论智能技术在医用家具设计领域的应用

2021-04-23吕梦颖，钟世禄

艺术科技 2021年24期

吕梦颖，钟世禄

摘要：当前，智能技术在医用家具行业发展火熱，它主要用于提高医用家具设计和看病的效率和质量。我国在医用家具的智能化方面开展了大量工作，努力将智能技术应用于医用家具上。基于此，文章介绍医用家具智能技术的使用现状和设计智能医用家具的关键技术，提出在医用家具设计生产中应用智能技术需要遵循的设计原则，并以智能病床为例分析智能技术的具体应用。

关键词：医用家具;智能制造;人工智能;物联网

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）24-00-03

在全球制造业结构重大调整的时代大潮和洪流下，以工业智能化、网络化、自动化制造为主要核心技术的现代智能制造已经成为我国家具制造业未来发展的战略趋势，人类社会将朝着智能化的方向发展，医用家具是智能制造发展的重点领域。医用家具作为医院必备设备，更需要突破和创新。医用家具泛指医院人员专用的医用家具，按照医院功能设置来看，医院一般可以划分为多个区域：门诊服务区、行政区、后勤区和住院服务区。从近几年的国内家具展可以看出，医用家具是智能制造的重点发展行业之一，人工智能、物联网技术在医用家具上的应用也有所拓展，国内医用家具更加人性化，更加全面高效。

1 医用家具现状

医用家具行业产品设计仍然处于研究起步期和准备工作阶段，存在巨大的市场。随着国内家具市场对工业现代化和医用智能家具制造技术创新的关注度快速攀升，医用智能家具将有更多机会应用智能制造技术，以及吸引更多研究者和创新者的加入。

为了方便人们看病，智能医用家具的应用也越来越广泛，医院的各个方面都有不同程度的智能化。然而，在医院大需求的环境中，智能化的成功与否关键在于能否把握智能医用家具的设计方向[1]。很多家具生产厂家都是复制国外的设计案例，不经实地考察的设计方案并不适用于我国医院的情况，更不符合我国医护人员和患者的工作生活习惯。

调查国内医院环境发现，在各个诊室中，没有大数据预估的智能治疗系统，无法让患者在短时间内接收到检查结果和治疗方案。在医护人员问诊看诊过程中，无法为患者提供一个舒适且私密的空间[2]。大多数诊室没有为患者提供隔断帘、洗手池等。由此可见，医用智能家具还有很大的研究与进步空间。

2 智能医用家具关键技术

随着医用技术的不断发展，患者对医生的要求越来越高，医用家具智能化将大力推动我国医用卫生的护理工作[3]。与传统医用家具发展相比，人工智能、物联网、云计算、虚拟仿真等智能化技术具有许多新的优势。

2.1 人工智能技术

医疗是我国人工智能应用的四个重要领域之一，人工智能对于医疗行业的改变涉及诊疗、医治、调理、康复服务等方面[4]。

人工智能在语音、图像识别以及特殊的多信息检测系统等方面发挥了重要作用，显著提高了医院工作、病人看病的效率，如手术机器人、导诊机器人、糖尿病监测台、健康护理床等[5]。在医用家具智能设计和运行方面，如自助挂号机、CT取片机、候诊排队系统等，很大程度上提高了看病效率。另外，老年人认知、接受和学习新生事物的能力比较差，常常会产生一种自卑感。因此，可智能调节的护理床会提高老年人的舒适度和幸福感[6]。

2.2 物联网技术

物联网是连接虚拟环境和现实世界的桥梁，它显著地缩小了物与人之间的空间距离，很大程度上优化了人们的日常环境[7]。融入物联网技术的医用家具较传统医用家具的具体优势体现在以下几个方面。

2.2.1 数据处理

在医用家具、医用器械中加入物联网技术，可大大优化医用数据的处理和传输能力，提高其转化效率。同时，物联网本身的保密性也为数据的处理储存提供了安全的环境，物联网可连接多设备，为不同设备提供数据交换服务，为医用家具提供了有效的数据支持[8-9]。

