CN107186722A - 一种以脑力锻炼为主的预防老年痴呆的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到机器人领域，公开了一种预防老年痴呆的老年人大脑锻炼机器人，主要包括信息输入模块、测试模块、主控模块、功能应用模块、定时和提醒模块、交互模块、外形设计和移动模块。信息输入模块主要是输入老人的基本信息；测试模块对老人的脑力功能进行测试；主控模块可以储存信息及信息处理；功能应用模块可实现脑力锻炼的各种方式；定时和提醒模块可完成吃药、运动及位置提醒；交互模块可实现与老人的功能交互；外形设计和移动模块，“不倒翁”式底座和可实现差速转向的滚轮确保安全性和移动性。供电模块提供系统所需要得能量。该机器人可实现从脑力锻炼入手，实现预防老年痴呆的功能。

Description

一种以脑力锻炼为主的预防老年痴呆的机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，特指一种以脑力锻炼为主的预防老年痴呆的机器人，用于锻炼老年人大脑，防止大脑功能退化以此预防老年痴呆。

背景技术

伴随着人口老龄化，老年痴呆症患病率逐年上升。到目前为止，虽然可以通过一些有效地预防措施来防止这种疾病的发生，但目前还没有彻底的治疗方法，老年痴呆的问题仍是我国老龄化社会的一大挑战。目前，老年痴呆的发病原因可能包含多个方面，如遗传因素，胆固醇过高，中风，糖尿病等疾病因素，还有受教育程度低，不爱动脑子，性格内向，睡眠不规律，不爱与人交往等不良生活方式有关。同时，老年痴呆发病具有隐秘性，不会轻易被人发现，可能会出现短期性或暂时性认知功能障碍，并未有太多的异常，但随着时间的推移，病情会逐渐加重，老人在平时轻易完成的活动和家务劳动会变得难以完成。

伴随着老年痴呆会出现各种症状，包括近期记忆性障碍，经常忘了刚刚做过的事情或者是要去做的事情；不能完成以前轻易完成的事情，比如做饭等；表达能力下降，逐渐无法表达或表达不清自己的想法；对时间和地点搞不清，经常迷路和忘记时间；概括能力下降，表现为难以概括同类事物的特征；判断力下降，无法根据具体条件做出选择，例如夏天的时候拿出冬天的棉鞋穿；算术能力变差，对于一些日常生活中简单的计算经常性的算错并坚持自己是对的；性格及行为明显改变，经常会出现情绪易变的情况；与外界交往缺乏主动性，经常性的久坐和发呆。这些症状都会出现在老年痴呆的发病阶段，如果对于老年痴呆不能做到早发现，早预防的话，一旦病情转入重症阶段，将很难治疗和护理，将会给老人和家庭带来巨大的负担。

目前，针对老年痴呆主要从早预防早发现，心理方面，生理方面和药物方面来预防。早预防早发现就是通过各种手段尽早发现发病症状，防止错过最佳治疗时机，从心理方面，就要对老人多陪伴，多交流，培养兴趣爱好，对生活保持乐观；从生理方面，就要多进行体育锻炼和脑力锻炼，保持身体健康和大脑的活力；药物方面就是辅助一些药物来预防老年痴呆。目前，在预防老年痴呆方面。最前沿的方式就是“科技养老”，通过开发建立各种系统和机器人来实现各种人为预设定的功能，从不同角度实现对老年人的看护和陪伴，在某方面预防老年痴呆。目前，在机器人领域存在着不同类型的针对老年人的机器人，包括陪伴型，养老院聊天型，自动配药型，防摔倒和防走丢型，但对于从个性化角度根据不同老人的不同情况预防老年痴呆的机器人系统并未出现，此所述发明专利，从以脑力锻炼预防老年痴呆入手， 根据不同老人的情况，经过系统的数据处理以个性化的方式从包括提高老人的计算能力，表达能力，认知能力等不同方面进行老年人大脑锻炼，保持脑细胞活力，防止大脑功能区衰退，达到预防老年痴呆的目的。

