基本信息
- 项目名称：
- 多操作模式的移动“夕阳卫士”
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 远程控制的移动机器人，通过摄像头照看老人，还能控制家电，播放语音，运载物品等，全方位照顾老人。
- 详细介绍：
- 本作品是一个面向家庭助老服务的、具有多操作模式的智能移动平台，是子女不在家时，辅助他们照顾居家老人的方便贴心的工具。 基于互联网、Wi-Fi无线网络、智能传感及短距离无线通信技术，本作品为移动平台配置了远程、近程遥控和短距离动作智能感知三种操作模式，可实现移动平台的多人、多地、多模式地协同操作。 1）控制家电，分为电源开关控制和红外遥控控制，即可以开关家电电源，又可以选电视节目，调节空调温度；2）可以控制与舵机相连的内置摄像头，提供全方位的视频反馈，便于让子女更加方便地在工作时或者出差在外时，随时了解老人的状态，通过远程控制功能及时给居家老人提供相关的帮助;3）在短距离人机交互方面，为便于老人操纵移动平台，设计基于MEMS传感器的动作感知无线手柄。此手柄可以感知XOY水平面和YOZ铅垂面的夹角，老人通过操纵该手柄前倾、后仰、左倾、右倾等，实现小车的移动，如加速、减速、前进、后退、转弯等;4）小车独特的车身设计可方便地实现为老人运送药品、眼镜等必需物品的功能;5）小车内置语音存储模块和扬声器，子女可以远程为老人播放喜爱的歌曲，放松心情，提供精神上的抚慰。 可以看出，在年轻人压力日益加剧的今天，具有高科技含量的“夕阳卫士”将搭起子女与父母之间爱的桥梁，为更多的老人提供温馨的照料，将有力缓解社会老龄化带来的相关问题。其广泛的适用范围和现实背景决定了本作品的广阔推广前景和巨大的商业价值。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的： 中国已经步入老年人社会，然而子女们大都在激烈的社会竞争中忙于开拓自己的事业，往往难有时间来陪伴老人。这是激发我们制作这个科技作品的源动力，激励我们开发一个平台，能够满足“居家养老”理念的迅速扩展，使得每个家庭更加幸福美满，社会更加和谐进步。 基本思路： A.应当设计一种产品，便于让子女更加方便地在工作时或者出差在外时，随时了解老人的状态，通过远程控制功能及时给居家老人提供相关的帮助。B.多数老人不习惯使用手机、电脑。应方便老人控制。C.协助老人运载物品 创新点: 1.此移动平台及其丰富的功能为老龄社会的居家养老这个重大社会问题提供了一个更好地照顾老人、孝敬老人的工具。2.基于Wi-Fi无线网络和短距离无线通信技术，开发了此移动平台的多种操作模式，构建了功能强大、操作简单、远近控制结合等多模式智能交互功能。3.集中体现了服务老人的“云控制服务”理念。 技术关键： 1.智能感知技术2.Wi-Fi网络通信技术3.短距离通讯技术4.语音处理技术5.智能红外控制技术6.自动控制技术 主要技术指标: 摄像头参数：30万像素。小车速度：5km/h。车体尺寸：390 × 260 × 300 mm。车体材料：阳极氧化铝车架+有机玻璃外壳。电源性能，12v/9000mAh锂离子电池，主控芯片：ATMEL AT89S52 MCU。通讯信号：802.11a/b/g/n(Wi-Fi)、 315MHz无线、 红外。运载能力：8KG。爬坡能力：40度倾角
科学性、先进性
- 本作品属于家庭服务机器人领域。1995年清华大学开发了一个七自由度移动式护理机器人，目标是在无人看护的情况下替患者完成取药、送水、翻书等工作。但是由于时代背景带来的技术方面巨大差异，这个护理机器人与我们开发的“夕阳卫士”移动平台相比存在较大差距。近年来, 我国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作，并取得了一定的成绩，如中国科学院自动化研究所研制的智能轮椅等，这些服务机器人都只是具有某种强大的功能，但是它们没有充分地考虑贴心地照顾老人的多种功能及其相关的技术。 虽然我国在上世纪90年代中后期就已经开始了服务机器人相关技术的研究，但是我国服务机器人市场从2005年前后才开始初具规模。目前，我国的家用服务机器人主要有吸尘器机器人、教育机器人、智能轮椅机器人等，但是在老龄社会中如何给老人提供周到服务的机器人及其相关的技术研究甚少。