LU602011B1 - An intelligent, interactive device and system based on a digitized home care service. - Google Patents
An intelligent, interactive device and system based on a digitized home care service.Info
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart ein intelligentes interaktives Gerät und System auf der Grundlage digitaler häuslicher Pflegedienste, das ein physiologisches Parametererfassungsmodul, einen eingebetteten Controller, ein drahtloses Kommunikationsmodul, eine multimodale interaktive Schnittstelle und ein Notfallreaktionsmodul umfasst, wobei das physiologische Parametererfassungsmodul über einen I2C-Bus mit dem eingebetteten Controller verbunden ist, wobei der Algorithmus zur Analyse des Gesundheitsrisikos auf einem neuronalen LSTM- Netzwerk basiert, um die Zeitreihenmodellierung der somatischen Zeichendaten zu erreichen . Die vorliegende Erfindung offenbart ein intelligentes interaktives Gerät und System auf der Grundlage der digitalen häuslichen Krankenpflege-Service, in Bezug auf die Gesundheitsüberwachung, die Multi-Source-Sensor-Netzwerk kann in Echtzeit und genau sammeln die physiologischen Daten des Benutzers und Umgebungsparameter, und in Kombination mit fortschrittlichen Algorithmen für die eingehende Analyse, kann es rechtzeitig und genau zu bewerten das Gesundheitsrisiko, und bieten eine solide Grundlage für die Prävention und Intervention von Krankheiten. Die multimodale Interaktionsschnittstelle integriert mehrere Interaktionsmodi, berücksichtigt in vollem Umfang die Betriebsgewohnheiten und Bedürfnisse älterer Menschen, bietet ein natürliches und bequemes Interaktionserlebnis und reduziert die Schwierigkeiten bei der Nutzung.The present invention discloses an intelligent interactive device and system based on digital home healthcare services, comprising a physiological parameter acquisition module, an embedded controller, a wireless communication module, a multimodal interactive interface, and an emergency response module. The physiological parameter acquisition module is connected to the embedded controller via an I2C bus. The health risk analysis algorithm is based on an LSTM neural network to achieve time-series modeling of somatic symptom data. The present invention discloses an intelligent interactive device and system based on digital home healthcare services. With regard to health monitoring, the multi-source sensor network can accurately collect user physiological data and environmental parameters in real time. Combined with advanced algorithms for in-depth analysis, this data can accurately and promptly assess health risks and provide a solid foundation for disease prevention and intervention. The multimodal interaction interface integrates multiple interaction modes, fully considers the operating habits and needs of elderly people, provides a natural and convenient interaction experience, and reduces difficulties in use.
Description
Ein intelligentes interaktives Gerät und System auf der Grundlage eines digitalisierten/°02011 häuslichen PflegedienstesAn intelligent interactive device and system based on a digitized home care service.
Technischer BereichTechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der häuslichenThe present invention relates to the technical field of domestic
Krankenpflege und insbesondere auf ein intelligentes interaktives Gerät und System auf derNursing care and in particular an intelligent interactive device and system on the
Grundlage digitaler häuslicher Pflegedienste.Basis for digital home care services.
Technologie im HintergrundTechnology in the background
Da die Weltbevölkerung immer älter wird, ist das Altern an Ort und Stelle zu einer wichtigenAs the world's population ages, aging in place is becoming an important issue.
Form der Pflege geworden. Allerdings steht der Bereich des Alterns an Ort und Stelle derzeit vor vielen Herausforderungen. Einerseits ist es bei der traditionellen Art des Alterns schwierig, den physiologischen Gesundheitszustand älterer Menschen in Echtzeit und umfassend zu überwachen, und es ist unmöglich, potenzielle Gesundheitsrisiken rechtzeitig zu erkennen, was dazu führt, dass nicht rechtzeitig eingegriffen und Krankheiten behandelt werden können, was die Lebensqualität sowie die Gesundheit und Sicherheit älterer Menschen erheblich beeinträchtigt. Andererseits mangelt es dem bestehenden Dienstleistungssystem für ältere Menschen an Intelligenz undIt has become a form of care. However, the field of aging currently faces many challenges. On the one hand, with the traditional approach to aging, it is difficult to comprehensively monitor the physiological health of older people in real time, and it is impossible to identify potential health risks in a timely manner. This leads to a lack of timely intervention and treatment of illnesses, which significantly impacts the quality of life, health, and safety of older people. On the other hand, the existing service system for older people lacks intelligence and
Personalisierung, was es schwierig macht, genaue und wirksame Dienstleistungen entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen und dem Gesundheitszustand der älteren Menschen anzubieten.Personalization makes it difficult to offer accurate and effective services according to the actual needs and health condition of elderly people.
Was die Interaktionserfahrung betrifft, so haben die meisten Geräte nur einen einzigenRegarding the interaction experience, most devices only have a single one.
Interaktionsmodus, der den vielfältigen Bedürfnissen älterer Menschen nicht gerecht wird, insbesondere für ältere Menschen mit eingeschränkter Mobilität oder schlechtem Seh- undInteraction mode that does not meet the diverse needs of older people, especially for older people with limited mobility or poor vision and
Hörvermögen ist die Nutzung schwieriger. Darüber hinaus reagiert der bestehendeHearing impairment makes use more difficult. Furthermore, the existing
Alarmmechanismus im Notfall nur langsam und hat eine begrenzte Reichweite, so dass er nicht in der Lage ist, das zuständige Personal schnell und effektiv zu benachrichtigen, und den bestenThe alarm mechanism is slow in an emergency and has a limited range, so it is unable to notify the responsible personnel quickly and effectively, and the best
Zeitpunkt für die Rettung verpasst.The opportunity for rescue was missed.
Inhalt der ErfindungContent of the invention
Mit Blick auf die oben genannten Mängel des Standes der Technik bietet die vorliegendeIn view of the aforementioned shortcomings of the state of the art, the present
Erfindung ein intelligentes Interaktionsgerät und -system auf der Grundlage eines digitalen häuslichen Pflegedienstes, das darauf abzielt, das Problem zu lösen, dass es dem bestehendenInvention of an intelligent interaction device and system based on a digital home care service, which aims to solve the problem that the existing
Pflegedienstsystem an Intelligenz und Personalisierung mangelt und dass es schwierig ist, genaue und wirksame Dienstleistungen entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen und demThe care service system lacks intelligence and personalization, and it is difficult to provide accurate and effective services that correspond to actual needs and the
Gesundheitszustand der älteren Menschen zu erbringen. Was die Interaktionserfahrung betrifft, so verfügen die meisten Geräte über einen einzigen Interaktionsmodus, der den vielfältigento assess the health status of older people. Regarding the interaction experience, most devices have a single interaction mode that addresses the diverse needs of older adults.
Bedürfnissen älterer Menschen nicht gerecht wird und insbesondere für ältere Menschen mitdoes not meet the needs of older people, and especially not for older people with
Mobilitätsproblemen oder schlechtem Seh- und Hörvermögen schwierig zu bedienen ist. Darüber hinaus hat der bestehende Alarmmechanismus im Notfall eine langsameIt is difficult to operate for people with mobility problems or poor vision and hearing. Furthermore, the existing alarm mechanism is slow in an emergency.
Reaktionsgeschwindigkeit und einen begrenzten Benachrichtigungsbereich, wodurch er nicht in der Lage ist, das zuständige Personal schnell und effektiv zu benachrichtigen und den bestenResponse speed and a limited notification range mean it is unable to quickly and effectively notify the responsible personnel and the best
Zeitpunkt für die Rettung zu verpassen, neben anderen Problemen.Missing the opportunity for rescue, among other problems.
