机构养老模式下的适老化智能家居设计研究

王帆，朱天阳（通讯作者），杨何玉，杨钰萍

（北京化工大学 机电工程学院，北京，100029）

引言

中国老龄化严峻的形势不容置疑，随着老龄人口高龄化，半失能老人、失能老人数量的激增，社会对可以提供长期专业护理的机构养老模式的需求与日俱增。与此同时，科技革命正在深入进行，人工智能、物联网、社交网等智能化技术越来越多地应用到智能家居领域。如何通过使用高科技智能产品使其既为老人提供全面的、人性化的服务与照顾，又充分完善养老机构硬件设施、提高其治理能力是值得我们深思的问题。通过调研与相关文献查阅，团队发现养老机构存在一些共性问题，而这些问题大部分可以通过智能硬件设备来解决或改善。基于机构养老情感化、普及化、信息化的方向趋势，将适老化智能家居应用到养老机构，既是为老年人带来更好养老环境的尝试，也为传统机构降低运营成本、提高经济效益提供思路与蓝本。

一、机构养老模式的主要特征

一方面由于社会需求的紧迫，另一方面由于国内养老观念的转变，越来越多的家庭将赡养老人的选择投向机构养老。与此同时，借助智能化设备、互联网、大数据、云计算等网络技术，养老的服务设计愈发智能化。现代机构养老针对不同层次老年群体的不同需求，结合智能家居来实现老年人更高品质的养老体验，使其晚年生活更有保障。因此，在进行设计之前应先把握机构养老的固有特征，以指引后续空间及功能的完善与落实。

（一）辐射面广

养老机构作为机构养老模式的重要载体，接纳服务的老年人囊括完全自理、半自理、失能老人，并对老人提供集中式的生活照料、精神抚慰、健康管理和文体娱乐活动等综合性服务。不仅面向的老人群体广泛，输出的服务类型也较为全面。不同的机构侧重点不同。例如，协助型养老院主要面向介助老人；医疗护理型老年护理院主要面向无自理能力的老人，尤其是一些高龄的失能失智老人。

（二）专业化服务

专业化主要指通过专业的养老护理人员和专业的养老服务体系并根据老人的具体需求提供相应设备与人员照护。例如，物联网、大数据、VR技术、云计算等都是智能化机构养老的核心技术支撑。其中基于物联网的智能家居系统为机构养老提出了创新方向与充分的想象力，规模化、专业化的照顾特色是家庭养老所不能比的，也更符合规模经济原理。

（三）灵活性高

＞ 图1

＞ 图2

国内机构养老的灵活性主要体现在两大方面，一是组织模式的多样性——包括养老院、敬老院、福利院、老年公寓、护养院、托老所、老人服务中心等；供给主体的的多样性——传统的养老供给主体只有政府与单位，但现在基本实现政府、社会、个人三者的有机融合，多元的供给模式也使机构养老服务迸发新的生命力。

二、机构养老存在的主要问题

机构养老有自身的优势，但也不可避免其存在诸多问题。该项目的研究不仅要挖掘上述特征；而且要总结机构养老现存的主要问题，并且从中有针对性地探究共性痛点；拟通过完善养老设施、增添适老化设计以及规划空间布局推动机构养老服务模式的软硬件创新。

（一）不同性质的养老机构服务水平差距大，供需不平衡

养老机构公立与民营的反差过大。拥有完善的医疗设施和康复设施大多集中在高端民办养老院且动辄月费万元以上，而普通的养老机构仅仅提供基本生活服务。社会补助型、非营利性民办养老机构资金短缺，医疗保障设施有限。个体兴办的养老机构，设施简陋，缺乏老人集体活动、娱乐的公共场所，与国家制定的标准有一定差距。在一线城市经常出现“一床难求”的现象，养老床位供不应求；但在许多非营利性的养老机构，由于缺乏康复治疗、紧急救助等硬件设备，服务水平受限，导致长期的入住时间短、高空床率等现象。这也是造成养老机构接受程度和公信力低的主要原因。

（二）功能单一，智能化水平低

按照老年人自身身体状况养老服务分为三类：第一种是生活完全可以自理的老人；第二种是半失能老人；第三种是完全失能老人。但养老机构大多一起照顾，并没有根据实际情况分配专业的护理人员。养老机构中失能、半失能老人比重大，并且老人年龄与风险事故发生存在一定相关性，尤其是85岁以上老人的数量与风险事故发生存在较强关联性。老年人的服务需求只能与服务人员进行人人交互，出现状况仅能依靠人工处理。虽然这种方式对老人来说可能更加适应，但这种低智能的服务体系是对当下人力资源匮乏的极大挑战。

