家用医疗保健智能机器人设计
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人工智能医疗机器人的设计与实现近年来,人工智能技术的发展和应用领域的不断拓展,使得“AI+医疗”的应用逐渐成为可能。
其中,人工智能医疗机器人因其自动化、高效、精准等优势,在医疗卫生领域引起了极大的关注和重视。
本文将从机器人的设计与实现两个方面,探讨人工智能医疗机器人的应用现状和优势。
一、机器人的设计1.外形设计在外形设计上,人工智能医疗机器人应具备简洁、美观、科技感等特点。
对于普通患者而言,一款外形美观的机器人不仅能为患者提供更好的体验,还能增强机器人的可接受性。
对于儿童患者,可在机器人外形上进行不同的设计,如动物形态等,以吸引他们的注意力,减少他们的恐惧感。
2.传感器的应用人工智能医疗机器人需要具有多种传感器,以便将外界的信息收集到机器人内部进行处理。
其中,声波传感器、光学传感器、力传感器等,可以帮助机器人感知环境和检测患者病情,而红外传感器、超声波传感器等则可以帮助机器人避免障碍物,确保机器人在操作时的安全性。
3.语音识别系统语音识别系统是人工智能医疗机器人的重要组成部分,它能够将患者的语音信号转化为机器人能够识别的指令,实现“站在患者的角度,听患者的心声”的目标。
在语音识别系统的应用上,可以结合自然语言处理技术和大数据技术,从而使机器人能够更加灵活、智能地应对不同的场景和需求。
4.人机交互人机交互是人工智能医疗机器人的另一个重要组成部分,它能够帮助机器人快速地和患者进行交互。
其中,触摸屏、手势识别等技术可以帮助机器人更加智能地感知和识别患者的意愿,而VR/AR技术则能够增强机器人的操作能力,使其能够更好地为患者提供服务。
二、机器人的实现1.患者陪护人工智能医疗机器人可以作为患者的陪护,陪伴患者过夜和进行各项生活护理,包括翻身、喂食、监护、提供信息服务等,减轻护士的工作量和患者的困扰。
机器人可以通过传感技术及人脸识别技术来判断患者的需求,避免人为失误等问题。
2.医生助手人工智能医疗机器人还可以成为医生的助手,协助医生进行手术、检验、治疗等。
医疗保健服务机器人的设计与实现一、引言医疗保健服务机器人是现代医疗保健新技术的重要代表之一,它能在医疗保健领域中为人们提供更便捷、更高效、更个性化的服务。
本文将从机器人的设计、实现等方面着手,深入探讨医疗保健服务机器人的未来发展方向。
二、医疗保健服务机器人的设计1. 硬件设计医疗保健服务机器人的硬件设计应考虑医疗场景的特殊性,具有稳定性、耐用性和易于维护的特点。
同时,应根据机器人的功能需求设计机器人的外形、运行速度、机械结构、传感器等硬件系统。
2. 软件设计医疗保健服务机器人的软件设计主要涉及到人工智能、语音识别、视觉识别等技术。
机器人需要通过学习、适应和优化等方式不断提高自己的服务质量和智能水平,实现对人类语言、行为和情感的理解和交互。
3. 数据管理设计医疗保健服务机器人需要管理大量的病人数据和医疗数据,因此数据管理系统的设计非常重要。
数据管理系统可按功能需求分为数据库、数据分析系统、数据展示系统等,以支持机器人提供高质量的服务。
三、医疗保健服务机器人的实现1. 机器人的控制系统机器人的控制系统是实现机器人自主控制的核心部分,主要包括硬件和软件两部分。
机器人控制系统可按功能需求分为行进控制系统、感知控制系统、计算控制系统等。
2. 机器人的感知系统机器人的感知系统是实现对环境、人员、设备、物品等感知的关键部分。
感知系统主要包括视觉感知系统、语音感知系统、触觉感知系统等。
3. 机器人的决策系统机器人的决策系统是实现机器人自主决策的核心部分,主要负责进行信息的处理、判断和决策。
决策系统主要包括机器学习算法、深度学习算法、模糊逻辑算法等。
4. 机器人的执行系统机器人的执行系统是实现机器人自主执行的核心部分,主要负责机器人的动作控制和执行工作。
执行系统涉及到机器人的电机、执行器、伺服控制器、逻辑控制器等组件。
四、医疗保健服务机器人的未来发展1. 医疗机器人智能化未来医疗机器人应该能够像人类一样具有学习和创造力,同时能准确地识别医疗有关领域的数据、场景和知识,以为医护人员提供更加个性化和高效的服务。
智能医疗机器人的设计与应用随着互联网技术的迅速发展,我们的生活也发生了翻天覆地的变化。
移动互联网、物联网、人工智能等技术的涌现和蓬勃发展,使我们的生活更加便捷和智能化。
在医疗行业,智能医疗机器人被广泛运用,以提高医疗的效率和质量,满足人民群众日益增长的医疗需求。
本文将探讨智能医疗机器人的设计与应用。
一、智能医疗机器人的设计智能医疗机器人是指应用机器人技术、人工智能技术等现代科技手段,对医疗行业中涉及到的各种工作进行智能化处理。