Um den oben genannten Erfindungszweck zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung die folgende technische Lösung vor:To achieve the aforementioned purpose of the invention, the present invention provides the following technical solution:
Eine intelligente Interaktionsvorrichtung auf der Grundlage eines digitalen häuslichenAn intelligent interaction device based on a digital home
Altenpflegedienstes, das einen mobilen Roboterkörper umfasst, und ferner umfasst:Elderly care service, which includes a mobile robot body, and further includes:
Modul zur Erfassung physiologischer Parameter: einschließlich Biosensor-Arrays;Module for recording physiological parameters: including biosensor arrays;
Eingebetteter Controller: einschließlich ARM-Architektur-Prozessor;Embedded controller: including ARM architecture processor;
Drahtloses Kommunikationsmodul: einschließlich Wi-Fi/5G Dual-Mode-Übertragung für dieWireless communication module: including Wi-Fi/5G dual-mode transmission for the
Dateninteraktion mit dem Cloud-Server; LU602011Data interaction with the cloud server; LU602011
Multimodale Interaktionsschnittstelle: einschließlich Spracherkennungseinheit, Touch-Multimodal interaction interface: including speech recognition unit, touch-
Display und LED-Warnlichtband;Display and LED warning light strip;
Notfallmodul: mit einem lokalen Ton- und Lichtalarm und einer GSM-Notrufschaltung;Emergency module: with a local sound and light alarm and a GSM emergency call system;
Das Modul zur Erfassung physiologischer Parameter ist über einen I2C-Bus mit dem eingebetteten Controller verbunden, und der Algorithmus zur Analyse des Gesundheitsrisikos basiert auf einem neuronalen LSTM-Netzwerk, um eine Zeitreihenmodellierung der somatischenThe module for acquiring physiological parameters is connected to the embedded controller via an I2C bus, and the algorithm for analyzing health risk is based on a neural LSTM network to perform time series modeling of somatic
Daten zu erreichen.To reach data.
Ferner umfasst die multimodale Interaktionsschnittstelle:Furthermore, the multimodal interaction interface includes:
Eine 3D-ToF-Kamera zum Erfassen von Körperbewegungen und Mikroausdrücken desA 3D ToF camera for capturing body movements and microexpressions of the
Benutzers;User;
Einen Richtungslautsprecher, um gerichtete Sprachdurchsagen zu ermöglichen;A directional loudspeaker to enable directed voice announcements;
Eine haptische Feedback-Einheit mit einem piezoelektrischen Keramik-Vibrationsmodul;A haptic feedback unit with a piezoelectric ceramic vibration module;
Jeder Interaktionskanal wird durch einen Aufmerksamkeitsmechanismus-Each interaction channel is controlled by an attention mechanism-
Fusionsalgorithmus priorisiert.Fusion algorithm prioritized.
Ein intelligentes Interaktionssystem auf der Grundlage eines digitalen häuslichenAn intelligent interaction system based on a digital home
Altenpflegedienstes und Folgendes umfasst:Elderly care services and includes the following:
Ein verteiltes Überwachungsterminal, das in einer häuslichen Umgebung mit intelligenten, tragbaren Geräten und Umgebungssensoren eingesetzt wird;A distributed monitoring terminal used in a domestic environment with smart, wearable devices and environmental sensors;
Einen Edge-Computing-Knoten, der mit einem FPGA-Beschleunigungschip für dieAn edge computing node equipped with an FPGA acceleration chip for the
Echtzeitverarbeitung von Sensordatenströmen ausgestattet ist;is equipped with real-time processing of sensor data streams;
Algorithmen zur Analyse von Gesundheitsrisiken, die in einem eingebetteten Controller fürAlgorithms for analyzing health risks, implemented in an embedded controller for
Algorithmen zur Analyse von Gesundheitsrisiken und interaktive Entscheidungslogik konfiguriert sind;Algorithms are configured to analyze health risks and interactive decision logic;
Notfalleinsatzstrategie, konfiguriert im Notfalleinsatzmodul;Emergency response strategy, configured in the emergency response module;
Cloud-Service-Plattform, aufgebaut mit einer Benutzerprofildatenbank und einemCloud service platform, built with a user profile database and a
Wissensgraphen von Seniorenpflegedienststrategien;Knowledge graphs of senior care service strategies;
Mobiles Interaktionsterminal, das den beidseitigen Zugriff auf APP und WeChat-Applet unterstützt;Mobile interaction terminal that supports two-way access to the app and WeChat applet;
Das System führt die Kommunikation zwischen den Geräten über das MQTT-Protokoll durch und verwendet OAuth 2.0 für die Zugangskontrolle.The system conducts communication between devices via the MQTT protocol and uses OAuth 2.0 for access control.
Ferner umfasst der Algorithmus zur Analyse des Gesundheitsrisikos:Furthermore, the algorithm for analyzing health risks includes:
Eine Merkmalsextraktionsschicht, die ein neuronales Faltungsnetzwerk verwendet, um heterogene Daten aus mehreren Quellen zu verarbeiten;A feature extraction layer that uses a neural convolutional network to process heterogeneous data from multiple sources;
Eine Schicht zur Risikovorhersage, die einen XGBoost-Klassifikator zur Klassifizierung desA risk prediction layer that uses an XGBoost classifier to classify the
Gesundheitszustands verwendet;used for health condition;
Fine Strategieerzeugungsschicht, die einen Serviceplan auf der Grundlage vonA sophisticated strategy generation layer that creates a service plan based on...
Reinforcement Learning dynamisch anpasst;Reinforcement Learning dynamically adapts;
Der besagte Algorithmus zur Analyse des Gesundheitsrisikos passt eine physiologischeThe aforementioned algorithm for analyzing health risks matches a physiological
Grundlinie verschiedener Benutzer durch Migrationslernen an.Baseline of different users through migration learning.
Ferner umfasst die Notfallstrategie:Furthermore, the emergency strategy includes:
Eine abgestufte Reaktionsstrategie, die das Risikoniveau in einen vierstufigenA tiered response strategy that categorizes the risk level into four levels.
Auslôsemechanismus unterteilt;Release mechanism subdivided;
Mehrkanalalarm, der synchron ein lokales Gerät, ein relatives Terminal und einMulti-channel alarm that synchronously alerts a local device, a relative terminal, and a
Gemeindezentrum auslöst;community center triggers;
Umgebungssteuerung, die automatisch die Innenbeleuchtung sowie Tür- und/602011Ambient control that automatically adjusts the interior lighting as well as door and/602011
Fensterverriegelungen einschaltet.activates window locks.
Ferner umfasst die Cloud-Service-Plattform:Furthermore, the cloud service platform includes:
Eine Datenfusionsmaschine, die eine Fusion auf Merkmalsebene von physiologischen Daten,A data fusion engine that performs feature-level fusion of physiological data,
Umgebungsdaten und Benutzerverhaltensdaten durchführt;collects environmental data and user behavior data;
Ein Dienstempfehlungssystem, das einen Algorithmus zur kollaborativen Filterung anwendet, um einen personalisierten Rentenplan zu erstellen;A service recommendation system that uses a collaborative filtering algorithm to create a personalized pension plan;
Ein Sicherheitsschutzsystem, das eine homomorphe Verschlüsselungstechnologie einsetzt, um sensible Gesundheitsdaten zu verarbeiten;A security protection system that uses homomorphic encryption technology to process sensitive health data;
Das System ist über eine API-Schnittstelle mit medizinischen Ressourcen Dritter verbunden.The system is connected to third-party medical resources via an API interface.