三、老年人生理、心理特点分析

综上所述，对于一些高龄和失能老人、家庭与社团难于支撑的群体，专业机构的优势与作用日益显现；但其设施不全面、缺乏智能管理手段问题是制约老人入住的主要因素。为了更准确地设计出同时满足老人真实需求，又有效提高机构养老设施水平的居住环境，团队对北京顺义首家智能化服务养老驿站——胜利社区养老服务驿站以及易来福顺悦驿站进行抽样问卷调研。自早上8点持续到下午16时许，团队共协助77位老人完成问卷填写（男性27人，女性50人）。期间老人对身体变化的具体描述、以及测量身体状况、曾遭遇的意外状况团队均以视频方式记录下来。每份问卷时长平均25～35分钟。通过一对一访谈、观察，了解老年人的生理特征、心理需求，了解老年人宏观行为活动与周围环境的关系，得出5个要点。

（一）认知能力减退

认知能力有许多方面，包括智力、注意力、警觉性、识别、记忆、视觉空间能力等。通过颜色测试，我们发现老年人视力下降的同时辨色能力也在衰退；同一款可穿戴设备，老人更喜欢颜色鲜亮、对比强烈的设计。并且在走入老人房间时，敲门时常得不到回应。经询问，老人在卧室不仅听不清敲门声、开水声，也闻不到外面食物的气味，曾因接电话引起食物烧焦，幸而有警报器才避免事故。

（二）神经功能老化

在步入老年期后，老年人脑组织萎缩、脑细胞减少、多种神经递质的能力皆有所下降，从而导致对外界事物反应迟钝。多数老人反映在学习新的设备过程中频频出错，记忆易出现干扰或抑制，对于新环境的适应力大不如前，容易出现迷路、转向、虚构、错构的情况。

（三）行动能力退化

骨骼与肌肉不同程度老化也是老人机能下降的另一个主要特征，其中肌肉细胞萎缩最明显，表现为弹性降低、力量减弱、动作缓慢。27位男性老人中有18位表示自己的灵活度受限，比如不能参加篮球活动，甚至类似钓鱼这样简单的娱乐实际操作起来也难度不小。与此同时，无机物代谢功能减退，骨质疏松明显、骨骼再生能力降低，这也是老年人容易摔倒及摔倒后骨折不易恢复的主要原因。

（四）免疫能力下降

与身体机能衰老呈平行发展的是老年人免疫功能也在逐年变弱，收回的问卷显示老年人常见慢性病中高血压比例最高，其次是关节炎、糖尿病，并且这些老人疾病容易受到感冒、受凉这样的小病影响。有三位老人因并发症而不能出远门。因此在养老机构中需要气象感知器与空气净化器等保持温度均衡与室内空气质量的设施。

（五）自尊情感增加

经过由浅入深的询问，我们发现老人无论是形态的衰老还是社会角色的转变都容易挫伤他们的自尊心。他们谈及驿站养老生活时表示，一群老人每天能围坐在一起诉说相似的经历，这份认同感与存在感是别处没有的。故受到生活经历、生活环境的影响，短期内老人容易情绪化且追忆过去，其在精神上更渴望得到别人的尊重与信赖。

四、机构养老中的智能家居设计

（一）机构养老智能家居设计案例

由于老年人生理上因功能衰退需要安全保障、精神上因角色转换渴望得到尊重等居住需求，因此提供良好的空间环境与健康守护是机构养老的核心竞争力。设法利用智能家居实时监测老人的身体健康是非常必要而科学的手段。此外也要注重阳台、客厅等共享空间的规划，提供充分的精神生活场所。根据机构养老床位紧张以及老年人机能退化等综合因素，结合无障碍设计标准，首先确定5.8m×5.7m×2.6m（长×宽×高）的设计草案，空间图与实际比为1∶2。（图1）