它不仅可以提高医疗服务质量,提高医疗服务效率,还可以减轻医护人员的工作压力,降低医疗成本等方面具有重要的意义。
(一)机器人的机械结构设计智能医疗机器人的机械结构需要考虑到其可操作性、可靠性和精度等方面,并根据不同的应用场景和任务需求定制合适的机器人机械结构。
例如,对于搬运类机器人,其机械结构可以采用轨道、手臂等结构,对于手术机器人,其需要具备足够的精度和灵活性,考虑采用微型机器人手术系统等技术。
(二)人机交互界面设计人机交互界面是智能医疗机器人的重要组成部分。
根据用户体验,需要设计出直观、易懂、易操作的界面。
例如,包括操作按钮、语音交互和图像识别等方式,使患者和医护人员能够更方便、更快捷地使用智能医疗机器人,提高用户体验。
(三)人工智能算法设计人工智能算法是智能医疗机器人实现智能化关键的技术手段。
它具有学习能力、推理能力和判断能力等特点,使机器人可以对医疗数据进行分析和处理,预判病患状况,作出正确的医疗决策。
例如,利用深度学习等技术进行医学图像识别,诊断肿瘤、疾病等。
二、智能医疗机器人的应用智能医疗机器人的应用范围十分广泛,包括医疗机器人、康复机器人和医疗辅助机器人等。
以下是智能医疗机器人在不同领域的应用举例。
(一)手术机器人手术机器人广泛应用于肿瘤科、骨科、心脏外科等领域。
手术机器人通过手柄、操纵臂、控制台等部分,实现对手术区域的高精度操作。
手术机器人利用高清晰度镜头和立体成像技术,让医生在控制台上看到手术区域的3D影像,从而进行精准的手术治疗。
家庭医疗机器人护理功能与交互界面设计随着科技的快速发展,家庭医疗机器人成为了人们生活中的一项新兴技术。
这些机器人不仅可以提供护理功能,还拥有交互界面设计,以便更好地满足用户的需求。
在本文中,将探讨家庭医疗机器人的护理功能和交互界面设计,并讨论如何提高其效能和易用性。
首先,在讨论护理功能之前,有必要明确家庭医疗机器人的定义。
家庭医疗机器人是指能够帮助居家患者处理日常生活和健康护理问题的智能机器人。
其护理功能包括但不限于互动陪伴、健康监测、药物管理和紧急救援等。
互动陪伴是家庭医疗机器人其中一项重要的护理功能。
机器人可以通过预先设定的语音和视觉交互程序与患者进行对话和互动,以提供情感支持和陪伴。
此外,机器人还可以根据患者的兴趣爱好和需要,提供一系列娱乐和娱乐活动,以帮助患者度过他们的日常生活。
健康监测是另一个重要的护理功能。
家庭医疗机器人可以配备各种传感器,例如心率、血压和体温传感器,以监测患者的生理状况。
收集到的数据将通过云端服务器传输给医疗团队,以便他们及时了解患者的健康状况,并提供相应的建议和推荐。
药物管理是家庭医疗机器人重要的护理功能之一。
机器人可以帮助患者记录和管理他们的药物剂量和时间。
通过提醒功能,机器人可以及时提醒患者服用药物,确保他们按时按剂量服药。
此外,机器人还可以通过连接医药机构的数据库,提供关于药物副作用和相互作用的信息,以帮助患者做出明智的决策。
紧急救援功能也是家庭医疗机器人应具备的护理功能之一。
机器人可以配备紧急呼救按钮,以便患者在遇到突发情况时能够及时寻求帮助。
此外,机器人还可以通过语音和视频功能与急救人员进行远程沟通,以便医疗团队更好地了解患者的情况并提供远程援助。
要实现这些护理功能,家庭医疗机器人的交互界面设计至关重要。
首先,交互界面应该是简洁、直观和易于使用的。
患者通常是年长或有健康问题的人群,因此他们对技术的使用可能存在一定的障碍。
简单易用的交互界面设计可以帮助他们更好地使用和操作机器人,提高其效能。
家用医疗保健智能机器人设计
随着科技的不断发展,智能机器人已经开始在医疗保健行业中发挥重
要作用。
家用医疗保健智能机器人的设计是一个非常有前景和挑战的项目。
这篇文章将会探讨家用医疗保健智能机器人的设计和功能,以及其对家庭
和个人健康的积极影响。
首先,家用医疗保健智能机器人的设计必须有优质的硬件和软件基础。
硬件方面,它应该有一个高分辨率的触摸屏,用于用户界面和信息显示。
它还应该具备高清晰度的摄像头和麦克风,以便进行语音和视频通话。
此外,它还可以配备身体传感器,如血压计、心率计和体温计,以监测用户
的健康状态。
软件方面,它应该有一个智能的语音助手,能够回答用户的
问题并提供健康建议。
还可以通过云端连接,与医疗保健专家共享数据和
获取更精确的诊断结果。
家用医疗保健智能机器人的功能应该涵盖各个方面的健康管理。
首先,它可以监测用户的健康数据,如身体指标和运动数据,并分析这些数据来
评估用户的健康状况。
其次,它可以提供个性化的健康建议和管理方案,
根据用户的健康需求和目标。
例如,如果用户想减肥,智能机器人可以根
据用户的身体指标和饮食习惯,提供个性化的饮食计划和运动建议。
此外,它还可以定期提醒用户进行健康检查和药物服用,以帮助他们保持良好的
健康状况。
除了基本的健康管理功能,家用医疗保健智能机器人还可以具备娱乐