发明内容

本发明这对上述老年痴呆的成因，表现及预防措施，设计一种从老年人脑力锻炼入手，能够锻炼老年人大脑，防止大脑功能退化来预防老年痴呆的机器人，该机器人的各项基本功能通过程序控制实现，可实现脑力测试，生活提醒，脑力锻炼，移动服务的功能，可用于对老年人的生活服务和预防老年痴呆的发生。

本发明技术方案：

一种以脑力锻炼为主的预防老年痴呆的机器人，主要包括信息输入模块，主控模块，功能应用模块，定时和提醒模块，交互模块1，外形设计5与移动模块6/7和供电模块。

信息输入模块包括通过在交互屏1上输入老人的爱好，喜欢从事的劳动，之前的工作和经历，与家人一起度过的美好时光的照片和视频，用于后期的测试和根据不同老人的不同实际情况，进行数据处理后采取不同的预防渠道。同时，将老人的药品和经常所用的物品放在固定位置，将位置信息存入系统；测试系统包括结合老人的经历和爱好，针对老人的短期记忆性，算术能力，辨别能力，表达能力，概括能力和逻辑能力在交互屏上1测试；主控模块，包括将老人输入的信息和根据测试得到的结果进行储存和数据匹配，根据不同老人的测试情况进行不同方面能力区分，分析出老人大脑功能区哪些方面出现退化，也可以将老人不同阶段的信息进行整理，走出阶段性评估；功能应用模块，包括结合老人日常生活经常接触的东西，提高记忆能力、算术能力、表达能力、概括能力、判断能力和提高逻辑能力等，可以根据之前的测试系统做出的测试结果与数据处理，判断老人在哪些方面的能力弱化，结合一些老人的经历，爱好和生活情况从数据库中提取不同的题目，将题目显示在交互屏1上，针对性的从某方面进行预防措施，同时，还包括一键求救功能4；定时和提醒模块，设置老人吃药时间和运动时间，定时提醒老人吃药和运动锻炼，同时提醒老人放药的地点，另外在老人忘记经常所用物品的位置的时候，通过语音查询3或者是在交互屏幕1上选择物品，即可提醒物品所在位置；交互模块包括，语音播放与录入孔3，视频播放和交互显示屏1，交互显示屏用于信息输入，显示测试和锻炼题目及结果，考虑到有些老人对系统的操作可能不熟悉，或者是视力障碍，将题目有声化，让老人以对答的形式完成测试和锻炼，还可以通过播放与老人爱好相关的，或者是与之前工作经历相关的，或者是与家人一起的照片和视频，让老人回忆以前的事情，既可以让提高大脑活力，又可以排除老人的孤独感，另外，在定时系统到预定时间时可以播放一些适合老年人的锻炼教学视频，让老人进行适当适量的锻炼；外 形设计和移动模块，在外形设计上为防止机器人在碰撞后摔倒失效，将机器人设计为“不倒翁”式底座5并且在机器人表面裹加一定厚度的弹性硅胶避免老人与机器人意外碰撞接触后撞伤老人。同时，在机器人上身装有挂钩7，用于悬挂老人经常所用和外出不便携带的东西。为保证机器人的可移动性，将机器人的“不倒翁”底部5安装分别由单独电动机控制的两滚轮6/7，滚轮之间可以实现差速转向以保证机器人可以直线移动也可以转弯。供电模块提供系统所需要得能量。

本专利的优点：

1、以预防老年痴呆为目的，将脑力锻炼作为主要出发点，同时辅以心理预防和生理预防，从不同角度实施方法，让老年人的大脑保持活力，防止大脑功能区衰退，预防老年痴呆。

2、根据不同老人的实际情况，根据老人以前所从事的工作，经历和爱好，以个性化方式采取预防措施，防止一些单一的方法不和老人的心意，使老人感到枯燥反感，但不到预期的效果。