Ferner umfasst das Sicherheitsschutzsystem:Furthermore, the security protection system includes:
Eine Hardware-Vertrauensbasis, die eine physikalische, nicht klonierbare Funktionseinheit (PUF) integriert;A hardware trust base that integrates a physical, non-clonable functional unit (PUF);
Eine sichere Boot-Kette, die eine digitale Signatur verwendet, um die Integrität der Firmware zu überprüfen;A secure boot chain that uses a digital signature to verify the integrity of the firmware;
Ein Daten-Desensibilisierungsmodul, das eine differenzierte Datenschutzverarbeitung für die gesammelten Daten implementiert.A data desensitization module that implements differentiated data protection processing for the collected data.
Ferner umfasst das Dienstempfehlungssystem von:Furthermore, the service recommendation system includes:
Aufbau eines Benutzer-Merkmalsvektorraums mit Dimensionen, die physiologischeConstruction of a user feature vector space with dimensions that include physiological
Indikatoren, Lebensgewohnheiten und Präferenzeinstellungen umfassen;Indicators include lifestyle habits and preferences;
Konstruieren eines Diagramms für die Assoziation von Dienstleistungselementen, wobei dieConstructing a diagram for the association of service elements, where the
Knotengewichte synergetische Effekte zwischen Dienstleistungselementen widerspiegeln;Node weights reflect synergistic effects between service elements;
Implementieren einer dynamischen Erkennung von Interessendrift und Aktualisieren derImplementing dynamic detection of interest drift and updating the
Empfehlungsstrategie durch einen Schiebefenster-Mechanismus.Recommendation strategy through a sliding window mechanism.
Ferner umfasst der Edge-Computing-Knoten:Furthermore, the edge computing node includes:
Ein Rahmenwerk für die Verarbeitung von Streaming-Daten, das die Apache-Kafka-A framework for processing streaming data that uses the Apache Kafka
Echtzeitdaten-Pipeline unterstützt;Real-time data pipeline supported;
Ein Modul zur Modellreduzierung, das Techniken zur Wissensdestillation anwendet, um KI-A model reduction module that uses knowledge distillation techniques to develop AI-
Modelle zu komprimieren;To compress models;
Eine Einheit zur Optimierung des Energieverbrauchs, die die Rechenressourcen dynamisch entsprechend der Arbeitslast anpasst.A unit for optimizing energy consumption that dynamically adjusts computing resources according to the workload.
Ferner umfasst das Arbeitsverfahren des Systems die folgenden Schritte:Furthermore, the system's working procedure includes the following steps:
Sammeln von physiologischen Daten des Benutzers und von Umgebungsparametern inCollecting physiological data of the user and environmental parameters in
Echtzeit durch ein Multi-Source-Sensornetzwerk;Real-time through a multi-source sensor network;
Implementierung der Datenvorverarbeitung an den Randknoten, einschließlich derImplementation of data preprocessing at the edge nodes, including the
Erkennung von Ausreißern und der Normalisierung der Daten;Outlier detection and data normalization;
Hochladen in die Cloud zur eingehenden Analyse, um einen Bericht zur Bewertung desUpload to the cloud for in-depth analysis to generate a report evaluating the
Gesundheitsrisikos zu erstellen;to create health risk profiles;
Abgleich von Dienstressourcen auf der Grundlage von Nutzerprofilen und Bereitstellung vonMatching service resources based on user profiles and providing
Interaktionsanweisungen über eine multimodale Schnittstelle;Interaction instructions via a multimodal interface;
Optimierung des Modells auf der Grundlage von Feedback-Daten, um einen geschlossenenOptimization of the model based on feedback data to create a closed-loop system
Kreislauf von Diensten zu bilden.To form a cycle of services.
Die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung sind:The advantageous effects of the present invention are:
Ein intelligentes Interaktionsgerät und -system, das auf dem digitalen häuslichen Pflegedienst der vorliegenden Erfindung basiert, kann im Hinblick auf die Gesundheitsüberwachung physiologische Daten und Umgebungsparameter des Benutzers in Echtzeit und genau erfasseh/©02011 und in Kombination mit fortschrittlichen Algorithmen für eine eingehende Analyse kann es dasAn intelligent interaction device and system based on the digital home care service of the present invention can accurately and in real time capture physiological data and environmental parameters of the user with regard to health monitoring/©02011 and, in combination with advanced algorithms for in-depth analysis, it can
Gesundheitsrisiko rechtzeitig und genau bewerten und eine solide Grundlage für dieAssess health risks accurately and in a timely manner, and establish a solid foundation for the
Krankheitsprävention und -intervention bieten. Die multimodale Interaktionsschnittstelle integriert mehrere Interaktionsmodi, berücksichtigt in vollem Umfang die Betriebsgewohnheiten und Bedürfnisse älterer Menschen, bietet ein natürliches und bequemes Interaktionserlebnis und reduziert die Schwierigkeiten bei der Nutzung. Das Notfallmodul entwickelt eine hierarchischeIt offers disease prevention and intervention. The multimodal interaction interface integrates multiple interaction modes, fully considers the operating habits and needs of older adults, provides a natural and convenient interaction experience, and reduces usability difficulties. The emergency module develops a hierarchical
Reaktionsstrategie und einen mehrkanaligen Alarmmechanismus, um sicherzustellen, dass das zuständige Personal im Notfall schnell benachrichtigt wird und die Smart-Home-Geräte vernetzt und gesteuert werden, um günstige Bedingungen für die Rettung zu schaffen und das Leben der älteren Menschen zu schützen. Das Service-Empfehlungssystem gleicht Service-Ressourcen auf der Grundlage von Benutzerprofilen genau ab, optimiert dynamisch die Empfehlungsstrategie, bietet personalisierte Lösungen für den Ruhestand und verbessert die Servicezufriedenheit.A response strategy and a multi-channel alarm mechanism ensure that the responsible personnel are quickly notified in an emergency and that smart home devices are networked and controlled to create favorable conditions for rescue and protect the lives of elderly people. The service recommendation system accurately matches service resources based on user profiles, dynamically optimizes the recommendation strategy, offers personalized retirement solutions, and improves service satisfaction.
Gleichzeitig verbessert das Edge Computing und die kollaborative Datenverarbeitung in der Cloud die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems und die Fähigkeit zur Datenverarbeitung und gewährleistet die Datensicherheit. Insgesamt verbessern das Gerät und das System umfassend dieAt the same time, edge computing and collaborative data processing in the cloud improve the system's responsiveness and data processing capabilities, while also ensuring data security. Overall, the device and the system comprehensively improve the
Qualität und Effizienz der häuslichen Pflegedienste und schaffen eine sicherere, komfortablere und bequemere häusliche Pflegeumgebung fiir ältere Menschen.Quality and efficiency of home care services and create a safer, more comfortable and convenient home care environment for elderly people.