和陪伴功能。
它可以通过播放音乐、讲故事、播放电影等方式与用户进行
互动,并提供情感支持和心理疏导。
对于一些孤独或年迈的用户来说,这
将是一个很好的陪伴方式。
医疗辅助智能机器人的设计与实现近年来,随着人口老龄化和医疗技术的不断发展,医疗辅助智能机器人逐渐成为医疗领域的热门话题。
它的出现不仅能够为患者提供更准确、更便捷的医疗服务,同时也减轻了医护人员的工作压力。
本文将从设计与实现两个方面探讨医疗辅助智能机器人。
首先,我们要考虑的是医疗辅助智能机器人的设计。
设计一个合理、高效的机器人是实现其功能的基础。
首先,机器人应该具备智能化的交互能力,能够理解人类语言并进行有目的性的回应。
这就需要机器人具备自然语言处理和人工智能的能力,能够识别和理解患者的需求,并给予相应的指导和建议。
其次,机器人还应该具备精准、稳定的运动控制能力。
医疗环境通常需要机器人进行一些精细的操作,如取药、输液等,因此机器人的运动控制必须准确无误,以避免对患者造成伤害。
同时,机器人的运动还应该具备稳定性,能够在复杂的医疗环境中保持平衡和动作的稳定性,以确保操作的安全性和有效性。
另外,机器人的外观设计也是重要的考虑因素之一。
作为医疗辅助设备,机器人需要与患者产生合适的亲和力,使得患者对机器人的接受度更高。
因此,在设计外观时,应考虑到患者的审美需求和人机交互的友好性,使得机器人更加温和亲切。
在实现医疗辅助智能机器人的过程中,我们首先需要确定机器人的功能和任务。
根据不同的需求,机器人可以具备多种功能:例如,帮助患者记录体温、血压等生理参数;提醒患者按时服药;协助医生进行手术操作等。
根据不同的任务需求,机器人的硬件和软件都需要进行适配和定制。
接下来,我们需要进行机器人的硬件部署。
硬件部分主要包括机器人的机身结构、感知模块和执行模块。
机身结构需要考虑到机器人的稳定性、操作灵活性和人机交互的友好性。
感知模块包括传感器、摄像头等,能够获取环境信息和患者的动态。
执行模块包括电机、液压系统等,能够实现机器人的运动和操作功能。
最后,我们需要进行机器人的软件开发。
软件部分主要包括机器人的控制系统和智能算法。
控制系统负责机器人的运动控制和任务协调,能够实现患者需求的响应和执行。
智能健康陪护机器人的设计与研究近年来,随着老龄化社会的到来,人们对于健康和医疗方面的需求愈发迫切。
同时,人工智能技术不断发展,为解决这一问题带来了新的机遇。
智能健康陪护机器人作为一种新型医疗设备正在逐渐进入人们的生活,并在医疗行业得到广泛应用。
一、智能健康陪护机器人的优势1.1智能健康陪护机器人可以提供全天候的服务智能健康陪护机器人可以全天候监测患者的生理指标,同时还能为患者提供语音服务,随时解答患者的问题。
这种24小时服务的特性,极大的方便了患者的生活,使得患者更加安心。
1.2智能健康陪护机器人可以减轻医生的负担在人满为患的医院,医生的工作量常常非常巨大。
智能健康陪护机器人可以监测患者的生理指标并将数据上传,医生只需要通过云端完成数据分析即可,免去了大量人工上报数据的工作,让医生可以更专注于治疗患者身体上的问题。
1.3智能健康陪护机器人可以提高治疗效果智能健康陪护机器人具备自主学习能力,能够自动识别患者的症状,提供相应的治疗建议。
这种个性化服务的特点,大大增强了医疗服务的效果,为患者的治疗效果提供了有效的保障。
二、智能健康陪护机器人的技术要求2.1生理参数监测技术智能健康陪护机器人需要集成可穿戴设备和传感器,对患者的体温、心电图、呼吸等生理参数进行实时监测,确保数据准确可靠。
2.2大数据分析技术智能健康陪护机器人拥有海量的数据,如何针对不同的病情,提供个性化的服务,对机器人的大数据巨大挑战,需要智能算法的支持。
2.3语音交互技术智能健康陪护机器人的语音交互技术需要准确识别和理解患者的语音,能够根据患者的问题,提供准确、及时的回复。
2.4移动机器人技术智能健康陪护机器人需要支持自主移动功能,能够在病房内自由移动,同时避开障碍物和其他人员,以确保机器人的安全性。
三、智能健康陪护机器人的应用场景3.1医院内部智能健康陪护机器人可以在医院内提供生理参数监测和语音服务,减轻医生的负担,提高医院的服务水平,同时,也为患者提供更加全面和贴心的服务。
家庭保健医疗机器人系统设计与研究随着生活水平的提高,人们对健康和医疗的需求越来越高。
然而,繁忙的生活和工作让他们很难抽出时间去医院看病。
家庭保健医疗机器人系统的研究和发展,为人们提供了更便捷的解决方案。
家庭保健医疗机器人系统的设计和研究需要考虑到对人体生命的敏感性、精度和有效性。
因此,它需要集合不同领域的知识和技能,并且需要考虑到程序和工具的设计和开发方案。
随着人们对家庭保健医疗机器人系统的信任度提高,机器人在家庭环境中被广泛应用。
并且,它们为不同年龄的使用者提供了不同的服务。