3、与信息输入和基本测试相结合，系统判断老人在哪些方面出现大脑功能衰退，结合功能应用模块，针对性的采取预防措施。

4、考虑到老人的适应能力以及学习能力，功能应用模块与老人日常生活相结合，例如通过一些日常用品的价格和花费来提高计算能力和通过一些日常物品让老人分类辨别以提高概括能力和判断力等。

5、在进行测试和预防功能的时候，将测试题和预防题图片化和有声化，提高交互性，增进老人对该机器人的兴趣，可达到更好的应用效果。

6、可以根据储存的位置信息提醒老人的药品和经常所用的物品的具体位置，简化操作，让老人更易寻找自己想要的东西。

7、增添一键求救功能，该功能可以与老人子女终端相连，在触发该功能后系统会自动开通视频和语音功能，让子女第一时间老人的具体情况，防止发生意外后错过最佳救治时机。

8、在外形设计上，机器人为“不倒翁”式，机器人在碰撞或者挤压后身体失衡后可以自动调整到初始位置，防止机器人摔倒失效并且摔倒后都老人安全造成威胁，并且在机器人表面裹加一定厚度的弹性硅胶避免老人与机器人意外碰撞接触后撞伤老人。。

9、将机器人的“不倒翁”底部安装分别由单独电动机控制的两滚轮，滚轮之间可以实现差速转向以保证机器人可以直线移动也可以转弯，保证机器具备良好的可移动性。

10、在机器人身上设置内置挂钩，可以放置老人经常所用的物品或者是帮助老人提 物品，提高机器人的实用性。

附图说明

图1为本设计系统运作示意图

图2为本设计测试模块运作示意图

图3为本设计功能应用模块运作示意图

图4为本设计外形设计与移动模块运作示意图

图5为本设计总体结构示意图

图6为本设计“不倒翁”式主体结构示意图

图7为本设计滚轮结构示意图

图8为本设计外置拉环与内置挂钩结构示意图

图中：1为交互屏(显示屏)；2为外置拉环；3为语音播放和录入孔；4为一键报警键；5为“不倒翁”底座；6为滚轮；7为滚轮；8为电动机；9为电动机

具体实施方式

该系统是以脑力锻炼为方法，结合老人不同的实际情况采取不同的措施来达到预防老年痴呆的目的。主要包括信息输入模块，测试模块，主控模块，功能应用模块，交互模块，外形设计与移动模块和供电模块。

在信息输入模块中，首先在交互屏1上输入老人的基本信息，包括老人的年龄，爱好，之前所从事的工作领域，经常接触的人群，喜欢做的菜，经常从事的家务劳动等，另外还有输入老人之前与家人一起度过美好时光的照片和视频。除此之外，将老人的药物和日用物品放在固定的位置，将位置信息存入到系统内。

在信息输入完毕后，系统进入测试模块，测试模块中，在人机交互的显示视屏1上采取题目与图片相结合的方式，会根据老年人可能出现的短期记忆力障碍，算术能力、表达能力、概括能力、判断能力和提高逻辑能力下降等问题，从这几个不同的方面分别进行测试。

经过测试模块后，系统会将所有的数据，包括输入的信息数据和测试数据存入主控模块，对老人的测试结果进行综合评定，以此来判断老人的大脑功能区在哪些方面出现衰退的迹象或者是已经出现衰退，系统会在显示屏1上显示老人的测试结果和各方面的能力值，也方便家人作出相应的判断和心理准备。在此模块中，系统会结合之前输入信息和老人的测试结果来进行综合处理，在系统的题库中匹配相应的脑力锻炼试题来提供给使用者。

在系统匹配相应的脑力锻炼方式后，进入功能应用模块，功能应用模块也分为与测试模块相对应的包括对老人的记忆力，算术能力，表达能力，概括能力，判断能力和逻辑能力进行锻炼。功能应用模块会从题库中提取不同的题，在交互屏1上显示或者语音播放孔3 播放供老人锻炼所用。

