伴随人工智能、物联网、大数据的发展,养老机器人开始具备情感交互、智能监测、远程医疗等功能,各国各大企业开发了一些标志性的机器人,推动了技术进步和产业发展。

全球老龄化问题日益严重,发达国家尤为突出,发展中国家老龄化速度加快。各国正通过政策、技术和社会支持应对这一严峻挑战,中国也不例外。随着互联网科学技术、人工智能、具身智能等技术的发展,养老机器人正日益进入人们的视野。或许在不久的将来,养老机器人将成为人类日常生活中最普遍的“朋友”和助手。

智能机器人成为应对老龄化的重要手段

世界各国正面临严峻的老龄化问题。世界卫生组织数据显示,预计2050年全球60岁以上人口数量将达21亿,其中包括4.26亿80岁以上的老年人。而国家统计局数据显示,截至2024年底,中国60岁及以上人口3.1亿,65岁及以上人口2.2亿,分别占全国总人口的22%和15.6%。根据有关部门预测,到2035年我国60岁及以上人口将突破4亿,占全国总人口比例将超过30%;到本世纪中叶,会有5亿以上老人,比例超过40%。

全球人口老龄化正在加速,导致许多国家面临劳动力短缺、医疗资源紧张、护理需求增加等挑战。机器人技术的发展,尤其是养老机器人,作为一种潜在的解决方案,日益成为应对老龄化问题的重要手段。机器人不仅能够弥补护理人员不足,还可以提升老年人生活质量,让他们在生理、心理和社交层面获得更好的照顾,从而缓解老龄化带来的社会压力,解决人口老龄化导致的对老年人护理日益增长的需求。

在谈及养老机器人(Elderly Care Robot)的发展历史和现状前,需要先大致了解一下人工智能(AI)、具身智能(EAI)、人形机器人等。

人工智能是计算机科学的一个分支,它试图理解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似方式做出反应的智能机器,其研究领域包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能以数据、算法和算力为支柱,许多AI系统运行于虚拟环境,并不一定需要与物理世界交互。

具身智能则是将人工智能融入机器人等物理实体,赋予它们感知、学习、与环境动态交互的能力,其研究领域包括机器人学、认知科学、神经科学等,目标是开发能够像生物体一样灵活适应环境的智能系统。具身智能是人工智能的一个分支或子领域,也可以看作是一种实现人工智能的途径或扩展方向。具身智能强调智能体通过与物理环境的互动来学习和进化,核心在于“具身性”,即智能体拥有身体并能感知和作用于环境。相比之下,人工智能的范围更广,涵盖所有模拟、扩展人类智能的技术,不一定需要物理实体。

具身智能是人形机器人和养老机器人的技术核心,让它们具备自主感知、决策和执行任务的能力。人形机器人和养老机器人有相似之处,但也有区别。人形机器人是指外形和行为特征模仿人类的机器人,它们通常具有类似人类的身体结构,能够进行复杂的运动和操作,并具备一定的感知和认知能力,如特斯拉的Optimus、波士顿动力的Atlas、软银的Pepper、本田的Asimo等。养老机器人则是指专门设计用于辅助老年人日常生活、提供护理服务或陪伴的机器人,它们可以帮助老年人进行健康管理、提醒服药、进行简单的家务活动,以及提供社交互动和娱乐。

人形机器人更注重仿人能力,例如步行、手臂操控等;养老机器人更注重功能性,可以是轮式机器人(如ElliQ)、宠物型(如Paro)、助行辅助型等,不局限于人形。人形机器人更倾向于仿人研究,而养老机器人更注重功能性和实用性,可以采用多种形态(人形、轮式、宠物型等),这取决于它们的特定功能和应用场景。随着人口老龄化的加剧,社会对养老机器人的需求正在增长。目前,养老机器人技术正在不断进步,包括自主导航、人机交互和人工智能算法等方面,都有所突破。

本田推出的机器人Asimo

养老机器人的演变史

养老机器人的发展是一个逐渐演变的过程,与科技进步和社会需求紧密相关。20世纪60年代到80年代,机器人技术处于初步发展阶段,主要用于工业制造,尚未专门应用于养老领域。20世纪90年代至21世纪初,人工智能和机器人技术有所进步,养老机器人的研发源于科研实验室,关键技术的积累始于20世纪90年代,早期主要集中在一些基础研究上,科研人员致力于探讨机器人在护理和医疗领域的潜在应用,开发可用于康复和辅助老年人的机器人,如助行机器人、机械外骨骼等。