例如,对于老年人,机器人可以提供长期医疗方案,例如测量血压和其他方式的生命体征监控。
对于年轻人,机器人可以为他们提供有关健康管理和保健的信息,例如饮食计划和运动计划等。
家庭保健医疗机器人系统的设计和研究所面临的挑战之一是保证机器人行为的可预测性和稳健性。
这意味着机器人设计必须可以应对在不同环境下出现的各种问题,例如它所处的物理环境,其它附属设备的操作等。
机器人系统必须采取一种灵活的控制策略,以满足家庭环境中的各种条件。
系统还需要考虑到机器人所处的环境和使用者的需求,因此它需要具有一定的自适应能力。
例如,当机器人遇到新的服务场景时,它可以根据用户的喜好和健康需求调整自身的行为和规则。
为了确保家庭保健医疗机器人系统的可扩展性和灵活性,开发者们必须采取模块化的方法。
优于传统设备,家庭保健医疗机器人系统可以被不断地改进和升级,因此开发过程必须具有高度的可维护性和可扩展性。
家庭保健医疗机器人系统设计和研究是一项需要不断进化的技术。
最终目标是提供一个具有完美和可靠的服务,满足家庭环境中的健康需求。
同时,为了避免机器人所造成的负面影响,我们必须了解机器人所必须遵循的伦理道德准则,例如隐私保护,禁止机器人向使用者泄露个人信息等。
总之,在家庭保健医疗机器人系统的设计和研究中,开发人员必须考虑到人体生命的敏感性,精度和有效性。
而且,机器人必须在不同的环境和服务场景下正常运作。
医疗服务机器人设计方案设计一款好的医疗服务机器人要考虑到很多人性化的方面,这样才能保证产品有较好的适应性而有利于商业推广.我设计的医疗服务机器人会考虑到以下几个方面,分别是:可以照顾老人,能够实时传输数据到家人,可以时刻了解老人的情况,以及可通过网络控制并有良好的人机交互能力.设计方案分为以下五个模块:1、轮式无半径转弯和万向机械臂模块;2、语音控制模块;3、超声波避障模块;4、摄像头导航模块;5、通信以及手动控制模块。
轮式无半径转弯和万向机械臂模块:四个轮可以在水平面内定点旋转,从而实现了无半径转弯和360°任意方向前进,打破了单一的前进方式,克服了在实际应用中环境空间狭小转弯不灵活的缺点,也使得系统运动更稳定.万向机械臂灵巧轻便,可以轻易的夹碎鸡蛋,适宜抓取立放物体,能灵活的抓取药品、转送病人,帮病人取递所需要的物品等。
语音控制模块:能通过语音识别控制机器人移动、抓取、对话等;准确识别率高,达到95%以上;非特定人语音识别;所需词汇量无需太多,小词汇量语音识别足够.超声波避障模块:通过超声波发射装置发出超声波,根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。
这与雷达测距原理相似。
超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
测距的同时可以感知障碍,有效规避障碍.摄像头导航模块:利用摄像头实时传回图像并进行分析处理,在获得路径二值信号的基础上,接下来采用黑线中心提取算法,获得路径的黑线位置.该算法的主要思想是:针对每行获得的信号,找出每行黑线起点和终点,取两个值的中值作为该行黑线的中心.在一场扫描完之后,再对整个场中的黑线中心进行软件滤波,获得更为准确的信息。
通信以及手动控制模块:通过连接网络传输数据,可以让远离家中的亲朋好友实时观察到被照看者的身体状况,也可以连接网络生成健康情况调查表,有利于医生的诊断调查。
家用医疗保健智能机器人设计
时间:2009-02-24 11:28:31 来源:国外电子元器件作者:徐平罗飞路刘春艳
1 引言
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部网络提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能
数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入Intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(Bluetootlh)无线接入技术
传统的数字化家庭采用PC进行总体控制,缺乏人性化笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制
本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制PC的通信采用蓝牙技术整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力
2 智能机器人的总体设计
2.1 智能机器人的多传感器系统