2.2.2 远程服务

物联网技术将广泛应用于外科手术医用设备、加护医用病房、医院术后疗养和病人家庭健康护理中。

物联网技术可大大提升全院医用监护诊疗等的健康服务管理效率和医用服务管理质量，运用物联网条码技术、移动数据计算处理技术、数据资源融合处理技术等实现远程在线医用和自助远程医用，及时、高效地采集信息，高度共享资源，有效解决医用资源大量短缺、资源使用分配不均等社会问题，降低社会公众的日常医用监护成本。

2.2.3 信息监测

结合物联网技术，可以对药品的生产过程、患者日常用药的状况进行全方位的信息监测[10]。依靠物联网可实时掌握付费信息、获取网上诊断报告以及病理分析等，同时患者家属可以远程监护，实时免费了解患者的健康状况。

2.3 单片机技术

所谓的单片机就是指一块硅片上集成了存储器、定时器和CPU等多种电路的芯片，一块芯片就相当于一台计算机[11]。其体积非常小，调节能力很强，所以常常在智能医用家具中使用。单片机技术具体应用在以下两方面。

一方面，在智能医用家具当中，单片机技术可以实现对医用家具的无线远程控制，能快速处理信息，使医用家具收到命令，促使人们控制医用家具，进而满足人们的需求，完成远程操作。例如，智能病床可通过远程遥控调整姿态、检测体征等，实现无人化安全保障。

另一方面，智能医用家具经常会应用语言控制功能。在整个单片机系统中构建了识别模块，可以按照汉语的模式来检测语音，通过识别每一个功能区域的对应信号，家具会获得指令，从而实现使用者对家具的控制[12]。例如，医院导诊机中融入语音识别控制技术，使用者可通过语音查找相应功能，克服使用障碍。

3 智能技术在医用家具中的应用

3.1 智能技术应用于医用家具中的设计原则

3.1.1 应用必要性

首先，应用智能技术只是一种完善家具产品的手段，不是最终要实现的目标。因此，在具体的应用上，要研究是否有必要加入智能技术，并且是否具有可行性。在医用智能家具设计中要明确生产设计的目标，学习先进的智能新兴技术[13]。

其次，应用智能技术，要提前做好需求分析和技術调查，是否必要、能否实现等问题都要考虑清楚。不能为了追求智能化而智能化，进而盲目应用一些智能技术。在智能技术不够成熟、医用数据也不够准确的基础上盲目使用智能技术，很可能形成全新的智能孤岛，甚至可能设计、生产出只能参观不能使用的花架子家具。

3.1.2 以患者为中心原则

人是智能技术的最终服务对象。智能技术融入医用家具的目的也是服务于医护人员和患者，提高看病、治病的效率。随着我国家具智能化的推广，人在使用家具过程中的角色逐渐从操作者转向监管者。因此，一方面在当前医院医护人员有限、人力资源成本高的实际情况下，有必要通过优化配置全院医护人员资源，增强医院医用家具与医用器械之间的匹配性，进而实现高效率的协作;另一方面，医用家具设计要注重患者的思维、情感和行为，关注患者需求，并将其作为设计过程的另一中心。

3.1.3 符合医用标准

医用家具永远要将功能性放在第一位。智能医用家具发展的历程短暂，经验不足，在材料和工艺上比传统医用家具更复杂，因此在安全性能和耐酸碱、耐磨性等理化性能方面的要求更加严格。

在医用家具智能化设计中，首先要谨慎考虑家具结构的合理性，要保证家具的稳定性和安全性;其次，在材料的选择上，尽量选用结实不易变形的材质，医用家具是和人的健康紧密相连的，要严格把控材料的选用。在融入智能技术的同时，要考虑增添的材料是否合理，能否应用于医用行业，确保医用家具本身的安全环保。