日本由于老龄化问题严重,成为最早开始研发辅助老年人的机器人的国家之一。1993年,日本产业技术综合研究所(AIST)的柴田崇德(Takanori Shibata)博士开始研发Paro海豹机器人,起初属于“心理安抚机器人”科研学术项目。这个眼睛大大、憨态可掬的海豹机器人,其核心设计理念是“非侵入式陪伴”,避免过度复杂化功能,以保持对认知障碍老人的友好性。“当人们轻摸Paro的身体,Paro会意识到被触碰的部位和方式,会对这种接触或轻摸做出反应。Paro对触碰会做出直接的反应,也可能会改变它的心情或者引起内部变化。所以Paro就像个自主式机器人或者像个活宠物。”2002年,柴田崇德博士被吉尼斯世界纪录认证为Paro海豹机器人的发明者。

经过十余年改进,2004年,手工版Paro正式推向市场,开始其商业化里程碑进程,成为全球首个被应用于医疗护理的情感交互机器人,主要用于养老院、阿尔茨海默病患者的护理。2009年,Paro通过美国FDA认证(Ⅱ类医疗设备),标志其医疗合规性。多年来,Paro已经历多次软硬件升级,通过版本更新持续优化功能。最新版本的部分型号支持云端数据记录,护理人员可通过App查看老人的互动频率和情绪变化。

进入21世纪,日本、韩国,以及欧洲的多个国家开始资助养老机器人研发,重点关注社交陪伴、健康监测和行动辅助功能,养老机器人进入一个产业化发展的初期阶段。2000年,日本政府提出“机器人介护计划”,鼓励发展养老护理机器人,以应对人口老龄化问题,早期的陪伴型机器人和护理型机器人开始试验应用于养老院和医疗机构,计划到2025年实现护理机器人普及率覆盖80%的养老机构。据媒体报道,自2013年起,日本政府开始支援开发护理机器人产业,将其分为床椅移动辅助、移动辅助、排泄辅助、沐浴辅助、守护和交流等五大类共13个小类,如今在日本养老设施里,以上这些主要介护活动都有相对应的机器人与智能设施。

伴随人工智能、物联网、大数据的发展,养老机器人开始具备情感交互、智能监测、远程医疗等功能,各国各大企业开发了一些标志性的机器人,推动了技术进步和产业发展。比如,2003年,本田推出Asimo机器人,虽然不是专门为养老设计,但展示了人形机器人辅助老年人的潜力;2004年,松下开发了床变轮椅机器人,用于帮助老年人起身和移动;2006年,由日本理化学研究所(RIKEN)开发的RIBA(Robot for Interactive Body Assistance),是全球首款能抱起老年人的机器人;2007年,欧洲老龄友好机器人(CompanionAble)项目启动,探索机器人如何帮助独居老年人;2011年,软银(SoftBank)推出Pepper机器人,能识别人类情感,被用于养老机构和家庭照护;2015年,IBM Watson Health开发AI护理系统,与养老机器人结合,实现健康数据分析和远程医疗服务;2016年,ElliQ社交机器人(以色列开发)发布,专为老年人提供情感陪伴和认知训练;2018年,韩国推出Luvozo机器人,能自主巡逻并与老年人对话;2019年,日本推出Robear机器人,可以温和地抱起和移动老年人,提升护理效率。

从2020年至今,伴随着AI、5G、语音交互等技术的进步,养老机器人的发展进入智能化与普及阶段,能够与智能家居、医疗设备联动,实现实时健康监测、情感交互、自动护理等功能。比如,2021年,波士顿动力(Boston Dynamics)开发Stretch机器人,可用于护理机构辅助搬运物品;2022年,日本和欧洲的多个养老机构开始普及AI护理机器人,用于陪伴、监测生命体征、提醒服药等任务;2023年,特斯拉(Tesla)发布人形机器人Optimus,尽管尚未完全应用于养老,但展示了未来养老机器人的潜力。

由此可见,养老机器人从20世纪末的实验研究,到21世纪初的产业化探索,再到近年来的智能化发展,已经成为全球应对老龄化的重要技术之一。未来,随着AI、机器人技术的进一步发展,养老机器人将变得更加智能、高效,并广泛应用于家庭和养老机构。