Beschreibung der beigefiigten ZeichnungenDescription of the enclosed drawings
Bild 1 zeigt ein schematisches Diagramm der dreidimensionalen Struktur des intelligentenFigure 1 shows a schematic diagram of the three-dimensional structure of the intelligent
Interaktionsgeräts, das auf dem digitalisierten häuslichen Altenpflegedienst der vorliegendenInteraction device based on the digitized home-based elderly care service of the present
Erfindung basiert;invention based;
Bild 2 ist ein schematisches Diagramm der intelligenten Interaktionsvorrichtung auf derFigure 2 is a schematic diagram of the intelligent interaction device on the
Grundlage der digitalisierten häuslichen Pflegedienste der vorliegenden ErfindungBasis of the digitized home care services of the present invention
Bild 3 ist ein schematisches Diagramm der Kernarchitektur der intelligentenFigure 3 is a schematic diagram of the core architecture of the intelligent
Interaktionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;Interaction device of the present invention;
Bild 4 ist ein schematisches Diagramm der multimodalen Interaktionsschnittstelle der vorliegenden Erfindung;Figure 4 is a schematic diagram of the multimodal interaction interface of the present invention;
Bild 5 zeigt ein schematisches Diagramm eines Cloud-Servers der vorliegenden Erfindung;Figure 5 shows a schematic diagram of a cloud server of the present invention;
Bild 6 zeigt ein schematisches Diagramm der Edge-Computing-Schicht der vorliegendenFigure 6 shows a schematic diagram of the edge computing layer of the present
Erfindung;Invention;
Bild 7 zeigt ein schematisches Diagramm der Datenerfassungsschicht der vorliegendenFigure 7 shows a schematic diagram of the data acquisition layer of the present
Erfindung;Invention;
Bild 8 zeigt ein schematisches Diagramm der Gesundheitsrisikoanalyse und Notfallreaktion der vorliegenden Erfindung;Figure 8 shows a schematic diagram of the health risk analysis and emergency response of the present invention;
Bild 9 zeigt ein Diagramm des Dienstempfehlungssystems und des Arbeitsablaufs der vorliegenden Erfindung.Figure 9 shows a diagram of the service recommendation system and the workflow of the present invention.
Eine Vergleichstabelle der beigefügten Markierungen: 1, ein mobiler Roboterkörper; 2, ein physiologisches Parametererfassungsmodul; 3, eine eingebettete Steuerung; 4, ein drahtloses Kommunikationsmodul; 5, eine multimodaleA comparison table of the attached markings: 1, a mobile robot body; 2, a physiological parameter acquisition module; 3, an embedded controller; 4, a wireless communication module; 5, a multimodal
Interaktionsschnittstelle; 6, ein Notfallreaktionsmodul; 7, eine dreidimensionale ToF-Kamera; 8, ein Richtungslautsprecher; und 9, eine haptische Rückkopplungseinheit.Interaction interface; 6, an emergency response module; 7, a three-dimensional ToF camera; 8, a directional speaker; and 9, a haptic feedback unit.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Spezifische Ausfithrungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden inSpecific embodiments of the present invention are described below in
Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dieselben Teile undThe connection is described in more detail with the attached drawings. The same parts and
Komponenten sind in den beigefügten Zeichnungen mit denselben Symbolen gekennzeichnet. LU602011Components are identified by the same symbols in the accompanying drawings. LU602011
Es ist zu beachten, dass sich die in der folgenden Beschreibung verwendeten Begriffe „Vorwärts“, „rückwärts“, links“, „rechts“, „oben“ und „ab‘ auf die Ausrichtungen in den beigefügten Zeichnungen beziehen. Die Begriffe „innen“ und „außen“ beziehen sich auf die 5 Richtungen zum bzw. weg vom geometrischen Mittelpunkt eines bestimmten Bauteils.It should be noted that the terms "forward," "backward," "left," "right," "up," and "off" used in the following description refer to the orientations in the accompanying drawings. The terms "inside" and "outside" refer to the five directions toward and away from the geometric center of a given component.
Um den Inhalt der vorliegenden Erfindung leichter und klarer verständlich zu machen, werden die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung imTo make the content of the present invention easier and clearer to understand, the technical solutions in the embodiments of the present invention are described in the
Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung klar und vollständig beschrieben.The following, in conjunction with the accompanying drawings, clearly and completely describe the embodiments of the present invention.
Wie in den Bildern 1 bis 9 gezeigt, umfasst eine intelligente Interaktionsvorrichtung auf derAs shown in images 1 to 9, an intelligent interaction device on the
Grundlage eines digitalisierten häuslichen Altenpflegedienstes:Basis of a digitized home-based elderly care service:
Mobiler Roboterkörper 1: Der mobile Roboterkörper 1 dient als physischeMobile robot body 1: The mobile robot body 1 serves as a physical
Unterstützungsplattform für die gesamte intelligente Interaktionsvorrichtung und wurde unterSupport platform for the entire intelligent interaction device and was developed under
Verwendung einer ausgereiften mobilen Roboterarchitektur mit Rädern kundenspezifisch entwickelt. Seine mechanische Struktur wurde sorgfältig entworfen, um eine flexibleUtilizing a sophisticated, custom-designed mobile robot architecture with wheels. Its mechanical structure was carefully designed for flexibility.
Lenkfähigkeit und eine stabile mobile Leistung zu gewährleisten, und kann sich leicht an das komplexe Gelände und die räumliche Anordnung in der häuslichen Umgebung anpassen.To ensure steering capability and stable mobile performance, and can easily adapt to the complex terrain and spatial arrangement in the domestic environment.
Ausgestattet mit großen, rutschfesten Rädern und fortschrittlichen Sensoren zurEquipped with large, non-slip wheels and advanced sensors for
Hindernisvermeidung gewährleistet er eine sichere und reibungslose Bewegung auch in engenBy avoiding obstacles, it ensures safe and smooth movement even in tight spaces.
Fluren oder dicht môblierten Räumen.Hallways or densely furnished rooms.
Physiologisches Parametererfassungsmodul 2: Das Biosensor-Array integriert eine Vielzahl hochpräziser Biosensoren, wie z. B. einen hochempfindlichen Herzfrequenzsensor, einen genauenPhysiological parameter acquisition module 2: The biosensor array integrates a variety of high-precision biosensors, such as a highly sensitive heart rate sensor, an accurate
Blutsauerstoffsensor und einen zuverlässigen Blutdrucksensor. Diese Sensoren sind nach strengen ergonomischen Grundsätzen angeordnet, um einen guten Kontakt mit der Haut des Benutzers zu gewährleisten, und sind in der Lage, die physiologischen Parameter des Benutzers genau und inA blood oxygen sensor and a reliable blood pressure sensor. These sensors are arranged according to strict ergonomic principles to ensure good contact with the user's skin and are capable of accurately and consistently measuring the user's physiological parameters.
Echtzeit zu erfassen. Dank einer stabilen Verbindung zum integrierten Controller3 über den I2C-to capture real-time data. Thanks to a stable connection to the integrated Controller3 via I2C-
Bus erfolgt die Datenübertragung effizient und genau, so dass eine zuverlässige Datenbasis für spätere Gesundheitsanalysen entsteht.Data transmission via bus is efficient and accurate, creating a reliable data basis for subsequent health analyses.
Eingebetteter Controller 3: Es wird ein Hochleistungsprozessor mit ARM-Architektur ausgewählt, z. B. ein Chip der Serie STM32H7 mit hoher Rechenleistung und niedrigemEmbedded Controller 3: A high-performance processor with ARM architecture is selected, e.g., a high-performance, low-power STM32H7 series chip.
