測：通過顆粒物傳感器檢測空氣中的顆粒物，包括pm2.5和pm10，采用激光散射或光學檢測技術，實時監測顆粒物濃度；
18、揮發性有機化合物檢測：通過電化學或半導體氣體傳感器，檢測空氣中的揮發性有機化合物(voc)，并實時生成氣體濃度數據；
19、生物微粒檢測：基于光學粒子計數法，檢測空氣中的生物微粒，包括細菌、病毒和過敏原，實時分析其數量與種類；
20、多模態數據融合：將采集的污染物和生物微粒進行綜合分析，生成空氣中的微粒濃度數據，表示為：
21、cair＝wpm·ppm+wvoc·vvoc+wbio·bbio；
22、其中，cair為融合后的空氣微粒濃度數據，ppm為pm2.5或pm10顆粒物數據，vvoc為揮發性有機化合物數據，bbio為生物微粒數據(如細菌、病毒等)，wpm、wvoc、wbio分別為對應的權重。
23、可選的，所述健康風險評估模型采用高斯混合模型(gmm)，所述高斯混合模型(gmm)包括：
24、數據標準化：對空氣微粒濃度數據和生理數據進行標準化處理；
25、高斯混合模型的基本結構：使用高斯混合模型對標準化處理后的空氣微粒濃度數據和生理數據進行建模，表示為：
26、
27、其中，x是多維輸入數據，包含標準化后的空氣微粒濃度數據和生理數據，是第k個高斯分布，其均值為μk，協方差矩陣為∑k，πk是第k個混合成分的權重，θ包含所有模型參數，k是高斯成分總數(不同的潛在健康狀態，包括健康、輕度風險、中度風險、嚴重風險)；
28、引入健康狀態個性化權重：引入健康狀態個性化權重，根據老年人對空氣污染的不同敏感性(如慢性病患者更容易受到空氣污染的影響)動態調整不同健康風險狀態的權重；
29、動態更新參數：捕捉空氣污染物對老年人健康的影響，引入時間維度，動態更新模型的參數，通過使用時間加權平均來平滑歷史空氣質量對健康的影響；
30、健康風險概率輸出：基于動態更新后的高斯混合模型，輸出每個健康狀態下的概率，表示空氣污染對老年人健康的潛在風險。
31、可選的，所述空氣凈化與環境調控包括：
32、空氣凈化控制：通過接收健康影響評估的結果，自動調節機器人本體內的空氣凈化設備，包括調節風速、過濾器工作模式和凈化強度；
33、外部通風控制：通過無線通信與外部智能通風設備連接，基于健康影響評估的結果遠程控制外部智能通風設備的開啟、關閉及通風強度調整，實現對室內空氣流通和質量的動態優化。
34、可選的，所述情感與健康融合單元包括：
35、面部表情識別：通過攝像頭捕捉老年人的面部表情，采用卷積神經網絡(cnn)實時分析面部特征，識別老年人的情緒狀態，包括高興、悲傷、憤怒、焦慮；
36、語音情感分析：通過麥克風采集老年人的語音信號，評估語音中的情感信息，包括語調、語速、音量，判斷老年人的情感狀態；
37、數據融合與情感干預：將面部表情識別的情緒狀態和語音情感分析的情感狀態與生理數據進行融合，綜合分析老年人的心理健康狀態，并根據分析結果，自動生成情感干預方案，包括播放舒緩音樂、調整環境光照或提醒護理人員關注。
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【技術保護點】
1.一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，包括生理監測單元、空氣微粒調控單元、情感與健康融合單元以及護理輔助單元，其中；
2.根據權利要求1所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述生理監測單元包括：
3.根據權利要求1所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述空氣質量檢測包括：
4.根據權利要求3所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述健康風險評估模型采用高斯混合模型，所述高斯混合模型包括：
5.根據權利要求4所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述空氣凈化與環境調控包括：
6.根據權利要求1所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述情感與健康融合單元包括：
7.根據權利要求6所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述面部表情識別包括：
8.根據權利要求7所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述語音情感分析包括：
9.根據權利要求8所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述數據融合與情感干預包括：
10.根據權利要求1所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述護理輔助單元包括：
...
【技術特征摘要】
1.一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，包括生理監測單元、空氣微粒調控單元、情感與健康融合單元以及護理輔助單元，其中；
2.根據權利要求1所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述生理監測單元包括：
3.根據權利要求1所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述空氣質量檢測包括：
4.根據權利要求3所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所述健康風險評估模型采用高斯混合模型，所述高斯混合模型包括：
5.根據權利要求4所述的一種醫療監測型養老機器人，其特征在于，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張磊，徐寧，徐健，李新艷，周培瑩，楊月華，石慧，朱天麗，李旭杰，李浩天，
申請(專利權)人：江蘇省衛生健康發展研究中心，
類型：發明
國別省市：
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