软银推出机器人Pepper。

中国养老机器人产业方兴未艾

中国养老机器人关键技术的积累始于20世纪90年代。1995年,清华大学开发出中国第一个“七自由度移动式”护理机器人。此后近30年间,我国养老机器人经历了产品方向探索、功能完善、AI赋能等过程。总体而言,养老机器人产业可分为上游的减速器、伺服电机、控制器等核心零部件,以及人工智能、SLAM、操作系统等软件及系统;中游的康复机器人、护理机器人和陪伴机器人三大类养老机器人本体制造;下游的主要由养老机构、医疗机构、个人用户组成的应用市场。

经过多年的发展,中国养老机器人产业涌现出一批重要的代表性企业。根据前瞻产业研究院《2024-2029年中国养老机器人行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》统计,在养老机器人产业链的上游硬件方面,在减速器领域的代表性企业包括双环传动、秦川高精传动等;在伺服电机领域的企业有广州数控、汇川技术等;在控制器领域的公司代表性企业包括安川电机、川崎重工等;在传感器领域的公司有速腾聚创、思岚科技等;在AI芯片领域的公司有华为海思、寒武纪等。在养老机器人产业链的上游软件方面,在人工智能领域的公司有华为海思、旷视科技等;在SLAM领域的公司有速感科技、思岚科技等;在操作系统领域,国内主要市场被谷歌、微软等国外企业垄断。在中游的康复机器人领域,代表公司为新松机器人、大艾机器人等;在护理机器人领域,代表公司为广州和康生物、苏州伊利诺等;在陪伴机器人领域,代表公司为北京华人医佳科技、北京康力优蓝等。在下游应用市场的养老机构领域,代表企业有泰康之家、亲和源等。

养老机器人产业的发展,还涉及国际标准的制定问题。国际标准是养老机器人产业发展的“基础设施”,其完善程度直接决定技术落地的速度与广度。养老机器人国际标准的制定涉及多个国际组织、行业协会和跨国合作机构,其重要性不仅关乎技术统一性,更直接影响全球养老产业的规范化发展和市场准入。据不完全统计,国际标准制定机构包括国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、电气电子工程师学会(IEEE)等。对中国而言,提升标准制定话语权与推动国产技术融入国际体系,将是突破市场壁垒的关键。

2025年2月,国际电工委员会(IEC)正式发布由我国牵头制定的养老机器人国际标准(IEC 63310《互联家庭环境下使用的主动辅助生活机器人性能准则》)。该项标准依据老年人生理和行为特点,为各类养老机器人的产品设计、制造、测试和认证等提供基准,将引领全球养老机器人产业健康发展。该项标准聚焦互联家居环境中老年人在日常生活、健康护理等方面的需求和特征,基于老年用户所需的辅助支持水平,提出养老机器人的功能和性能分类,除了可用性、可靠性、无障碍、 能耗和噪声等通用要求以外,还提出了具体的技术要求:养老机器人提供的健康状况和紧急情况监测服务,与家人及医护人员的通信支持,多样化的家务、娱乐、家居管理、照护等活动支持,外出和助行等移动性支持,信息和数据管理性能等。该项标准的发布将引导养老机器人制造商精准聚焦老年人的生理心理特点及需求,进行养老机器人产品的设计开发,提升产品质量水平,进一步增强老年人融入社会的能力,造福全球银发群体。该项标准的实施将进一步引领打造养老机器人产业新赛道,助力创建全球经济增长的新曲线。

随着中国老龄化社会的到来,中国养老机器人的市场规模逐年扩大。根据IFR公布的数据,2020年中国养老机器人市场规模约38亿元,在服务机器人中的占比约12%。而根据前瞻产业研究院的统计和预测,2024年我国养老机器人的市场规模约79亿元,未来5年将会以15%左右的复合增长率快速成长,预计到2029年,我国养老机器人的市场规模将会达到159亿元。

养老机器人的出现,不仅可以减轻社会和家庭对老年人的照料负担,还可支持老年人有尊严的独立居家高质量生活。总的来说,养老机器人将在应对老龄化社会挑战中发挥越来越重要的作用,从早期的科研探索到如今的市场扩张,养老机器人正在逐渐走进我们的生活。

(文章来源:《创意世界》2025年6月号)

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编校:范晓华,审读:郭丽

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