3.2 智能技术在医用家具中的应用实例

3.2.1 智能病床

现在智能病床常使用的有人工智能、物联网、自动控制、单片机等技术[14]。

与普通的病床相比，智能病床不仅具有传统病床的功能——提供舒适安全、放松且宜人的诊疗空间，还通过融合智能技术，辅助人机工程学、交互设计、人工智能等产品设计理论来延伸病床功能。比如增加了智能姿态调整、智能集成马桶、监测显示屏等功能。

第一，智能姿态调整。融合人工智能技术与单片机技术，从原来的被动静止结构转变为主动智能的病床。通过病床床尾的显示屏，无线远程调整病床姿态，起背、平背、抬脚、平脚、坐姿等姿态都可直接通过遥控实现，替代了医护人员来回搀扶的烦琐步骤，提高了护理效率。

第二，智能集成马桶。其利用显示屏遥控，在患者需要上厕所时，病床对应位置会自动下陷，露出马桶，并在患者使用完后，关闭马桶功能，排泄物便被自动打包，从床沿下侧取出，马桶将洒水清洗，以便下次使用。

第三，监测显示屏。在护理病床的床尾安装有显示屏，其利用物联网数据资源融合处理技术，可与医护人员绑定，便于实时监测患者体征。并且可以与医院终端连接，实现对患者日常用药、病理检测报告等情况的全方位信息检测，并提供有助于治疗的服务，减少医生的工作量，优化院内工作、设备结构。

3.2.2 移动护士站

移动护士站的研发与应用主要结合了物联网技术，在医护人员开展每日护理工作的同时，不需要使用传统手段查阅病人纸质报告，能在护士站的显示屏内同步查阅该病人的化验结果和诊疗信息等。与此同时，移动护士站的显著特点在于能通过一体机的电脑信息系统、显示屏及时获取和更新患者检查结果，并便于医护及时处理医嘱，高效完成患者的日常护理工作。

与传统护士站相比，移动护士站更加便捷、高效。院方可以直接通过网络传送患者的资料信息到相应科室医护人员的终端上，省去了纸质报告的互相传递[15]，这种新型手段不仅可以辅助医护人员及时诊断和治疗，还可以有效控制患者混淆药方的医用错误。

4 结语

随着家具智能技术的发展，智能医用家具市场进一步扩大，智能医用家具具有巨大研发潜力。智能医用家具通过使用智能技术采集分析医用数据和提供技术支持，在很大程度上可以提高医护人员的服务水平和医院设备的工作效率，对改善医护人员的日常工作、生活环境，减轻医护人员的工作、心理压力也起到了非常重要的作用。

同时，在医用家具设计中使用智能技术也能为病人就医过程的操作提供智能服务，有助于降低医护人员繁忙程度并提高就医效率。尽管在实现家具医疗智能化的道路上，还存在技术、工业基础等诸多方面的难题，但是医用智能化终将是医疗家具的发展方向。

参考文献：

[1] 李景婕，苗艳凤.现代医用家具的设计研究[J].家具与室内装饰，2020（9）：13-15.

[2] 张玲玲，周瑛，冯焯仪，等.加床与病房住院患者舒适度的调查与分析[J].临床护理杂志，2012，11（2）：64-66.

[3] 熊先青，吴智慧.家居产业智能制造的现状与发展趋势[J].林业工程学报，2018，3（6）：11-18.

[4] 边鋆，于娜，邱子宸.智能化医用家具设计探究[J].艺术科技，2019，32（5）：21-22.

[5] 王寓栋，于娜.老年护理床设计的优化研究[J].家具与室内装饰，2019（4）：22-23.

[6] 齐东楷，徐伟.家庭健康检测产品现状与趋势分析[J].林业机械与木工设备，2020，48（11）：9-12.

[7] 熊先青，任杰.面向智能制造的家居产品数字化设计技术[J].木材科学与技术，2021，35（1）：14-19.