33、新冠疫情下智能机器人与先进技术在医疗及公共卫生领域的应用与潜力

新冠疫情下智能机器人与先进技术在医疗及公共卫生领域的应用与潜力

1. 疫情下机器人及AI设备在医疗领域的现状
   • 在新冠疫情期间，虽然有一些智能医疗项目得以开展，如基于信念 - 愿望 - 意图代理架构开发的项目，部分设计用于部署在机器人中，以提供远程类人服务、监测和满足患者需求。但目前远程服务机器人的移动性和功能有限，只能与患者进行基本的沟通和互动。
   • 在心理健康领域，由于感染病例和死亡人数的快速增加，医护人员和公众都出现了心理问题，如压力、焦虑、强迫症和抑郁等，且这些问题在社会隔离结束后仍可能持续。虽然机器人干预措施较少，但在线心理健康教育通过通信程序和社交媒体在许多国家得到了广泛推广和应用，心理健康专业人员也提供了在线心理咨询服务。
2. 健康信息学中的先进技术应用
   • 先进技术在公共卫生决策中发挥着重要作用，AI、深度学习、大数据、数学建模、物联网和地理信息系统（GIS）等技术在全球疾病管理和规划控制方面已证明了其有用性。其应用包括：
     1. 快速收集多源大数据；
     2. 可视化疫情信息；
     3. 在线跟踪感染病例；
     4. 预测空间传播；
     5. 对感染风险和预防水平进行区域划分；
     6. 平衡和管理资源的供需；
     7. 社会教育和压力管理。
   • 这些技术有助于检测新冠症状、确保社交距离、维护患者记录、评估和预测疾病传播。例如，中国通过GIS和大数据技术创建疫情地图，评估患者、物资资源、人口和社交媒体行为数据的空间表示，以指导政府决策。美国收集近200个应用程序的位置数据来开发接触网络，评估接触模式和政策影响。韩国和中国台湾等地区通过聚合多源数据进行疫情追踪。
   • 以下是先进技术在健康信息学中的应用表格总结：
     |应用领域|具体应用内容|
     | ---- | ---- |
     |数据收集|快速收集多源大数据|
     |信息展示|可视化疫情信息|
     |病例跟踪|在线跟踪感染病例|
     |传播预测|预测空间传播|
     |区域划分|区域划分感染风险和预防水平|
     |资源管理|平衡和管理资源供需|
     |社会教育|社会教育和压力管理|
3. 社交辅助机器人（SARs）的发展现状与潜力
   • 新冠疫情是社交辅助机器人研究、开发和部署的重要催化剂，其使用在危机期间大幅增长。SARs旨在通过手势、语音、面部识别、动作和社交互动等方式为用户提供帮助，目标是与人类用户进行有效互动，以实现康复、学习和提高幸福感等可衡量的进展。
   • SARs在缓解孤独感方面可以发挥重要作用，有研究确定了陪伴机器人缓解不同类型孤独感的三种潜在角色：
     1. 个人助理（在社交互动减少时提供帮助）；
     2. 关系伙伴（弥补关系减少的不足）；
     3. 亲密伙伴（与机器人建立情感纽带时）。
   • 然而，目前SARs的发展仍面临诸多障碍，如成本高，且大多数现有机器人的功能很少针对疫情条件进行专门调整或增强。不过，也有一些成功案例，如德州使用的动物造型的Paro帮助患者减轻孤独感，在疫情期间，Paro作为治疗工具在有记忆问题的老年人中的使用增加，还在东京的呼叫中心和亚特兰大的重症监护室护士中发挥了缓解压力的作用。还有ElliQ，为老年人提供主动陪伴和娱乐，并作为医疗保健助理，在疫情早期的用户测试中显示出良好的效果。
   • 下面是SARs潜在角色的mermaid流程图：

graph LR
    A[缓解孤独感] --> B[个人助理]
    A --> C[关系伙伴]
    A --> D[亲密伙伴]