Stromverbrauch. Der Prozessor ist in der Lage, den auf einem neuronalen LSTM-Netzwerk basierenden Algorithmus zur Analyse des Gesundheitsrisikos reibungslos auszuführen, um die gesammelten physiologischen Parameterdaten gründlich zu verarbeiten und zu analysieren. Bei der Implementierung des Algorithmus werden die Rohdaten zunächst vorverarbeitet, umPower consumption. The processor is capable of smoothly executing the health risk analysis algorithm based on an LSTM neural network to thoroughly process and analyze the collected physiological parameter data. During the implementation of the algorithm, the raw data is first preprocessed to
Storgerdusche zu entfernen, und dann in das trainierte LSTM-Modell eingespeist, das in der Lage ist, die Zeitreihencharakteristika der Daten der körperlichen Anzeichen genau zu erfassen und genaue Ergebnisse zur Bewertung des Gesundheitsrisikos zu erzeugen.Storgerdusche to remove, and then fed into the trained LSTM model, which is able to accurately capture the time series characteristics of the physical signs data and generate accurate results for assessing health risk.
Drahtloses Kommunikationsmodul 4: Es wird ein Kommunikationsmodul verwendet, das dieWireless communication module 4: A communication module is used that...
Dual-Mode-Übertragung Wi-Fi/5G unterstützt, z. B. das Qualcomm Snapdragon X65-Modem.Dual-mode transmission Wi-Fi/5G supported, e.g. the Qualcomm Snapdragon X65 modem.
Das Modul verfügt über eine schnelle und stabile Datenübertragung und ist in der Lage, die verarbeiteten Daten vom eingebetteten Controller 3 schnell und präzise gemäß dem MQTT-The module features fast and stable data transmission and is able to quickly and accurately process the data from the embedded controller 3 according to the MQTT standard.
Protokoll auf den Cloud-Server hochzuladen. Der OAuth 2.0-Zugriffskontrollmechanismus gewährleistet die Sicherheit der Datenübertragung und verhindert Datenverluste und illegalenThe protocol is uploaded to the cloud server. The OAuth 2.0 access control mechanism ensures the security of the data transmission and prevents data loss and unauthorized access.
Zugriff. Beim Empfang von Anweisungen aus der Cloud kann das drahtloseAccess. When receiving instructions from the cloud, the wireless
Kommunikationsmodul 4 die MQTT-Nachricht zeitnah analysieren und die Anweisungen genau an das eingebettete Steuergerät 3 übertragen, wodurch eine effiziente Interaktion zwischen deh}602011Communication module 4 analyzes the MQTT message in a timely manner and transmits the instructions accurately to the embedded control unit 3, thus enabling efficient interaction between deh}602011
Gerät und der Cloud erreicht wird.The device and the cloud are reached.
Multimodale Interaktionsschnittstelle 5: Spracherkennungseinheit: Sie integriert die neuesteMultimodal Interaction Interface 5: Speech Recognition Unit: It integrates the latest
Generation des Spracherkennungs-SDK von Tech Data Xunfei und verfügt über eine hochpräziseGeneration of the speech recognition SDK from Tech Data Xunfei and features a highly precise
Spracherkennungsfunktion und eine leistungsstarke Rauschunterdriickungsfunktion. DieSpeech recognition function and a powerful noise reduction function.
Spracherkennungseinheit ist in der Lage, Sprachbefehle schnell und präzise in Textinformationen umzuwandeln, die dann zur Verarbeitung an den integrierten Controller3 weitergeleitet werden.The speech recognition unit is able to quickly and accurately convert voice commands into text information, which is then forwarded to the integrated Controller3 for processing.
Touch-Display: die Auswahl der hochauflösenden, kontrastreichen kapazitiven Touch-Touch display: the selection of high-resolution, high-contrast capacitive touch displays
Display, ist die Display-Effekt klar, sensible Bedienung. Die Benutzer können intuitivThe display is clear and offers sensitive operation. Users can operate it intuitively.
Informationen wie Berichte zur Bewertung von Gesundheitsrisiken, Servicepläne usw. anzeigen und über das Touch-Display personalisierte Betriebseinstellungen vornehmen.View information such as health risk assessment reports, service plans, etc., and personalize operating settings via the touch display.
LED-Warnstreifen: Der LED-Warnstreifen besteht aus hellen, mehrfarbigen LED-LED warning strip: The LED warning strip consists of bright, multicolored LEDs.
Leuchtperlen, die je nach Gesundheitsrisiko unterschiedliche Farben und Blinkfrequenzen anzeigen können. Wenn beispielsweise das Gesundheitsrisiko gering ist, blinkt das grüne Licht langsam; wenn das Risiko ansteigt, wechselt die Lichtfarbe zu Orange oder Rot und dieLuminous beads that can display different colors and flashing frequencies depending on the health risk. For example, if the health risk is low, the green light flashes slowly; if the risk increases, the light color changes to orange or red, and the
Blinkfrequenz erhöht sich, um den Benutzer und das umliegende Personal visuell zu warnen. 3D-ToF-Kamera 7: Die hochpräzise 3D-ToF-Kamera ist in der Lage, die Kôrperbewegungen und Mikroausdriicke der Benutzer in Echtzeit zu erfassen. Durch die eingehende Analyse der erfassten Bilddaten wird eine präzise Gesten- und Mimikerkennung erreicht, die dem Benutzer ein naturlicheres und bequemeres Interaktionserlebnis bietet.The flashing frequency increases to visually warn the user and surrounding personnel. 3D ToF Camera 7: The high-precision 3D ToF camera is capable of capturing the user's body movements and micro-expressions in real time. In-depth analysis of the captured image data achieves precise gesture and facial expression recognition, providing the user with a more natural and comfortable interaction experience.
Directional Speaker 8: Der Directional Speaker 8 nutzt eine fortschrittliche akustischeDirectional Speaker 8: The Directional Speaker 8 utilizes advanced acoustic technology.
Richtungs-Technologie, um die Sprache genau an den Standort des Benutzers zu übertragen undDirectional technology to accurately transmit speech to the user's location and
Interferenzen mit der Umgebung zu vermeiden. Unabhängig davon, wo sich der Benutzer imTo avoid interference with the environment. Regardless of where the user is in the
Raum befindet, kann er die Sprachansagen und interaktiven Anleitungen des Geräts deutlich hören.If he is in the room, he can clearly hear the device's voice prompts and interactive instructions.
Haptische Feedback-Einheit 9: Das piezoelektrische Keramik-Vibrationsmodul in der haptischen Feedback-Einheit © hat eine schnelle Reaktionszeit und eine einstellbareHaptic Feedback Unit 9: The piezoelectric ceramic vibration module in the haptic feedback unit © has a fast response time and adjustable intensity.
Vibrationsintensität. Wenn der Benutzer das Gerät bedient oder das Gerät eine Rückmeldung gibt, kann das piezoelektrische keramische Vibrationsmodul eine angemessene Vibrationsrückmeldung entsprechend den verschiedenen Interaktionsszenarien erzeugen und so dieVibration intensity. When the user operates the device or the device provides feedback, the piezoelectric ceramic vibration module can generate appropriate vibration feedback according to the various interaction scenarios, thus...
Bedienungswahrnehmung und Interaktionserfahrung des Benutzers verbessern.Improve user perception and interaction experience.
Zuweisung von Prioritäten für Interaktionskanäle: Jedem Interaktionskanal wird durch denPrioritization of interaction channels: Each interaction channel is assigned a priority by the
Fusionsalgorithmus des Aufmerksamkeitsmechanismus eine Priorität zugewiesen. DerThe fusion algorithm of the attention mechanism was assigned a priority.
