令人期待的未來：醫療機器人“大白”怎么造

編者按：作者黎明明是視倍宇康科技產品負責人，專注智能家居、家庭服務機器人和遠程醫療機器人的產品研發，微信號：paulaugust 官網：www.spaceh.org

迪斯尼最新的動畫電影《超能陸戰隊》描寫了一個東西方結合的的虛擬都市“舊京山”（San Fransokyo），結合了舊金山和東京。講了14歲精通機器人技術的小神童宏（Hiro）和機器人健康助手大白（Baymax）的故事。不過筆者要說，大白不就是理想中的醫療機器人嗎！

迪斯尼的這部2014年底的電影可以說是好萊塢的票房黑馬，從一個技術宅的角度看，他們切中了美國科技界兩個熱點：機器人和醫療健康領域。這兩個市場在中國科技領域也是大熱，一個預估在2020年將達到10萬億，一個則是8萬億。大白不僅完美，而且是接近實現的。接下來，筆者就來告訴你怎么造。

首先簡單剖析下大白——氣球外殼是有些兒童向，但是碳纖維的骨骼，可愛的外觀設計，具備語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。大白是三大科技產業的集合體：移動醫療、機器人制造和人工智能。

先說移動醫療

現在大家比較通常的叫法是mHealth。美國在2010年的移動醫療峰會上，對mHealth下了一個定義——通過移動設備提供醫療服務。這樣一想，會移動的機器人大白，確實符合這個定義。

移動醫療英文最初的全稱是“Emerging mobile communication and network technologies for healthcare”，翻譯過來就是“醫療保健行業新興移動通信與網絡技術”。所以移動醫療的興起，一開始的根本原因是通信與網絡技術的發展與普及，成本的下降、設備的普及，特別是智能手機的大量部署，才有了移動醫療的爆發。目前移動醫療還處在通信技術紅利的發展中期。

按邏輯來說，移動設備的普及，促成了移動醫療產業。那么機器人產業是否成熟，就是大白何時造出的指標了。那么筆者可以自信的告訴你，大白確實距離我們不遠了。一個24小時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代替，成本確實會降至不可思議的低。

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。

美日醫療機器人案例

美國

Intouch Health——這家老牌移動醫療公司，實現了美國1萬個社區與診所的互聯。他們的戰略投資方美國頂級機器人公司iRobot的一手為Intouch Health打造了機器人系列，他們稱之為——遠程醫療機器人。

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

另外，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與先進技術研究中心委托馬薩諸塞州的機器人公司VECNA研發了一種自動化戰地救護技術，最終演變成了戰地協助撤退機器人（BEAR），來實現救護、轉運傷員等整套戰地救護功能。

日本

Twendy-One——日本早稻田大學發明的機器人，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護工。這款機器人的手部極力模仿人類，在最初的演示里已經可以撿起習慣、擠番茄醬，預計在2015年投入使用，用來照顧老人和病人。缺憾是定價昂貴——在3000萬日元左右。

豐田——2011年發布了4種應用在醫療護理領域的機器人，用于幫助由于下肢癱瘓等而行動不便的人行走，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”。豐田專務董事井上洋一說：“隨著少子和老齡化的加劇，用于護理與醫療的助手機器人會越來越重要”

安川——2014年發布了康復機器人，輔助患者進行肢體康復。不過他們的產品，更多的是原有康復器材的自動化改型，更符合人體工學，更提高醫護的護理效率。

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

你可以將HAL稱之為可穿戴機器人，從名稱縮寫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。

創造人工智能

一個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，從滅絕人類的天王，到《人工智能》里近乎完美人類的裘德洛。但其實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。

大白最大的任務就是通過攝像頭等設備，掃描目標用戶，感知其體征、健康數據和情緒，然后采取措施進行健康護理。在動畫里，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，來提高阿宏的體溫。想想這是不是跟NEST很像？其實NEST就是以物聯網、人工智能和機器人才被Google看中并收購的。

這里筆者整理幾個可制造大白的公司的產品。

JIBO——作為家居應用的代表，相比DeepMind和IBM的沃森，沒有那么聰明，但他們有個重要功能——語音互動和情緒識別。JIBO的系統利用 NLP（神經語言程序學）來理解命令甚至日常會話。能夠識別用戶及其家人，通過用戶的不同，以及識別用戶情緒的不同，來進行不同的語音互動。

Nest——來自美國人對恒溫器的使用習慣，能夠學習用戶對溫度的敏感程度，通過物聯網對周邊環境溫度等的變化，來調節所有聯結在NEST上的設備，從而達到用戶喜歡的室溫、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，他們被并入了Google最老牌的搜索小組，被賦予的任務就是做知識。是不是很高大上？那是因為DeepMind的深度學習算法，讓他們的人工智能已經具備學習能力，此前在CES上，他們展示了DeepMind如何“玩”一個全新的游戲。一個醫生教幾次，他的機器人就會診療了，這個未來看起來不錯吧？

機器人的視覺

除了滿足自動化的人工智能，大白那個掃描人體的能力也是必不可少的，而這樣的黑科技在現實里是有參照物的，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，此處簡寫為Kinect2）常年吊打深度攝像頭領域的對手們，就是大白最好的視覺設備啦。

Kinect2——微軟選用了TOF來代替結構光（Kinect1的技術）。目前已經可以識別肌肉拉伸、體表溫度和心率——這些都是健康護理中需要的數據。實現的原理，用溫度和炎癥來簡單舉例，就是通過截取人體體表的顏色，來識別其溫度，準確率還在進化。

國內也有團隊在利用普通攝像頭和OpenCV相關技術來完成類似的任務——點康科技號稱能夠利用攝像頭測血壓技術，不過筆者沒有實地驗證過。

我們怎么做

作為在家庭服務機器人和遠程醫療機器人領域創業的團隊，我們目前基于開源的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類似，就是遠程控制。

另外，為了讓目標用戶群接受機器人，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。結合自然語言處理系統，機器人可以合成用戶熟悉的聲音來代替機器人聲音，做到讀文字信息和語音互動的功能。比如一個視力不好的老人，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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