6.6 KiB
6.6 KiB
“智护链”——基于区块链、人工智能与隐私计算的助残养老机器人可信远程协作系统
项目总体设计说明文档（竞赛版）
一、项目背景与问题分析
1.1 社会背景
随着我国人口老龄化程度不断加深，居家养老与助残服务已成为公共服务体系中的重要组成部分。传统依赖人工巡护的模式，存在以下突出问题：
- 护理资源紧张，响应不及时
- 夜间、独居等场景存在安全盲区
- 服务过程依赖人工记录，事后难以追溯
- 多方参与下责任认定困难，信任成本高
因此，融合新一代信息技术的智能化养老与助残服务系统，已成为现实需求。
1.2 现有“智慧养老系统”的不足
当前大量智慧养老系统已引入摄像头、传感器与人工智能算法，但在实际应用中仍存在明显局限：
-
系统“能识别”，但不“可信”
- 数据集中存储，平台拥有完全控制权
- 出现纠纷时，日志缺乏公信力
-
AI 多停留在“报警层”
- AI 仅负责识别异常
- 决策与执行完全依赖人工
-
隐私保护与智能化存在冲突
- 依赖原始视频上传
- 难以满足个人信息保护要求
本质问题在于：
现有系统解决了“有没有发生异常”，却没有解决“系统是否值得信任、AI是否能正确参与行动”。
二、项目总体目标
2.1 项目核心目标
构建一套：
以人为中心、以行为为核心、以可信为基础的助残养老机器人远程协作系统
通过区块链、人工智能与隐私计算的深度融合，实现：
- AI 不仅“看见问题”，还能在权限范围内主动帮助人
- 服务过程自动形成可信、可追溯的责任链条
- 在保障隐私的前提下实现多方协作与远程调度
2.2 竞赛目标定位
- 对齐“新一代信息技术”赛道要求
- 强调多技术融合与工程实现能力
- 所有功能均可现场演示、可解释、可验证
- 体现职业素养、安全意识与人本价值导向
三、目标客户与应用人群分析
3.1 直接服务对象
- 独居或半失能老年人
- 行动不便或感知障碍的残障人士
3.2 间接使用与管理对象
- 家庭成员（子女、监护人）
- 养老机构、康复中心
- 社区服务中心
- 第三方监管与审计机构
3.3 场景特点
- 多主体参与（人、机构、平台）
- 高安全性要求
- 高隐私敏感度
- 强责任追溯需求
四、设计理念与总体思考
4.1 核心设计理念：“行为即存证”
本项目不以事后人工记录为依据，而是：
- 以 AI 识别出的关键服务行为 作为系统核心对象
- 行为一经确认，即形成可验证、不可篡改的可信事件
行为本身，即是证据。
4.2 人本优先与受约束智能
项目明确提出：
- AI 不是“全权决策者”
- AI 是 受规则约束、以人为中心的智能执行参与者
任何情况下，系统设计均遵循：
- 人身安全优先于效率
- AI 不得做出不可逆伤害性决策
- 生命与医疗相关决策必须由人类确认
五、系统总体架构设计
5.1 架构概述：三端一链
系统采用“三端一链”架构：
- 机器人端（感知与执行）
- 边缘 / 服务端（协作与管理）
- 管理展示端（可视化与审计）
- 区块链（可信底座）
5.2 机器人端（感知与执行层）
主要功能：
- 多源数据采集（视觉、运动状态、环境信息）
- 本地运行轻量化 AI 模型
- 行为状态判断与置信度输出
- 在权限范围内执行安全相关动作
- 内置避障、急停等安全机制
原则：原始隐私数据不直接外传。
5.3 AI 决策层设计
AI 决策结果采用分级模型：
| 决策等级 | 含义 |
|---|---|
| L1 | 低风险，持续观察 |
| L2 | 中风险，主动靠近确认 |
| L3 | 高风险，触发服务流程 |
| L4 | 紧急风险，允许保护性自主执行 |
AI 的判断结果将直接影响其执行权限范围。
5.4 AI 自主执行的权限边界
AI 可自主执行的典型行为包括：
- 主动靠近老人并调整视角
- 停止当前非必要任务
- 主动避让、让出安全空间
- 语音安抚与安全提示
AI 不得执行：
- 强制性身体干预
- 不可逆风险操作
- 医疗与生命决策
5.5 边缘 / 服务端（协作层）
- 接收机器人行为事件
- 完成隐私脱敏与事件摘要生成
- 触发告警与远程调度
- 管理多角色协作流程
5.6 管理与展示端
- 实时状态可视化
- 告警与响应时间线
- 行为记录查询
- 区块链存证验证
5.7 区块链可信底座
采用联盟链架构，用于：
- 关键行为事件摘要上链
- 服务状态流转记录
- 多主体责任签名
- 行为与决策过程的不可篡改存证
区块链不存储原始隐私数据，仅作为可信锚点。
六、隐私计算与数据安全设计
- 原始视频与感知数据仅在本地使用
- 行为数据以摘要、特征指纹形式流转
- 仅必要信息进入链上存证
- 满足“数据最小化”原则
七、为什么选择区块链，而不是证书或数据库
7.1 传统方案的局限
- 证书解决身份合法性
- 数据库解决内部管理
- 二者均依赖单一中心信任
7.2 区块链的核心价值
- 不可篡改
- 多方共同见证
- 自动形成责任链
数据库适合管理，区块链适合取信。
八、项目创新点总结
- 行为即存证：AI 行为自动转化为可信事件
- 受约束的智能执行：AI 在权限内主动帮助人
- 隐私友好的可信协作：不上传原始隐私数据
- 服务责任技术化表达：过程可审计、可追溯
九、项目综合价值
实用价值
提升居家养老与助残服务的安全性与响应效率
社会价值
增强公众对智能养老系统的信任度
教育与竞赛价值
完整体现新一代信息技术的工程融合能力
十、总结
“智护链”并非简单的智能监控系统，而是一套：
以人为中心、以 AI 决策为支撑、以区块链为可信基础的智能协作系统。
项目在保证工程可行性的同时，体现了清晰的技术逻辑、人文关怀与现实应用价值，具备参与高水平职业技能竞赛的坚实基础。