Algorithmus kann den aktuellen Zustand und die Interaktionsbedürfnisse des Benutzers in Echtzeit analysieren und die Priorität der Interaktionskanäle wie Spracherkennung, Berührungssteuerung und Körperbewegungserkennung dynamisch anpassen. Wenn der Benutzer beispielsweise eineThe algorithm can analyze the user's current state and interaction needs in real time and dynamically adjust the priority of interaction channels such as speech recognition, touch control, and body motion detection. For example, if the user...
Sprachinteraktion durchführt, wird die Priorität des Spracherkennungskanals erhöht; wenn derWhen a voice interaction is performed, the priority of the speech recognition channel is increased; if the
Benutzer das Display zur Bedienung berührt, wird die Priorität des Berührungskanals entsprechend erhöht, um die Effizienz und Genauigkeit der Interaktion sicherzustellen.When the user touches the display to operate it, the priority of the touch channel is increased accordingly to ensure the efficiency and accuracy of the interaction.
Notrufmodul 6: Der lokale Ton- und Lichtalarm verfügt über einen lauten Summer und eine starke LED-Leuchte, die sofort einen durchdringenden Alarmton und ein starkes Blinklicht ausgeben können, wenn eine Notfallsituation erkannt wird, und so schnell die Aufmerksamkeit des umliegenden Personals auf sich ziehen. Die GSM-Notrufschaltung verfügt über ein eingebautes Hochleistungs-GSM-Modul, das sich schnell und stabil mit dem GSM-Netz verbinden und eine Notrufnachricht mit den Standortinformationen des Benutzers und einer detailliertenEmergency Call Module 6: The local sound and light alarm features a loud buzzer and a bright LED light that immediately emits a piercing alarm tone and flashes a bright light when an emergency is detected, quickly attracting the attention of nearby personnel. The GSM emergency call circuit has a built-in high-performance GSM module that connects quickly and reliably to the GSM network and sends an emergency message containing the user's location information and detailed information.
Beschreibung des Notfalls an voreingestellte, zugehörige Terminals und kommunaleDescription of the emergency to pre-configured, associated terminals and municipal
Servicezentren senden kann. Die hierarchische Reaktionsstrategie unterteilt die Risikostufe in vik}/602011Service centers can be sent. The hierarchical response strategy divides the risk level into vik}/602011
Stufen von Auslôsemechanismen, wobei jede Reaktionsstufe einem klaren operativen Prozess und einer Aufteilung der Zuständigkeiten entspricht, um sicherzustellen, dass Notfallsituationen schnell und ordnungsgemäß bewältigt werden können.Stages of triggering mechanisms, with each response stage corresponding to a clear operational process and division of responsibilities to ensure that emergency situations can be handled quickly and properly.
Das intelligente interaktive System umfasst:The intelligent interactive system includes:
Verteilte Überwachungsterminals: Eine Vielzahl von intelligenten tragbaren Geräten, wie z.Distributed monitoring terminals: A variety of smart portable devices, such as...
B. intelligente Armbänder und intelligente Uhren, und Umgebungssensoren, wie z. B.B. smart bracelets and smartwatches, and environmental sensors, such as...
Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren und Luftqualitätssensoren, werden sinnvollerweise in der häuslichen Umgebung eingesetzt. Diese Geräte stellen über drahtloseTemperature sensors, humidity sensors, and air quality sensors are usefully employed in the home environment. These devices provide wireless data.
Kommunikationsprotokolle mit geringem Stromverbrauch, wie z. B. ZigBee oder Bluetooth, eine stabile Verbindung mit dem Edge-Computing-Knoten her, um die physiologischen Daten derLow-power communication protocols, such as ZigBee or Bluetooth, establish a stable connection with the edge computing node to transmit the physiological data of the
Benutzer und die Umgebungsparameter in Echtzeit zu erfassen und die Daten zur Verarbeitung präzise an den Edge-Computing-Knoten zu übertragen.To capture user and environmental parameters in real time and to precisely transfer the data to the edge computing node for processing.
Edge-Computing-Knoten: Ausgestattet mit einem hochleistungsfähigen FPGA-Edge computing node: Equipped with a high-performance FPGA-
Beschleunigungschip, der seine parallele Rechenkapazität nutzt, um Sensordatenströme inAcceleration chip that uses its parallel computing capacity to process sensor data streams into
Echtzeit zu verarbeiten. Der Rahmen für die Verarbeitung von Streaming-Daten basiert auf ApacheTo process data in real time. The framework for processing streaming data is based on Apache.
Kafka, das Sensordaten effizient empfangen, speichern und verteilen kann, um zuverlässige Daten in Echtzeit zu gewährleisten. Das Modul zur Modellreduzierung nutzt eine fortschrittlicheKafka, which can efficiently receive, store, and distribute sensor data to ensure reliable real-time data. The model reduction module utilizes an advanced
Technologie zur Wissensdestillation, um komplexe KI-Modelle in leichtgewichtige Modelle zu komprimieren, was die Verarbeitungseffizienz von Edge-Computing-Knoten erheblich verbessert und gleichzeitig die Genauigkeit gewährleistet. Die Einheit zur Optimierung desKnowledge distillation technology to compress complex AI models into lightweight models, significantly improving the processing efficiency of edge computing nodes while ensuring accuracy. The unit for optimizing the
Energieverbrauchs überwacht die Arbeitslast in Echtzeit durch intelligente Algorithmen und passt die Betriebsfrequenz und -spannung des Prozessors dynamisch an, um den Energieverbrauch zu senken und die Lebensdauer des Geräts zu verlängern.Energy consumption monitors the workload in real time through intelligent algorithms and dynamically adjusts the processor's operating frequency and voltage to reduce energy consumption and extend the device's lifespan.
Algorithmus für die Analyse des Gesundheitsrisikos: Die Merkmalsextraktionsschicht verwendet neuronale Faltungsnetzwerke, um eine tiefe Merkmalsextraktion aus heterogenenAlgorithm for health risk analysis: The feature extraction layer uses neural convolutional networks to perform deep feature extraction from heterogeneous data.
Daten mit mehreren Quellen durchzuführen; die neuronalen Faltungsnetzwerke sind auf eine großeto process data from multiple sources; the neural convolutional networks are designed for a large number of users.
Datenmenge trainiert und können automatisch wichtige Merkmale in den Daten erfassen. DieThe software has been trained on a large dataset and can automatically detect important features in the data.
Risikovorhersageschicht verwendet den XGBoost-Klassifikator, der über eine effiziente und genaue Klassifizierungsfähigkeit verfügt und den Gesundheitszustand des Benutzers genau in verschiedene Stufen einteilen kann. Die Strategieschicht basiert auf Algorithmen desThe risk prediction layer uses the XGBoost classifier, which has efficient and accurate classification capabilities and can precisely categorize the user's health status into different levels. The strategy layer is based on algorithms of
Reinforcement Learning, die den Serviceplan auf der Grundlage des Gesundheitszustands und derReinforcement learning, which adjusts the service plan based on health status and...
Feedbackdaten des Nutzers kontinuierlich optimieren, um die Personalisierung und Effektivität des Service sicherzustellen. Die Technologie des Migrationslernens ermöglicht es demContinuously optimize user feedback data to ensure personalization and effectiveness of the service. Migration learning technology enables this.
