日本介护器械认证：老年护理机器人人机交互标准设计

日本介护器械认证对老年护理机器人的人机交互标准设计，围绕安全性、易用性、情感适配性三大核心维度展开，具体标准及设计要求如下：

一、安全性标准

1. 机械安全

• 符合ISO 13482标准，机器人运动部件（如手臂、关节）需具备碰撞检测功能，接触力≤150N（相当于轻柔触摸），避免翻身、抱举等动作对老人造成二次伤害。

• 示例：AIREC机器人通过光学传感器与深度神经网络（DNN）组合，实现类人触觉控制，翻身动作误差率≤0.8mm，满足介护器械认证要求。

2. 电磁兼容性（EMC）

• 通过IEC 60601-1-2标准测试，确保机器人运行时不对医疗设备（如心脏起搏器）产生干扰，同时具备抗电磁干扰能力。

3. 紧急停止装置

• 设置物理或虚拟紧急按钮，确保在突发情况下（如老人跌倒、机器人失控）能立即停止运行，响应时间≤0.5秒。

4. 环境识别与避障

• 通过激光雷达、摄像头等传感器实时感知环境压力，动态调整关节刚度，避免碰撞障碍物或家具；集成人脸追踪功能，实时关注老人状态。

二、易用性标准

1. 自然语言交互

• 支持方言识别与模糊语音处理，适应老人发音模糊或口音问题；语音提示语速≤120字/分钟，避免快速语音导致理解困难。

• 示例：戴西养老机器人通过语音提醒用药、测量血压，操作门槛低，老人无需学习即可上手。

2. 实体按钮冗余设计

• 在触摸屏外保留紧急呼叫键等实体按钮，按钮直径≥4cm（符合美国老年医学会实验结论，可提升65岁以上老人抓握力22%）。

3. 视觉反馈优化

• 屏幕显示字体≥24pt，关键信息（如错误提示）用高对比度颜色（如红黄警示色）显示；支持夜间模式，自动调整屏幕亮度。

4. 触觉反馈

• 通过振动强度区分指令类型（如轻振表示确认，强振表示警告）；设计可调节力度触觉手套，增强物理交互安全性。

三、情感适配性标准

1. 表情与语气适配

• 机器人根据场景调整语音语调（如安慰时语速放慢、音量降低），增强情感共鸣；集成GAN网络合成自然表情，提升交互自然度。

2. 用户偏好记录

• 记录老人音乐类型、聊天话题等偏好，下次交互时主动调用，减少重复设置；支持多语言混合对话，适应不同地区老人的语言习惯。

3. 模拟宠物互动

• 如海豹形机器人Paro通过触觉互动降低老年痴呆症患者焦虑感，临床数据显示使用后抑郁评分下降32%，孤独感评分下降28%。

4. 跌倒监测与报警

• 通过毫米波雷达或运动捕捉传感器监测老人姿态，跌倒时自动发送警报至家属或护理中心，响应时间≤5秒。

四、其他关键标准

1. 预判算法

• 采用选择性核网络（SKNet）分析关节角度与扭矩数据，预测0.5秒后的动作误差并提前修正，确保动作连贯精准。

2. 环境自适应算法

• 根据室内光线、噪音水平自动调整交互方式（如光线暗时增强语音提示音量），提升复杂场景适应性。

3. 数据隐私保护

• 符合ISO 14971标准，对老人健康数据（如心率、血压）进行加密存储，仅授权用户可访问，避免数据泄露。