＞ 图3

整体房间布局有两个创新点：第一，一间单人间与一间双人间的组合设计，既构成组团的家庭式平面布局，增强机构中的家庭氛围感；又充分考虑老人的自主选择性、生活成本（图2）。需要完全的私密空间的老人可以选择单人间，希望有居友且价位较低房间的老人可以入住双人间。公共空间共享、可复制的空间推广，兼顾老人群体特殊性的同时，提升机构养老的规模效益。第二，着重设计共享空间——客厅与榻榻米阳台，整体多采用明亮的照明系统及色彩环境，以较低成本提高老人的居住舒适度。增加老人组织或参与集体活动的机会，通过相互交流有效避免入住老人的孤独感、自卑感、抑郁感等。最终通过空间功能的细分、智能设备的考量确定可调整、可量化推广的养老机构三人间户型及智能家居系统。

1.家居控制系统

以智能家居系统为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将老人生活有关的设施进行高效集成。在设计智能监控系统时，一个需要解决的关键问题是如何保护和维护老人的优先性。建立以智能终端为核心，以物联网为技术支撑，以老人实际状况为主导的“一键式”服务体系，充分满足老人的安全需求。

2.照明系统

利用光照度传感器智能控制室内亮度，可按照不同时间调节不同模式，并依据老人眼睛适应情况设计不同亮度，有效避免强光，无光等情况。例如，在阅读模式下加设局部照明、补充柔和灯光，避免老人产生视觉障碍；在夜间模式下采用伴随式脚灯、长条式夜灯等（图2），满足行动路线的同时不影响他人。

3.全屋联动报警系统

基于对老年人行为模式的调查以及对全部空间的考量，检测装置并非采用独立式触发报警系统，而是精细化探测多种突发情况，老年人的行为状态一旦达到触发条件，将自动引发机构预设的报警动作（图3），并在在室内易接触位置增加手动触发报警装置。

4.人体感应监控系统

由起居监控系统、心脉感应系统、压力感应系统构成。应用范围主要是居室（床）、卫生间，通过对入住老人生活作息、心脉数值进行实时监测，其中压力感应系统可减轻老年人被实时监测的不适感。例如，晚间沉睡时压力数值出现异常会引发紧急警报。

5.环境系统

通过各类传感器实时监测水、气、电、声，超标时能够及时反馈并联动处理；同时增设娱乐模式与访客模式满足老年人的日常学习、娱乐需求。

（二）助力智能养老的主要设备及功能

按照上述房间布局来归纳总结机构养老中需要用到的智能家居设备。

智能卧室：当老人在卧室休息时，智能床中非接触力学传感器，将老人睡眠过程中的各项身体指标的变化传输到健康监控系统并结合了云端数据技术，为老人提供长期的健康数据记录，每晚守护老人的睡眠健康。同时，老人的呼吸系统脆弱，需要空气净化器进行室内空气的净化与改善，结合气象感知器监测温度、湿度、风速等，智能去除空气中的污染物，避免老人因病菌感染，诱发支气管炎、肺炎等呼吸系统疾病。

干湿分离卫生间：采用多功能机械浴槽可电动升降缸体等适老化设计，搭配平移担架或多功能轮椅，针对残疾、失能甚至卧床被照护者的身体情况将老人顺利移入浴槽，操作简易，极大降低老人洗浴风险和介护人员的护理难度；配置智能马桶，自动冲水、加热坐垫，同时收集、分析老人排泄数据，数据传输至控制中心健康档案，协助监控老人健康。在下侧安装防跌倒传感器，主要监测老人的的步速、节奏、姿态等变化，让摔倒的老人即时得到救助。

客厅：作为控制中心，针对老人突发状况或紧急呼救及时作出处理。可视对讲，可与虹膜识别门、紧急报警按钮、烟感传感器等设备结合。依据调研中老人的认知能力减退，因此虹膜识别门可避免老人忘带钥匙的麻烦。既能作为安全防护系统，又能作为亲情关爱系统。子女可不时来探视，让老人感受家庭的温暖；并根据老年人的经验积累、专业学识等打造具有人文关怀的精神活动区域。

五、总结

本文针对当下机构养老存在的问题以及老年人的生理、心理特点，研究并设计了适合三位老人同时入住的智能家居空间，向老人提供快捷高效、及时准确、低成本的机构服务，无论是对公办养老机构还是民营养老机构都具有良好的现实意义与应用前景。银发浪潮向我们席卷而来，机构养老作为中国养老服务体系中的支撑部分，必须立足长远，借助信息技术产品，建设智能化养老院以提高自身服务质量与水平。建设设施不求高大上，但必须体现全面性、实用性、经济性，从而贴合老年人的实际需求。