Algorithmus zur Analyse des Gesundheitsrisikos, sich schnell an die physiologischeAlgorithm for analyzing health risks, quickly adapting to physiological
Ausgangssituation der verschiedenen Nutzer anzupassen, wodurch die Generalisierungsfähigkeit des Algorithmus verbessert wird.To adapt the initial situation of the different users, thereby improving the generalizability of the algorithm.
Notfallstrategie: Eine abgestufte Reaktionsstrategie legt die Maßnahmen für die verschiedenen Risikostufen klar fest, um ein schnelles Handeln im Notfall zu gewährleisten. DerEmergency strategy: A tiered response strategy clearly defines the measures for the different risk levels to ensure rapid action in an emergency.
Mehrkanal-Alarmmechanismus 16st über drahtlose Kommunikation gleichzeitig lokale Geräte,Multi-channel alarm mechanism with 16 simultaneous local devices via wireless communication,
Endgeräte von Angehörigen und kommunale Servicezentren aus, um eine umfassendeDevices of family members and municipal service centers to provide comprehensive
Alarmbenachrichtigung zu erreichen. Die Funktion zur Steuerung der Umgebungsverknüpfung kann automatisch Smart-Home-Geräte steuern, z. B. das Einschalten der Innenbeleuchtung, dasTo receive alarm notifications. The environment linking function can automatically control smart home devices, such as turning on indoor lighting, etc.
Verriegeln von Türen und Fenstern usw., um den Rettungskräften die Arbeit zu erleichtern und dieLocking doors and windows, etc., to make the work of the rescue workers easier and the
Sicherheit der Nutzer zu gewährleisten.To ensure user safety.
Cloud-Service-Plattform: Die Datenfusions-Engine verwendet fortschrittliche/602011Cloud service platform: The data fusion engine uses advanced/602011
Datenfusionsalgorithmen, um physiologische Daten, Umweltdaten und Daten zumData fusion algorithms to combine physiological data, environmental data, and data on
Nutzerverhalten auf Merkmalsebene zu fusionieren, um wertvolle Informationen zu extrahieren und umfassende Datenunterstützung für Serviceempfehlungen und Gesundheitsanalysen zu bieten.To fuse user behavior at the feature level in order to extract valuable information and provide comprehensive data support for service recommendations and health analyses.
Das Service-Empfehlungssystem wendet kollaborative Filteralgorithmen an, die denThe service recommendation system uses collaborative filter algorithms that...
Merkmalsvektorraum des Nutzers und die Zuordnung von Serviceelementen kombinieren, um personalisierte Ruhestandspläne für den Nutzer zu erstellen. Das Sicherheitsschutzsystem gewährleistet die Sicherheit sensibler Gesundheitsdaten während der Übertragung undThe user's feature vector space and the mapping of service elements are combined to create personalized retirement plans for the user. The security protection system ensures the security of sensitive health data during transmission and
Speicherung durch homomorphe Verschlüsselungstechnologie, Hardware-Vertrauensbasis, sichereStorage through homomorphic encryption technology, hardware trust base, secure
Boot-Kette und Daten-Desensibilisierungsmodul usw. Die API-Schnittstelle kann bequem mitBoot chain and data desensitization module, etc. The API interface can be conveniently used with
Gesundheitsressourcen von Drittanbietern verbunden werden, um den Nutzern umfangreichereThird-party health resources are integrated to provide users with more comprehensive information.
Gesundheitsdienstoptionen zu bieten.To offer healthcare service options.
Das System zur Empfehlung von Diensten umfasst:The service recommendation system includes:
Erstellung eines Benutzer-Merkmalsvektorraums, der mehrere Dimensionen wie physiologische Indikatoren, Lebensgewohnheiten und Präferenzeinstellungen enthält, um dieCreation of a user attribute vector space containing multiple dimensions such as physiological indicators, lifestyle habits, and preference settings to...
Benutzermerkmale umfassend darzustellen. Konstruktion von Assoziationen zwischenTo comprehensively represent user characteristics. Construction of associations between
Dienstleistungen, Bestimmung von Knotengewichten durch Analyse der Synergieeffekte zwischenServices, determination of node weights by analyzing the synergy effects between
Dienstleistungen und Bereitstellung einer wissenschaftlichen Grundlage fürServices and provision of a scientific basis for
Dienstleistungsempfehlungen. Implementierung des dynamischen Mechanismus zur Erkennung von Interessenabweichungen, Überwachung der Verhaltensdaten des Nutzers und der Feedback-Service recommendations. Implementation of the dynamic mechanism for detecting deviations in interests, monitoring user behavior data, and feedback.
Informationen in Echtzeit durch das gleitende Fenster, rechtzeitige Anpassung derReal-time information through the sliding window, timely adjustment of the
Empfehlungsstrategie und Gewährleistung, dass das empfohlene Rentensystem stets den tatsächlichen Bedürfnissen des Nutzers entspricht.Recommendation strategy and ensuring that the recommended pension system always meets the actual needs of the user.
Dazu gehören Edge-Computing-Knoten:This includes edge computing nodes:
Das Framework für die Streaming-Datenverarbeitung baut eine effiziente Datenpipeline auf der Grundlage von Apache Kafka auf, um eine schnelle Übertragung und Verarbeitung vonThe framework for streaming data processing builds an efficient data pipeline based on Apache Kafka to enable fast transmission and processing of
Sensordaten zu erreichen. Das Model Lightweighting Module migriert Wissen von großento access sensor data. The Lightweighting Module model migrates knowledge from large
Lehrermodellen zu kleinen Schülermodellen durch Wissensdestillationstechnologie, um dieTeacher models to small student models through knowledge distillation technology, in order to the
Modellkomplexität zu reduzieren und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die Einheit zur Optimierung des Energieverbrauchs passt die Rechenressourcen dynamisch an die Arbeitslast an, indem sie z. B. ungenutzte Hardwaremodule abschaltet, die Prozessorfrequenz verringert usw., um den Energieverbrauch zu minimieren.To reduce model complexity and increase processing speed, the power consumption optimization unit dynamically adjusts computing resources to the workload by, for example, switching off unused hardware modules, reducing the processor frequency, etc., to minimize energy consumption.
Spezifische Implementierung einer Arbeitsmethode eines intelligenten Interaktionssystems auf der Grundlage digitaler häuslicher Pflegedienste:Specific implementation of a working method of an intelligent interaction system based on digital home care services:
Ein Multi-Source-Sensornetzwerk sammelt physiologische Daten des Benutzers undA multi-source sensor network collects physiological data from the user and
Umgebungsparameter in EchtzeitReal-time environmental parameters
Die intelligenten tragbaren Geräte und Umgebungssensoren in dem verteiltenThe intelligent wearable devices and environmental sensors in the distributed
Überwachungsterminal sammeln Daten in Echtzeit gemäß einer voreingestellten Abtastfrequenz und -genauigkeit. Das intelligente Armband sammelt beispielsweise alle 30 Sekunden Daten zurMonitoring terminals collect data in real time according to a preset sampling frequency and accuracy. For example, the smart bracelet collects data every 30 seconds.
Herzfrequenz und der Temperatursensor alle 10 Minuten Daten zur Raumtemperatur. Die erfasstenHeart rate and the temperature sensor provide room temperature data every 10 minutes. The recorded data
Daten werden über drahtlose Kommunikationsprotokolle schnell an den Edge-Computing-Knoten übertragen, um die Aktualität und Genauigkeit der Daten zu gewährleisten.Data is quickly transferred to the edge computing node via wireless communication protocols to ensure the data is up-to-date and accurate.