机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(CCD、CAMERA、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能智能机器人的多传感器系统框图如图1所示
2.2 智能机器人控制系统
机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用PC,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或DSP等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能
如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺由于DSP擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用DSP作为智能机器人控制系统的控制器[2]
控制系统以DSP(TMS320C54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、GSM无线通信(支持GPRS)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(Rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示
(1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行PID控制
(2)采用爱立信(Ericsson)公司的ROKl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机Pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信
(3)支持GPRS的GSM无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信
(4)由于TMS320C54x只有1个串行口,而蓝牙模块、GSM无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用RS一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一
串口通信模块进行转换处理当TMS320C54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当T~MS320C54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块这样,各个模块就完成了与1~MS320C54x的串口通信
3 主要医疗保健功能的实现
智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务:
(1)医疗监护
通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果
(2)远程诊断和会诊
通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]
3.1机器人视觉与视频信号的传输
机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心
机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述视觉包括3个过程:
(1)图像获取通过视觉传感器(立体影像的CCD CAMERA)将3维环境图像转换为电信号
(2)图像处理图像到图像的变换,如特征提取
(3)图像理解在处理的基础上给出环境描述
通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求:
(1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像
(2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时,可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像,采用的方法是进行合适的压缩和恢复以保证实时性
3.2机器人听觉与音频信号的传输
机器人采集的音频信号也有2种作用:一是提供机器人听觉;二是借助于音频信号,家庭成员可以和医生进行沟通,医生可以了解家庭成员的健康状况和心态音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径
