一种基于5G技术的AI智慧养老服务平台设计.pdf_下载

截至2022年年底,我国60岁及以上人口数量已达2.8亿,占比接近全国总人口的19.8%,我国已从轻度老龄社会进入中度老龄社会。如何缓解日益严重的老年群体养老问题,是目前国家面临的严峻挑战。得益于新兴技术的快速发展,应用先进的管理和信息技术,综合利用政府、社区、医疗机构等资源为老年群体提供的“智慧养老”服务已成为破解养老难题的关键途径。但从发展现状来看,当前我国智慧养老产业还存在着诸多不足:首先,智能养老平台和技术的应用未能紧贴养老服务的实际情况,以及充分考虑老年人的实际使用能力和生活习惯,智能化应用程度较低;其次,养老服务供给的种类和数量存在不足,老年群体急需的看病就医、日常护理、订餐服务、金融服务等刚性服务的供需错配问题突出。
以5G和人工智能(Artificial Intelligence,AI)科技创新为支撑,结合物联网、云计算、大数据、智能硬件设备构建的“5G+AI”智慧养老服务平台,在改变信息交流方式的同时强化各类资源配置的整合力度,可有效解决当前智慧养老存在的技术难题,实现居家养老服务数字化、标准化、智能化。
1智慧养老服务平台应用需求
在健康中国战略“共建共享,全民健康”的理念倡导下,让长者享受健康幸福、高品质的晚年生活,是社会共同的责任与期盼。老年群体自身也对生活服务、生活照料以及精神慰藉等方面提出了更高的诉求,各个年龄段老年群体从普通需求到刚性需求方面提出了不同的养老服务需求(见表1)。
基于“5G+AI”智慧养老服务体系将线上服务和线下服务相结合,成为提高养老服务质量和效率、推动养老模式创新升级的有效手段,全方位满足老年群体的服务需求(见图1)。
2基于5G技术的AI智慧养老服务平台设计
2.1基于5G技术的AI智慧养老服务体系的设计架构
“5G+AI”智慧养老服务生态体系以5G网络为依托,结合网络切片专网、边缘计算、AI等多种设计理念,利用5G网络的连接能力和边缘计算能力,迈向老有颐养的智慧养老新模式。“5G+AI”智慧养老服务体系以全面获取老年群体需求为核心,以医疗平台、养老中心、政府机构等提供的大量健康资源为基础,以5G网络为骨干传输通道,通过深度融合物联网、云平台、边缘计算、近场通信(Near Field Communication,NFC)以及蓝牙、ZigBee短距离通信技术、远距离无线电技术(Long Range Radio,LoRa)等,为老年群体提供智能化、高效、便捷的健康支撑服务。“5G+AI”智慧养老服务体系架构参见图2。
2.1.1信息感知体系
智慧养老信息感知体系将外界的自然信息转化为电子信息,通过各类健康设备终端实现持续、全面、快速的老年身体体征、环境监测等信息获取,它们是整个养老服务体系中各类物理信息采集的工具和载体。终端感知层主要用于实现老年群体健康数据采集,数据来源包括两个方面:一是静态数据对接与导入,包括周期性体检、常规或突发性诊疗数据以及与区域医院各业务信息系统等互联互通;二是对老年群体日常活动所产生数据的感知与提取,如基于各类智能穿戴式设备(手环、手表等)、智能家庭传感设备(智能视频监控摄像头、智能门磁传感器、智能家居电器等)、医疗设备(医疗机器人、智能手机等)以及LoRa技术等实现对老年人动态健康信息(位置、行动轨迹、血压、心率、血糖、睡眠、环境信息等)的实时监测和高效上传。
2.1.2网络传输体系
智慧养老网络传输体系是发送方与接收方之间的物理通路,可实现各类信息的实时、可靠、安全传输,是信息的传输媒介,通过分配于不同应用场景的5G无线专网或共享网络,实现通信主体之间信息的实时、高可靠传输。网络传输体系通过整合5G专网资源,对短距离通信技术进行整合及优化,从而保证该传输网络体系能够基于差异化传输方式应对各类不同传输场景,在节约传输成本的同时进一步提高传输效率。一方面,通过无线定制专网方案,命名数据网络方案以及上行分类器方案进行5G网络部署,实现数据分流;另一方面,在数据分流基础上搭建针对性的短距离信息传输系统,包括运用窄带物联网(Narrow Band Internetof Things,NB-IoT)等各类短距离通信技术实现系统与系统之间、系统与终端之间的信息精准化交互。
2.1.3数据资源体系
智慧养老数据资源体系把业务系统碎片化的数据形成资源,可实现信息的准确、智能、高效处理,通过信息的存储、运算和分析,以AI、移动边缘计算(MobileEdge Computing,MEC)等各类新技术,将原本散乱无序的信息进行分析处理,为系统前端的各类业务应用输出有价值的信息数据和资源。数据资源体系在“5G+AI”智慧养老服务体系中发挥承上启下的关键作用,一般可由数据存储、分析、应用三部分构成。数据存储基于提取—转换一加载工具对养老健康数据进行初步集成,继而通过云计算平台和云数据库实现特定数据的写入和查询;数据分析基于大数据、数据挖掘与深度学习技术实现对老年群体特征和医疗健康服务特征的识别与建模,以特征向量形式组建知识库,继而形成老年群体的健康信息服务知识图谱;数据应用部分基于数据建模和数据分析实现老年群体特征和医疗健康服务特征数据知识图谱的可视化,通过数据标注、特征匹配算法等技术手段实现对老年群体健康需求的个性化推荐服务。
2.1.4智慧服务体系
智慧服务体系可实现成熟、多样化、人性化的信息应用,是“5G+AI”智慧养老服务体系中5G价值的集中体现,是信息感知、网络传输、数据资源体系在联通、整合与优化基础上的外延,给老年用户带来最直观的养老服务和主观感受,可以有效支撑不同的智慧养老服务应用场景,如医疗资源调度与紧急救援、远程会诊与医疗服务、识别预警健康危险因子和智能健康监测应用等。

 

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