本作品沿着最新的助老助残服务机器人发展趋势，在车体设计、智能传感器单元的应用、无线通信网络等方面做了深入研究和精心选择。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年5月22日在河北工业大学获得学校颁发的“‘挑战杯’2011河北工业大学大学生课外学术科技作品竞赛”特等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品，现场演示，图片，录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点： 本作品是智能的移动小车平台，设计基于三种模式实现自由移动、传输实时视频和控制家庭电器等多种功能，可随时随地为居家老人提供各种帮助提供技术支撑。 优势： 1.采用智能传感技术感知人类动作2.“云控制服务”功能3. 家电智能控制功能4.智能语音功能5.无需支付服务费用6.“夕阳卫士”移动平台的模块化制作。 适应范围及推广前景： 中国乃至全球正逐渐走入到老龄社会，而现在的年轻人则愈加忙碌，急需一种产品，让年轻人在工作的同时照顾老人。 市场分析： 目前的家庭助手操作繁琐，价格昂贵，需要缴纳服务费且功能单一，我们的产品填补了居家养老服务产品的空白。较低的生产成本和巨大的使用价值，具有多种操作模式，适合各种操作人群。 经济效益预测： 中国既是一个人口大国，也是一个老年人数居世界首位的“老龄人口大国”。因此就为老年人提供贴心服务的角度而言，市场前景巨大；而且就目前制作工艺及水平，各操作模块的选择空间较大，使得移动平台的成本具有较大的灵活性。
同类课题研究水平概述
- 就本作品的国内外研究水平来看，本作品属于家庭服务机器人领域，是一个面向家庭助老服务的、具有多操作模式的智能移动平台，是子女不在家时，辅助他们照顾居家老人的方便贴心的工具。在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中对智能服务机器人给予了明确定义——“智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智化装备”。1995年清华大学开发了一个七自由度移动式护理机器人，目标是在无人看护的情况下替患者完成取药、送水、翻书等工作。但是由于时代背景带来的技术方面巨大差异，这个护理机器人与我们开发的“夕阳卫士”移动平台相比，技术方面存在较大差距，而且也没有实现我们所拥有的多操作模式、动作智能感应和贴心照顾老人的多种功能。近年来, 我国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作，并取得了一定的成绩，如华南理工大学研制的机器人护理床；中国科学院自动化研究所研制的智能轮椅等，这些服务机器人都具有某种强大的功能，但是它们没有充分地考虑贴心地照顾老人的多种功能及其运用相关的技术。虽然我国在上世纪90年代中后期就已经开始了服务机器人相关技术的研究，但是我国服务机器人市场从2005年前后才开始初具规模。目前，我国的家用服务机器人主要有教育、娱乐、保安机器人、智能轮椅机器人等，但是在老龄社会中如何给老人提供周到服务的机器人及其相关的技术研究甚少。 就本作品的使用背景来看，居家养老服务是指政府和社会力量依托社区，为居家的老年人提供生活照料、家政服务、康复护理和精神慰藉等多种服务的一种形式。全面推进居家养老服务，是破解我国日趋尖锐的养老服务难题，切实提高广大老年人生命、生活质量的重要出路。目前我国已加大了对居家养老的重视，并加大了其改革力度，国家职能也从制度上予以支持，遵循这个思路，我们的作品将能给予居家养老方面强有力的软、硬件系统的支持，为居家养老理念的广泛实施做出贡献。 就本作品的技术优势来看，本作品是以Wi-Fi网络、互联网网络、无线通信技术、电子技术、MEMS智能传感技术、计算机技术为核心，制作智能移动小车平台，设计了远程、近程和短距离智能感知控制三种操作模式，实现了移动平台的多人、多地、多模式地协同操作。集合视频监控、电器控制、物品传送、智能报警、自动避障、网页控制等功能于一身，且造价适中，适用于广大工薪阶层消费人群，同时使用方法简便。