机器人听觉是语音识别技术,医疗保健智能机器人带有各种声交互系统,能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护,还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照
看病人等
声音的获取采用多个立体麦克风由于声音的频率范围大约是300Hz一3400Hz,过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的,所以只用传送频率范围在
1000Hz-3000Hz的声音,医生和家庭成员就可以进行正常的交流,从而可以降低传输音频信号所占用的带宽,再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求智能机器人的听觉系统如图3所示
3.3各项生理信息的采集与传输
传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集,各种连线容易使病人心情紧张,从而导致检测到的数据不准确使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题,带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上,尽量使其不对人体正常活动产生干扰,再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理
在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备,各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器,探测器有2种工作方式:一是将数据交给智能机器人处理,提供本地结果;二是与Internet连接(也可以通过GSM无线模块直接发回),通过网络将数据传输到远程医疗中心,达到医疗保健与远程监护的目的视频和音频数据的传输也采用这种方式智能机器人的数据传输系统如图4所示
4 蓝牙模块的应用
4.1蓝牙技术概况
蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术它的载波选用全世界公用的2.4GHz(实际射频通道为f=2402+k×1MHz,k=0,1,2,…,78)ISM频带,并采用跳频方式来扩展频带,跳频速率为1600跳/s可得到79个1MHz带宽的信道蓝牙设备采用GFSK调制技术,通信速率为1Mbit/s,实际有效速率最高可达721Kbit/s,通信距离为10m,发射功率为1mW;当发射功率为100mW时,通信距离可达100m,可以满足数字
化家庭的需要
4.2蓝牙模块
ROKl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块
它的集成度高、功耗小(射频功率为1mW),支持所有的蓝牙协议,可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块,可提供高至HCI(主机控制接口)层的功能单个蓝牙模块的结构如图5所示
4.3主,从设备硬件组成
蓝牙技术支持点到点PPP(Point-t0-Point Pro-tocol)和点对多点的通信,用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]每个微微网由1个主设备(Master)和若干个从设备(Slave)组成,从设备最多为7台主设备负责通信协议的动作,MAC地址用3位来表示,即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的,只不过在同一时刻只能激活8个,其中1个为主,7个为从)从设备受控于主设备所有设备单元均采用同一跳频序列
将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备,将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路主设备是整个蓝牙网络的核心部分,要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部通信网络之间的数据交换功能,同时还负责对各个从设备的管理和控制
5 结束语
随着社会的进步,经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的人需要家庭医疗保健服务文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面,且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。