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本文围绕老年人洗浴辅助设备和机器人展开综述。分析了其研究现状、技术特征（结构设计和控制系统），探讨现存问题，如结构设计兼容性差等。并展望发展趋势，包括材料 - 结构 - 控制集成等，对推动该领域发展有重要意义。
一、引言
人口老龄化加剧，已成为制约中国社会高质量发展的严峻问题。按照联合国标准，中国已进入 “超老龄社会”。失能和半失能老年人数量超 4000 万，洗澡对他们来说是一项重大生活挑战。洗浴辅助设备和机器人的发展，对帮助失能老年人洗澡、缓解养老压力意义重大。
洗浴辅助设备依据自动化程度分为低、中、高端产品。高端智能洗浴辅助设备融合计算机技术和运动控制方法，提升了自动化和智能化水平。洗浴机器人是智能洗浴产品，研究集中在洗澡前准备、洗澡过程清洁和洗澡后护理三个方面。然而，目前对老年人洗浴辅助设备和机器人缺乏系统综述分析，不利于其研发。
二、老年人洗浴辅助设备和机器人的研究现状
洗澡是人类日常生活基本需求，洗浴用具历史悠久。古代洗浴器具功能简单，现代科技进步催生了众多老年人洗浴辅助产品。根据老年人残疾程度，可分为躺式、坐式和辅助式洗浴辅助设备。
洗浴辅助设备的发展经历了结构化包容型、自动化功能型和智能型三个阶段。当前，洗浴机器人正朝着信息智能辅助阶段迈进，所需技术涉及多学科交叉，研究内容更具综合性。
三、技术特征
（一）洗浴机器人
根据功能差异，从结构设计和控制系统两方面分析洗浴辅助设备和机器人的技术特征。结构上分为躺式、坐式和辅助式机器人；控制系统主要讨论辅助擦洗和安全监测技术。
- 躺式洗浴辅助设备和机器人：躺式洗浴机器人研发受关注较多。其工作方式有转移型和升降型，前者通过导轨和滑槽辅助老年人进出浴缸，后者包括浴缸内槽升降和浴缸壁升降两种方式。还有转移 - 升降复合式机器人。通过构建数学模型，对浴缸内部剪式升降机构进行运动学和动力学分析。
- 坐式洗浴辅助设备和机器人：坐式洗浴机器人主要为半失能且能坐立的老年人设计。结构设计重点是降低老年人进入浴缸的难度，包括周边进入、坐式升降和坐式转移等类型。周边进入式通过打开浴缸一侧方便老年人进入；坐式升降分为集成式和分体式；坐式转移则通过导轨将活动椅子与浴缸连接，方便老年人进入浴缸洗澡。
- 辅助式洗浴辅助设备和机器人：辅助式洗浴辅助设备针对健康或轻度残疾老年人，功能较单一，分为被动式和主动式。被动式产品如多功能洗浴椅，轻便、结构简单；主动式产品结构复杂，主要帮助老年人站立洗澡。
- 洗浴辅助设备和机器人的结构总结：躺式洗浴辅助设备应用广泛，但仍存在问题，需加强人机兼容性等技术融合。坐式洗浴辅助设备设计变化不大，未来将融合网络信息技术。辅助式洗浴辅助设备结构设计依功能而异，应用模块化设计概念是未来研究热点。
（二）控制系统
不同洗浴阶段有不同控制技术问题。洗澡前准备阶段主要是结构设计相关控制；洗澡后护理涉及干燥、消毒等技术；洗澡过程中控制技术关键，包括多传感器融合、柔顺控制和力位混合控制等。重点分析辅助擦洗和安全监测控制技术。
- 辅助擦洗：擦洗功能是洗浴重要环节。研究方向包括擦洗设备机械结构和擦洗控制算法。设计了多种擦洗设备，如模拟人手擦背的机器人、自动擦背装置等。在控制算法方面，开发了多种机器人系统，利用不同方法生成机械臂运动轨迹，实现有效擦洗。还运用深度学习等技术提升人体特征识别能力，确保安全交互。
- 洗浴安全监测技术：洗浴安全监测通过生理和物理传感器监测老年人身体参数和机器人工作状态。多个研究团队对洗浴辅助设备控制系统进行研究，增加了多种功能，提高了老年人洗浴安全性，但部分产品在网络集成、实时交互性和自主性方面仍需改进。
四、老年人洗浴辅助设备和机器人存在的问题
（一）结构设计相对简单导致人机兼容性不足
洗浴机器人结构设计与老年人身体适配性差，空间占用大。设计缺乏人体工程学、生物力学和老年人心理特征研究，仅考虑理想条件下刚体运动，增加了洗澡时的安全风险。同时，材料研究不足，产品在舒适性、皮肤亲和性和用户体验方面有待提高。
（二）多模态自主洗浴协同控制方法研究不足
目前多数洗浴机器人需护理人员协助，无法完全自主洗浴。功能单一，多模态协同控制弱，对各种洗浴模式协同控制研究不够深入，多源信息融合和控制决策有待加强。控制系统安全性不足，操作便利性差，需整合人体工程学和机械设计，利用人工智能优化协同控制。
（三）信息集成管理技术缺乏全面系统研究
现有洗浴产品对残疾老年人数据利用不足，无法满足个性化和全面洗浴需求。收集残疾老年人身体数据困难，数据传输滞后且分析易失真。技术层面缺乏系统协调，人机交互技术不成熟，未建立全面洗浴模型。
五、老年人洗浴辅助设备和机器人的发展趋势
（一）材料 - 结构 - 控制集成
考虑到老年人皮肤和身体机能特点，洗浴辅助设备和机器人结构设计应融合人体工程学、生物力学和心理学原理，向材料、结构和控制系统集成方向发展。
（二）多模态信息融合和柔顺控制
控制系统是洗浴辅助设备和机器人核心，需处理多种复杂信息。应设计合理逻辑架构，融入多模式、多姿势平滑转换机制，利用多传感器融合技术实现从传统刚性人机交互到柔性、可穿戴人机交互的转变。
（三）云 - 边 - 端智能信息管理和优化
未来将采用多个机器人协同工作提高养老效率，开发模块化洗浴机器人满足不同场景需求。借助大数据和云计算技术，构建云 - 边 - 端一体化洗浴模型，利用人工智能分析老年人洗浴习惯，提供个性化服务，同时保障数据安全和隐私。
（四）潜在伦理考虑
在洗浴机器人发展中，要重视伦理问题。加强数据保护，防止用户生理和行为数据泄露或滥用。设计以用户为中心的界面和授权机制，确保老年人自主控制设备，并提供教育和支持，帮助他们理解和使用这些技术。
六、结论
人口老龄化是亟待解决的社会问题，洗浴辅助设备和机器人在帮助失能老年人洗澡、缓解养老压力方面有重要作用。目前该领域研究虽有进展，但在结构设计、控制安全和信息技术集成等方面与用户期望存在差距。未来应发挥跨学科整合优势，以用户需求为导向，向 “材料 - 结构 - 控制 - 信息集成” 的方向发展，实现洗浴产品多样化、个性化和模块化，提升老年人生活质量。