新冠疫情下智能机器人与先进技术在医疗及公共卫生领域的应用与潜力

4. 社交辅助机器人面临的挑战与未来发展方向
   • 技术挑战 ：开发有效的社交辅助自主机器人非常复杂，需要高度的准确性和复杂性，以在日益多元文化的医疗保健环境中发挥作用。社交互动需要建立和维护复杂的人类模型，包括他们的知识、情感、文化信仰和习惯，以及互动的背景和环境。例如，机器人需要感知情感状态、计算何时进行干预，并建立长期的行为、情绪和情感模型。目前在感知、行动、言语交互等方面还有很多问题有待解决。
   • 社会挑战 ：除了技术问题，还需要与公众和医疗保健专业人员进行对话，以识别和解决他们的担忧，如众多伦理问题以及这些人工智能自主机器人对他们和多元文化社会的影响。例如，机器人的使用可能会引发隐私、责任和道德等方面的争议。
   • 未来发展方向 ：技术研发、劳动力教育和培训以及适当的政策和战略将是未来发展的关键。通过这些措施，有望开发出更先进的社交辅助机器人，为人类提供更好的服务。例如，可以加强对机器人的文化能力培训，使其能够更好地适应不同文化背景的用户需求。
   • 以下是社交辅助机器人面临挑战及发展方向的表格总结：
     |类别|具体内容|
     | ---- | ---- |
     |技术挑战|建立复杂人类模型，解决感知、行动、言语交互等问题|
     |社会挑战|与公众和专业人员对话，解决伦理和社会影响问题|
     |发展方向|技术研发、劳动力教育和培训、制定适当政策和战略|
5. 跨文化机器人在重大健康灾难中的潜力——以Gamila的故事为例
   • 故事背景 ：Gamila是一位居住在英国曼彻斯特的巴基斯坦裔穆斯林公民。在2020年4月，因新冠疫情限制自我隔离数周后，她外出购买芒果后感染了新冠病毒，被送往医院治疗。
   • 医院经历 ：在医院期间，Gamila病情加重，她希望与自己的宗教建立联系，但医院没有穆斯林牧师，精神领袖也被禁止进入医院。不过，她通过平板电脑与佛教牧师进行了几次电子对话，并表达了阅读《古兰经》的需求。后来，通过与当地穆斯林社区的联系，医院收到了一个《古兰经》立方体捐赠，这个小立方体可以提供多种语言的《古兰经》阅读、朗诵和歌唱，还能收听圣训、纳斯希德、祈祷召唤和真主的名字，为Gamila提供了极大的安慰和精神力量。
   • 回家后的困境 ：幸运的是，Gamila康复出院，但她出现了长期新冠症状，并且需要再次自我隔离，与亲戚和朋友分离。在穆斯林斋月期间，这种孤独感更加明显。她的儿子为她购买了智能手机，女儿为她提供了配备智能扬声器和触摸屏显示器的虚拟助手，她可以通过这些设备收听音乐、参加线上周五祈祷、设置药品提醒等，但她仍然感到孤独和情绪低落。
   • 跨文化机器人的潜在作用 ：这个故事凸显了跨文化社交辅助机器人在重大健康灾难中的潜在作用。在Gamila的情况下，如果有具备文化能力的机器人，它可以提供精神支持，理解她的宗教需求，并与她进行有意义的对话，缓解她的孤独感和焦虑情绪。例如，机器人可以播放《古兰经》的诵读，与她讨论宗教教义，或者在她需要时提供情感上的陪伴。
   • 下面是Gamila经历及跨文化机器人潜在作用的mermaid流程图：

graph LR
    A[感染新冠] --> B[医院治疗]
    B --> C[表达宗教需求]
    C --> D[获得《古兰经》立方体安慰]
    B --> E[康复出院]
    E --> F[长期新冠症状及孤独]
    F --> G[使用虚拟设备仍孤独]
    G --> H[跨文化机器人提供精神支持]

6. 总结与展望
   • 新冠疫情凸显了智能机器人和先进技术在医疗和公共卫生领域的重要性和潜力。虽然目前这些技术还存在一些局限性，但在健康信息学、社交辅助机器人等方面已经取得了一定的进展。
   • 社交辅助机器人在缓解孤独感、提供精神支持等方面具有巨大的潜力，但需要克服技术和社会等多方面的挑战。未来，通过技术研发、教育和培训以及政策制定，可以开发出更先进、更具文化能力的机器人，为人类在重大健康灾难中提供更好的服务。
   • 跨文化机器人的发展将是未来的一个重要方向。在多元文化的社会中，机器人需要具备理解和适应不同文化背景的能力，才能更好地满足用户的需求。例如，在宗教信仰、文化习俗等方面，机器人可以提供更加个性化的服务。
   • 随着技术的不断进步和社会的发展，相信智能机器人和先进技术将在医疗和公共卫生领域发挥越来越重要的作用，为人类的健康和福祉做出更大的贡献。