对于记忆力方面，老年痴呆患者最先出现的是短期的记忆力障碍，系统会根据老人的之前的工作经验和爱好，交互屏1上或者语音播放孔3播放一些新闻和读物，然后让老人简单复述所讲的内容，系统通过语音录入孔3录入老人的复述内容。

对于算术能力方面，系统中的题库会结合日常生活中的常见事物，如日期的计算和一些蔬菜食物价格和找零等，让老人在感到与生活相贴切，以此来锻炼老人的计算能力。

在表达能力和概括能力方面，系统通过列举一些问题让老人表达问题具体的目的和解决方法或者是简述一些生活中出现的一些情况，让老人概述一下这些情况处理什么问题。

在判断力方面，将老人生活中常见东西的图片按不同种类打乱显示在屏幕上，让老人在其中找到相同种类或在其中找到与其他不同类的东西，或者是显示不同季节的衣服，让老人判断什么样的衣服适合在某个季节穿。

在逻辑能力方面，系统根据老人老人之前的一些工作经验，叙述一些工作流程或者是根据老人喜欢做的菜或者是一些家务劳动，让老人再回忆一下制作顺序等。

在交互模块中，包括显示器1，语音的播放与录入孔3和一键求救4。显示器1显示各种功能导航，包括显示信息输入情况，脑力锻炼测试题，回忆视频播放，物品寻找等，老人可以根据不同的需求触发不同的功能模块，根据老人的实际情况，可能有些老人对于在显示屏上的操作不太熟悉，或者存在视觉障碍，系统设置的语音系统可以将问题有声化并且可以录入老人回应的语音，进行语音导航帮助老人完成各项功能。可以通过播放老人过去与家人一起度过美好时光的照片和视频，让老人回忆以前的美好时光，既起到脑力锻炼，又防止老人寂寞。在到达设定的运动时间后，系统通过语音孔3提醒老人运动并在显示屏1上播放一些适合老年人进行的运动视频，让老人在教学活动中运动，可以增添老人的兴趣，让老人更愿意主动去锻炼身体，系统也会根据老人的情况，判定合适的运动时间，在老人运动休息后播放老人希望的音乐或者是戏曲，帮助老人放松。当老人发生意外时，可通过一键求救4功能快速连接子女报警终端，防止老人发生意外后错过最佳救治时机。

在定时和提醒模块中，系统根据设定的老人服药时间定时提醒，同时对于一些老人经常性忘记放药地点的问题，系统会在触发提醒功能后同时提醒放药地点，让老人及时服药；对于老人有可能会忘记经常所用的物品，当老人需要时可以通过语音问询3或者是在交互界面1上触发寻找功能，点击要找的物品，系统就会根据之前存入的物品位置信息提醒老人，让老人便于寻找，在提醒位置信息后，根据设定时间再次提醒老人该物品的位置信息让老人将物品放回原处以便下次提供准确的信息。除此之外，定时系统还会在设定时间提醒老人进行适量的运动，并且控制运动时间，防止老人久坐或者是运动时间过长造成身体损伤。