Die Datenvorverarbeitung erfolgt am Edge-Knoten, wo der Edge-Computing-Knoten dieData preprocessing takes place at the edge node, where the edge computing node handles the
Sensordaten empfängt und sofort eine Ausreißererkennung durchführt, wobei statistischereceives sensor data and immediately performs outlier detection, using statistical
Methoden und Algorithmen des maschinellen Lernens eingesetzt werden, um offensichtlich fehlerhafte Daten zu identifizieren und zu entfernen. Anschließend werden die Daten standardisier/60201 1 um Daten mit unterschiedlichen Maßstäben in einen einheitlichen Bereich umzuwandeln und die anschließende Tiefenanalyse vorzubereiten. Der Vorverarbeitungsprozess ist effizient und genau und stellt sicher, dass die Datenqualität den Anforderungen der Algorithmen zur Analyse vonMachine learning methods and algorithms are used to identify and remove obviously erroneous data. The data is then standardized to convert data with different scales into a uniform range and prepare for subsequent in-depth analysis. The preprocessing process is efficient and accurate, ensuring that the data quality meets the requirements of the algorithms for analyzing...
Gesundheitsrisiken entspricht.This corresponds to health risks.
Die vorverarbeiteten Daten werden zur eingehenden Analyse in die Cloud hochgeladen und über das MQTT-Protokoll sicher und stabil auf den Cloud-Server hochgeladen. Auf dem Cloud-The pre-processed data is uploaded to the cloud for in-depth analysis and securely and reliably transferred to the cloud server via the MQTT protocol. On the cloud-
Server läuft ein hochleistungsfähiger Algorithmus zur Analyse des Gesundheitsrisikos, der dieA high-performance algorithm for analyzing health risks runs on the server, which...
Daten gründlich auswertet und analysiert. Der Algorithmus kombiniert die historischen undthoroughly evaluates and analyzes data. The algorithm combines historical and
Echtzeitdaten des Nutzers, um einen detaillierten Bericht zur Bewertung des Gesundheitsrisikos zu erstellen, der den Gesundheitszustand, potenzielle Gesundheitsrisiken und empfohleneReal-time user data is used to generate a detailed health risk assessment report that includes health status, potential health risks, and recommended actions.
Servicelösungen enthält.Includes service solutions.
Der Abgleich von Service-Ressourcen auf der Grundlage des Benutzerporträts bietet eineMatching service resources based on the user profile offers a
Interaktionsanleitung über eine multimodale Schnittstelle, und die Cloud-Service-Plattform gleicht den Benutzer mit geeigneten Seniorenpflege-Service-Ressourcen auf der Grundlage vonInteraction guidance via a multimodal interface, and the cloud service platform matches the user with suitable senior care service resources based on
Informationen in der Benutzerporträt-Datenbank ab, einschließlich des Gesundheitszustands, derInformation is stored in the user portrait database, including health status, the
Lebensgewohnheiten und der Präferenzeinstellungen des Benutzers. Dann wird der Serviceplan über das drahtlose Kommunikationsmodul an das intelligente interaktive Gerät gesendet. Das intelligente interaktive Gerät bietet dem Benutzer über eine multimodale Interaktionsschnittstelle 5 detaillierte interaktive Anleitungen, wie z. B. klare Sprachanweisungen, intuitive Touchscreen-The service plan is then sent to the smart interactive device via the wireless communication module, taking into account the user's lifestyle habits and preferences. The smart interactive device provides the user with five detailed interactive guides through a multimodal interface, such as clear voice instructions and intuitive touchscreen controls.
Anzeigen und offensichtliche LED-Warnungen, um sicherzustellen, dass der Benutzer in der Lage ist, den Serviceplan leicht zu verstehen und auszuführen.Displays and obvious LED warnings to ensure that the user is able to easily understand and execute the service plan.
Zur Optimierung des Modells auf der Grundlage der Rückmeldedaten, um eine geschlosseneTo optimize the model based on the feedback data, in order to achieve a closed-loop system
Serviceschleife zu bilden, sammelt das System kontinuierlich Rückmeldedaten vom Benutzer, wie z.B. die Bewertung der Zufriedenheit des Benutzers mit dem Serviceplan und die Veränderungen der physiologischen Parameter. Durch die Analyse der Feedback-Daten ist das System in der Lage,To form a service loop, the system continuously collects feedback data from the user, such as the user's satisfaction rating with the service plan and changes in physiological parameters. By analyzing this feedback data, the system is able to...
Probleme im Algorithmus zur Analyse des Gesundheitsrisikos und in derProblems in the algorithm for analyzing health risks and in the
Interaktionsentscheidungslogik zu erkennen und sie rechtzeitig zu optimieren. So wird beispielsweise die Empfehlungsstrategie entsprechend dem Feedback des Nutzers zumTo recognize interaction decision logic and optimize it in a timely manner. For example, the recommendation strategy is adjusted according to user feedback.
Serviceplan angepasst und das Risikovorhersagemodell entsprechend den Veränderungen der physiologischen Parameter optimiert. Durch diesen Mechanismus der kontinuierlichenThe service plan was adjusted and the risk prediction model optimized according to changes in physiological parameters. This mechanism of continuous...
Optimierung wird ein geschlossener Kreislauf von Diensten gebildet, um die Leistung des Systems und die Qualität der Dienste kontinuierlich zu verbessern und den Nutzern eine bessere Qualität der häuslichen Pflege zu bieten.Optimization creates a closed loop of services to continuously improve the system's performance and the quality of services, and to offer users a better quality of home care.
Das intelligente interaktive Gerät und System, das auf dem digitalen häuslichen Pflegedienst der vorliegenden Erfindung basiert, kann stabil und effizient arbeiten, einen umfassenden und personalisierten Pflegedienst für ältere Menschen bieten und die Sicherheit und den Komfort der häuslichen Pflege effektiv verbessern.The intelligent interactive device and system, based on the digital home care service of the present invention, can operate stably and efficiently, provide a comprehensive and personalized care service for elderly people, and effectively improve the safety and comfort of home care.
Das Vorstehende ist nur eine bevorzugte Ausführungsform des Patents der vorliegendenThe foregoing is only one preferred embodiment of the patent in the present case.
Erfindung und soll das Patent der vorliegenden Erfindung nicht einschränken, und alleinvention and is not intended to limit the patent of the present invention, and all
Änderungen, gleichwertigen Ersetzungen, Verbesserungen usw., die im Rahmen des Geistes und der Grundsätze des Patents der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, fallen in denModifications, equivalent replacements, improvements, etc., made within the scope of the spirit and principles of the patent for the present invention, fall within the scope of
Schutzbereich des Patents der vorliegenden Erfindung.Scope of protection of the patent for the present invention.
Claims (10)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| LU602011A LU602011B1 (en) | 2025-06-11 | 2025-06-11 | An intelligent, interactive device and system based on a digitized home care service. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU602011A LU602011B1 (en) | 2025-06-11 | 2025-06-11 | An intelligent, interactive device and system based on a digitized home care service. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU602011B1 true LU602011B1 (en) | 2025-12-11 |
Family
ID=97965113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LU602011A LU602011B1 (en) | 2025-06-11 | 2025-06-11 | An intelligent, interactive device and system based on a digitized home care service. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LU (1) | LU602011B1 (en) |
-
2025
- 2025-06-11 LU LU602011A patent/LU602011B1/en active
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