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當智慧康養遇上毫米波感知技術——

監測老人意外跌倒 這個白色“小盒子”有大用處

2024年02月27日07:47 | 來源:四川日報
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原標題:監測老人意外跌倒 這個白色“小盒子”有大用處

  養老院裡的毫米波感知設備。

  2月18日早上,成都市郫都區,中鐵春台望康復養老照護中心還洋溢著過年的熱鬧氛圍。走進老人的房間,衛生間門沿上面新添了一個巴掌大小的“白盒子”,這是該中心為監測老人意外跌倒上的一道“保護鎖”。

  確切來說,這是電子科技大學團隊研發的一個基於先進毫米波感知技術的解決方案——毫米波感知設備,此前已在第三屆天府科技雲服務大會上亮相。

  “白盒子”比我們平時上網用的調制解調裝置還要小一點,同樣“伸出”一根電線連著電源,但比后者還要“文靜”,甚至連一點光都沒有。監測老人意外跌倒,這個“白盒子”有何魔力?

  看技術

  行業潛力大,實現高准確率、低誤報率是關鍵

  “小白盒”實際上是一個毫米波發射、接收器,運用了毫米波雷達感知技術。毫米波是指波長為1毫米到10毫米的電磁波,具有全天時、靈敏度高、隱私安全等優勢。近年來,毫米波雷達感知技術在民用領域也進入了各種應用新階段,智能駕駛、智慧康養和智能家居是主要發展方向。

  業內人士分析,相較車載毫米波雷達市場近乎白熱化的競爭,毫米波雷達進入智能家居和智慧康養領域時間不久,尤其是智慧康養潛力大、增長快,基於中國龐大的老年人消費群體,預計到2027年中國康養雷達市場規模或將增至59.2億元,年復合增長率達到68%。

  “盡管潛力巨大,但由於目前很多廠商缺乏自主創新能力,加上康養市場存在地域性、相對分散等特點,整體競爭格局還未形成,賽道上暫未出現龍頭企業。”業內人士坦言。

  作為全國首批幾個探索該技術創新的團隊之一,由電子科技大學教授崔國龍等專家組成的科研團隊從2016年起與國內多家頭部企業合作,在取得技術突破的基礎上,提出國產毫米波雷達技術產業化的規劃,並於2021年成立成都多譜測探科技有限公司,對這一技術進行轉化。

  “這一技術入門不難,但要達到高水平很難,好比‘樓梯設在房間內’。”團隊技術相關負責人賈勇說,由於雷達信號採集到的數據比較抽象且帶有相位,處理起來要求高、難度大,同時針對不同應用場景要求也不同。

  “准確率、誤報率是衡量這一技術的‘黃金標准’。”賈勇說,要實現高准確率、低誤報率,主要依賴信號處理算法、數據處理方法、決策模型等因素,疊加場景、需求后難點不少——

  譬如,如果老人在衛生間突發心絞痛,一般會扶著牆緩慢跌倒。短時間內,由於動作幅度較小,加上水流等因素干擾,毫米波感知可能出現監測不准、誤報。

  又比如,有客戶要求在監測跌倒的基礎上疊加生命體征監測功能。“以前這兩個功能是分開獨立存在的。”賈勇解釋,呼吸、心跳等生命體征監測需要雷達在3米內進行感知,但跌倒監測要求雷達覆蓋范圍達到6米左右。“現在要調和一近一遠,並實現合理聯動,難度不小。”

  為此,團隊一邊升級信號處理算法,不斷優化分析,進行大量真實場景測試,提出業內領先的毫米波雷達全息智能感知技術﹔另一邊結合具體場景和需求研發產品,在2023年11月推出基於這一技術的雙模跌倒監測儀等多款毫米波感知設備。“在監測老人跌倒、呼吸心跳、睡眠質量,獲取室內人體的數量位置、姿態行為等多維信息方面擁有極高准確率,尤其跌倒監測准確率高達99%,誤報率小於1%,達到國際先進水平。”

  當前,團隊95%以上為研發人員,具備從理論研究、技術研發、系統設計到產品研制的全鏈路創新能力,分別在成都和東莞布局生產制造。“如果說前期重積累,中期重投入,那麼后期是重服務。”賈勇說,整個技術應用時間不算長,實踐中會產生很多預想不到的問題。“我們還配有專門服務團隊,及時解決應用中各種各樣的問題。”

  觀應用

  類似產品相繼“誕生”,亟待出台行業標准

  康養機構是老人生活聚集的地方,也是意外跌倒頻發的地方,在毫米波感知技術進入康養領域之前,為監測老人意外跌倒,先后用過攝像頭、紅外線等產品。

  “但二者存在不同程度的缺點。”中鐵春台望康復養老照護中心負責人馮宇解釋,攝像頭存在可能侵犯老人隱私、不能覆蓋臥室和衛生間等“盲區”的情況﹔紅外線又對溫度很敏感,洗澡導致房間溫度升高就會產生誤報,整體誤報率很高,導致“狼來了”效應,不利於工作人員管理。

  相比二者,基於毫米波雷達感知技術的產品不僅綜合成本更低,且從頻段出發來看,綜合能力也更均衡。

  “基於這些優勢,不是應用該技術的產品去找市場,而是市場選擇了產品。同時該技術與微波、紅外、攝像頭等系統的關系不是替代而是互補。”成都多譜測探科技有限公司總經理徐嚴濤說,當毫米波感知設備監測到老人跌倒時,系統能及時把跌倒信息和生命體征情況傳到工作人員的手表上,手表立即報警,工作人員根據信息迅速響應,為老人提供最快速的救助和幫助。

  照護中心工作人員說,一旦發生跌倒,這個設備能讓他們馬上准確響應,不僅節省了平時巡查的人力,還上了一重監測“保險”。

  縱觀全球市場,不少類似產品相繼“誕生”:Sengled智能燈泡,使用雷達和多個燈泡組建的mesh網絡,對居住者進行看護,對跌倒事件進行探測和報警﹔谷歌推出Google Nest Hub智能音箱,利用內置的毫米波雷達感知睡眠時的四肢及身體擺動和呼吸時身體的上下起伏,對睡眠質量進行綜合分析,監測呼吸狀態﹔Aqara帶來毫米波人體場景傳感器FP2,能識別跌倒、睡眠、躺下、站立等多種姿態,當老人或小孩意外跌倒能遠程聯動報警……

  分析人士說,有些產品還疊加了語音、照明、手勢、打電話等功能,這既是對原有功能的補充,也預示了未來的發展趨勢,但整體成本也因此可能升高。

  “我們不排除嘗試附加功能,但今年將重點面向全國乃至全球市場的B端客戶推廣已有產品。”徐嚴濤說,目前多款產品已實現批量生產,並在多個養老機構開展典型示范應用,將在成都市郫都區多個養老服務點位全面鋪開,同時收到了來自北京、江蘇等地的訂單。

  但新產品大面積推開也面臨著不小困難。

  在業內人士看來,毫米波感知技術在智能康養領域發展5年多來,還處於探索階段,產業形態沒有完全固定,目前仍然缺乏行業標准,導致產品魚龍混雜,不利於在康養領域大規模推廣應用。

  為進一步推動行業發展,多家廠商正在呼吁盡快制定行業標准。“我們也在積極向主管部門建言獻策,主動推動和參與省市相關標准的制定,促進數字消費發展的同時,進一步擴大技術的應用場景。”徐嚴濤說。(四川日報全媒體記者 寧寧 文/圖)

(責編:章華維、羅昱)

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