外形设计和移动模块，在外形设计上为防止机器人在碰撞后摔倒失效，根据不倒翁的原理将机器人设计为“不倒翁”式底座5，这样机器人在遭遇到外界的碰撞或者是推搡后能够保持身体的正常形态，防止机器人失衡后失去功能甚至对老人的安全造成威胁，并且在机器人表面裹加一定厚度的弹性硅胶避免老人与机器人意外碰撞接触后撞伤老人。同时，在机器人上身装有挂钩7，用于悬挂老人经常所用和外出不便携带的东西。考虑到外置挂钩7有可能在老人不经意时对老人存在安全威胁或者是机器人在移动时挂钩钩住其他物体，所以将挂钩7内置机器人内，在外部设有拉环2，在需要时通过拉环将挂钩拉出使用，方便帮助老人提东西或者是将老人经常所用的东西挂在挂钩上，防止老人遗忘。最后，为保证机器人的可移动性，将机器人的“不倒翁”底部安装分别由单独电动机控制的两滚轮，当机器人直线行走时，电动机8和电动机9控制滚轮7和滚轮6以相同速度前行，当机器人左转时电动机9控制滚轮6的速度小于电动机8控制滚轮7的速度实现差速左转，同理，当机器人右转时电动机8控制滚轮7的速度小于电动机9控制滚轮6的速度实现差速右转，这样滚轮之间可以实现差速转向以保证机器人既可以直线移动也可以转弯，使机器人具有较高的可移动性；这样，既可以让机器人实现“不倒翁”功能，又不影响机器人的移动。

此系统在运行过程中，最大的特点一方面是在预防措施中，将脑力锻炼的方法与日常生活中常见事物相联系，测试题与预防题都与老人平时生活紧密相关，避免一些单一的方式引起老人的抵制情绪；预防措施中，采取个性化措施，不管是对不同人还是对不同大脑功能，都能针对性的采取办法和题目。另一方面，在机器人外形设计上，通过“不倒翁”的设计和内置拉环，让机器人的安全性和实用性得到提高。

Claims (9)

1.本发明涉及到机器人领域，公开了一种以脑力锻炼为主的预防老年痴呆的机器人，主要包括交互模块、信息输入模块、测试模块、主控模块、功能应用模块、定时和提醒模块、外形设计及移动模块、充电模块。

2.交互模块，包括语音播放与录入和视频播放和交互显示屏，交互显示屏用于信息输入，显示测试和锻炼题目及结果，可以将测试题和脑力锻炼试题有声化，录入老人的应答语音，还可以通过播放与老人爱好相关的，或者是与之前工作经历相关的，或者是与家人一起的照片和视频，让老人回忆以前的事情，既可以让提高大脑活力，又可以排除老人的孤独感，另外，可以播放一些适合老年人的锻炼教学视频，让老人进行适当适量的锻炼。

3.信息输入模块，通过交互显示屏输入老人的基本信息，包括老人的爱好，喜欢从事的劳动，之前的工作和经历，存入与家人一起度过的美好时光的照片和视频，另外将老人经常所用的物品的固定位置信息存入系统。

4.测试模块包括针对老人的短期记忆力，算术能力，辨别能力，表达能力，概括能力和逻辑能力的测试题库。

5.主控模块，将输入的老人的基本信息和根据测试得到的结果进行数据储存和数据匹配，根据不同老人的不同测试情况进行区分。

6.功能应用模块，包括提高短期记忆能力、算术能力、表达能力、概括能力、判断能力和逻辑能力等的功能题库，根据之前的测试系统做出的测试结果与数据处理，判断老人在哪些方面的能力弱化，从数据题库中针对性的预防题目；同时还包括一键求救，在一些危机时刻只需一键求救，系统会自动连接子女终端，保证及时通知。

7.定时和提醒模块，根据设置的老人吃药时间和运动时间，定时提醒老人吃药和运动锻炼，同时可以提醒老人放药的地点和经常所用物品的放置地点。

8.外形设计和移动模块，，将机器人设计为“不倒翁”式，在机器人表面裹加一定厚度的弹性硅胶避免老人与机器人意外碰撞接触后撞伤老人；同时，在机器人上身装有内置挂钩，使用时由拉环拉出用于悬挂老人经常所用和外出不便携带的东西；为保证机器人的可移动性，将机器人的“不倒翁”底部安装分别由单独电动机控制的两滚轮，滚轮之间可以实现差速转向以保证机器人可以直线移动也可以转弯；供电模块由可充电电池提供系统所需要得能量。

9.该机器人的基本操作均由程序控制，一些个性化功能可根据不同需求进行程序改写来实现。