核心提示：高齡化社會來臨，使得獨居老人照護問題日益受到重視，因此研究人員利用具備高控制和運算能力的微控制器（MCU），開發(fā)出可隨時跟隨獨居老人并具備跌倒偵測、緊急通知和網路互動等功能的智能照護機器人，以提升居家照護品質。

　　臺灣目前已逐漸邁入高齡化社會，多數子女工作在外，無法全心全意照顧老人，因此孤獨在家中的老人照護就顯得相當重要。有人選擇聘請看護在家照料，抑或決定送至安養(yǎng)中心，但這些方法費用過高，而且子女也無法直接照顧親人，顯得較不放心。為有效解決此問題，可照護及關懷老人生活的電子裝置遂日益受到重視，透過裝置的監(jiān)控及互動功能，不僅可讓老人在家即能了解在外親人的消息，而子女也能隨時從中得到家中父母的健康與生活資訊。

　　老人關懷照護系統(tǒng)設計有居家的監(jiān)控功能及和家人互動功能，透過網路服務，當老人有照顧需求時，可利用手勢辨識功能呼叫機器人至身邊；當想觀看親友在臉書（Facebook）上的消息及圖片時，可利用臉書動態(tài)服務，即時得知親友最新動態(tài)訊息，也可透過網路通話與遠方的家人進行視頻聊天；同時也可隨時監(jiān)控，當意外發(fā)生時可即時通知家人及醫(yī)護人員進行處理。

　　該系統(tǒng)利用主系統(tǒng)芯片將Kinect所感測的骨架追蹤、手勢辨識及網路攝影的視頻通話等感測后存取數值，再利用串列傳輸（USART）傳送數值于主系統(tǒng)芯片，并做出距離等識別模式，進行跟隨老人、控制馬達與老人互動。

　　Kinect感測功能襄助　照護機器人創(chuàng)新應用擴大

　　該系統(tǒng)創(chuàng)新性功能為跟隨看護模式--Kinect骨架追蹤和超音波定位、骨架判斷--跌倒偵測、緊急通知--簡訊傳送，以及互動功能--手勢辨識和網路視頻（圖1）。

　　圖1 照護機器人理想互動功能

　　在跟隨看護服務部分，該系統(tǒng)利用骨架追蹤及超音波定位，當老人移動時，機器人便會跟隨至后方進行照護，可隨時判定老人是否跌倒，操作起來也十分方便?，F有的跌倒偵測系統(tǒng)大都依賴攝影機或是使用者身上配戴的器材來辨別跌倒，該系統(tǒng)的跌倒偵測只須透過Kinect骨架追蹤，即可判定是否跌倒。

　　至于緊急簡訊傳送部分，當老人判定為跌倒時，機器人會自動由主系統(tǒng)芯片發(fā)布簡訊至指定家人手機中，親人接收到消息后可立即做出反應或視頻觀看。而臉書動態(tài)及互動視頻服務部分，該系統(tǒng)加裝臉書動態(tài)服務及網路視頻，老人即可關心在外子女的圖片，并讓親友利用視頻互動看見老人在家的狀況，能有效拉近老人與家人的距離。

　?。S看護服務

　　照護機器人主系統(tǒng)利用芯片與Kinect進行老人互動與看護服務。智能型看護機器人可透過Kinect跟隨于老人后方隨時看護，利用Kinect本身的骨架識別，以判別正常狀況時的骨架數量與動作。當老人不慎跌倒時，依骨架瞬間降下或消失為判別，再回傳數值訊號給主系統(tǒng)，可即時透過緊急簡訊功能送至子女的手機進行通知，家人則可透過網路視頻進行查看老人在家中的狀況，以免錯過時間就醫(yī)。

　　為即時反應與傳送數值來跟隨與保障老人的安危，看護系統(tǒng)透過主系統(tǒng)芯片提供USART，即可直接利用USART而不須再以串列周邊介面（SPI）進行轉換動作。跟隨方面，則運用產生脈衝寬度調變（PWM）脈波來控制HB-25馬達驅動器來驅動直流馬達，由于控制波形即可正反轉，就能在主芯片應用與結合出讓機器人前后左右的動作與功能。

　　該系統(tǒng)還須使用PING超音波距離感應器（圖2）來偵測距離，除應用PWM來進行聲波傳送與接收，也使用通用輸入/輸出來接收數值距離判斷與Kinect骨架等數值。

　　圖2 PING超音波距離感應器

　　利用芯片使機器人進行追蹤，由超音波偵測距離，讓主系統(tǒng)判斷老人的位置，并命令馬達動作，使機器人能進行跟隨，可隨時跟在老人的身邊，注意是否有突發(fā)狀況發(fā)生，揮揮手就能與家人視頻通話等功能。

　　PING超音波距離感應器用于測量與物體間的距離，範圍介于3cm？3.3m，容易裝置于機器人或自動設備上。超音波感測器利用脈波產生，透過聲波喇叭進行一發(fā)一收的動作來得到訊號的時間長短，也就是感測器發(fā)送訊號至物體而反射后所經過的時間，在經過運算后即能得到精準的距離。為實現追蹤功能，超音波定位追蹤方法利用主系統(tǒng)芯片產生脈波與判斷，使超音波能自動追隨物體，也更加穩(wěn)定照護功能。

　　為可負載生活必需品，因此行走動力來源選擇扭力較大的馬達（IG-30GM）做為驅動，搭配耐高電流的12伏特（V）馬達驅動芯片（HB-25）來控制直流馬達，控制方式為脈波的寬度調變，控制兩顆馬達的正反轉、時間差和轉動速度等參數，芯片扮演重要的行動控制機能，車體的前進、后煺、轉彎等動作。