一种养老院用智能交互系统及机器人的制作方法

本发明属于智能交互，具体的说是一种养老院用智能交互系统及机器人。

背景技术：

1、养老院用智能交互系统通过部署多模态传感器和环境控制设备，旨在实时监测老人的生活状态并调节室内声光热环境，以提升居住舒适度与护理安全性。

2、现有的智能交互方案通常依赖固定阈值的监测与控制逻辑。例如，通过采集室内温度、光照度以及老人的简单行为特征，当某一单项指标超出预设的安全或舒适阈值时，系统便直接触发报警或启动环境调节设备。然而，老年人的身体机能与心理状态是极其脆弱且动态波动的，不同个体对物理环境的感知和耐受程度存在巨大差异。固化的环境调控曲线使得系统只能被动应对已经发生的越限事件，难以与老人隐性的生理应激和机能衰退形成同频互动，进而导致环境干预的精准度低下。

3、系统在处理老人离床、轮椅移动等动态行为时，往往采用绝对的次数或速度直接累加，由于缺乏对危险边际递减效应以及生理机能饱和上限的特征提取，导致频繁的误报或干预失效；另一方面，现有的声光与热舒适调控多基于单一的物理空间宏观指标，未考虑到高危应激状态下老人末梢血管收缩导致的异常畏寒，以及轻微光声波动对敏感情绪的惊扰，这种将个体脆弱状态与空间物理环境孤立处理的逻辑，导致调节设备在微小扰动下频繁启停，且无法在老人处于高压环境下主动提供具有物理安抚性质的超前环境补偿，致使智能交互失去了主动预控与柔性防护的意义。

4、为此，本发明提供一种养老院用智能交互系统及机器人。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种养老院用智能交互系统，包括：

3、获取多模态感知数据，多模态感知数据包括轮椅线速度、瞬时握力峰值、床栏升起角度、实时累计离床次数、瞬时皮肤电导、连续占据时长、环境二氧化碳浓度、环境照度、等效连续a声压级和室内空气温度；

4、基于轮椅线速度和瞬时握力峰值构建动能映射模型，利用序列滑动样本方差赋权结合双曲正切特性计算输出动能代谢系数；

5、基于床栏升起角度和实时累计离床次数构建卧床防护衰减模型，结合幂函数特性与有理分式衰减特性计算输出卧床防护系数；

6、基于瞬时皮肤电导、连续占据时长和环境二氧化碳浓度构建应激量化模型，利用滑窗信息熵赋权并通过反正切函数映射计算输出身心应激系数；

7、基于卧床防护系数和身心应激系数推导靶向照度和靶向压制声级，结合环境照度和等效连续a声压级构建生境契合度模型，计算输出生境契合度；

8、基于动能代谢系数、生境契合度、预设的舒适温度设定值和室内空气温度构建动态热寻优模型，计算输出靶向指令温度；

9、根据靶向照度、靶向压制声级和靶向指令温度，向关联的环境调节设备下发调控指令完成环境交互调控。

10、一种养老院用智能交互机器人，用于配合上述智能交互系统运行，所述智能交互机器人作为养老环境内的边缘计算核心与交互执行中枢，包括机器人本体，以及搭载于所述机器人本体内的：

11、多模态感知融合获取模块，用于通过机器人本体集成的传感器以及通信连接的外部物联网节点，获取所述多模态感知数据；

12、动能代谢系数计算模块，用于构建所述动能映射模型并计算输出所述动能代谢系数；

13、卧床防护系数计算模块，用于构建所述卧床防护衰减模型并计算输出所述卧床防护系数；

14、身心应激系数计算模块，用于构建所述应激量化模型并计算输出所述身心应激系数；

15、生境契合度计算模块，用于构建所述生境契合度模型并计算输出所述生境契合度；

16、靶向指令温度计算模块，用于构建所述动态热寻优模型并计算输出所述靶向指令温度；

17、机器人协同环境交互控制模块，用于根据所述靶向照度、所述靶向压制声级和所述靶向指令温度，规划所述康养机器人的本体交互任务，驱动机器人本体移动至目标对象区域执行包含语音与柔性屏幕光效的主动物理安抚，并同步向关联的环境调节设备下发调控指令，完成机器人与空间环境协同的声、光、热交互调控。

18、本发明的有益效果如下：

19、1.本发明通过设置了多模态生理-环境数据融合与动态靶向推导机制，将轮椅线速度、握力峰值、皮肤电导、离床频次及环境浓度等异构信息经非线性映射协同转化为卧床防护系数、身心应激系数及生境契合度，并据此主动推导靶向照度、压制声级和指令温度，使环境调控从被动响应固定阈值转为基于个体实时脆弱状态的超前柔性预控，从根本上消除了物理指标与内在应激的割裂，显著提升了干预精准度。

20、2.本发明通过设置了卧床防护衰减模型与动能映射模型，利用床栏角度与离床次数的幂函数-有理分式耦合结构引入边际风险递减特性，并结合序列滑动方差赋权与双曲正切饱和映射表征生理极限，将离散行为转化为连续代谢系数和防护系数，有效避免了简单线性累加导致的误报与漏报，使系统能自适应个体习惯并精准捕捉高频离床的渐进风险。

21、3.本发明通过设置了生境契合度模型与动态热寻优模型，在照度与声压级偏差计算中引入平滑常数和长尾宽容映射，使契合度对微小环境波动具备区间容忍性，同时以动能代谢系数和生境契合度联合驱动升温降温补偿，对静息且环境不适状态主动提供正向热安抚，对高代谢状态提前实施负向降温，实现了声光热协同的超前物理安抚，杜绝了设备频繁启停。

1.一种养老院用智能交互系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种养老院用智能交互系统，其特征在于：所述基于所述轮椅线速度和所述瞬时握力峰值构建动能映射模型，计算输出动能代谢系数的步骤，具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种养老院用智能交互系统，其特征在于：所述基于所述床栏升起角度和所述实时累计离床次数构建卧床防护衰减模型，计算输出卧床防护系数的步骤，具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种养老院用智能交互系统，其特征在于：所述构建应激量化模型利用滑窗信息熵赋权并通过反正切函数映射获取归一化状态参数与信息熵权重的步骤，具体包括：

5.根据权利要求4所述的一种养老院用智能交互系统，其特征在于：获取所述归一化状态参数和所述信息熵权重后，计算输出身心应激系数的步骤，具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种养老院用智能交互系统，其特征在于：所述推导靶向照度和靶向压制声级的步骤，具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种养老院用智能交互系统，其特征在于：结合所述环境照度和所述等效连续a声压级构建生境契合度模型，计算输出生境契合度的步骤，具体包括：

8.根据权利要求7所述的一种养老院用智能交互系统，其特征在于：所述构建动态热寻优模型，计算输出靶向指令温度的步骤，具体包括：

9.一种养老院用智能交互机器人，用于执行如权利要求8所述的一种养老院用智能交互系统，其特征在于：所述智能交互机器人作为养老环境内的边缘计算核心与交互执行中枢，包括机器人本体，以及搭载于所述机器人本体内的：