中医体质辨识机器人的研究和实现_医案心得

( 医案心得 )

图1：中医体质辨识机器人的总体结构

图2：中医体质辨识机器人的体质辨识流程图

中医认为体质是个性化的，决定了个体对某些疾病的易感性，决定了患病之后的反应形式及治疗效果和预后转归。例如有些人感觉身体不适，出现头晕头疼、两眼干涩、疲倦乏力、食欲不振等，到医院检查指标都正常，但通过中医诊断，体质上却表现出偏颇，因而可通过中医治疗和饮食调理来纠正偏颇的体质，从而恢复正常。对每一种偏颇体质，中医都有对应的治疗和调理方案，通过中医体质测评，就可以为疾病的预测和健康指导提供依据。现在，中医体质测评已有国家标准，由北京中医药大学王琦教授率领团队完成，研究成果获国家科技进步二等奖。

目前，绝大多数的中医体质辨识系统就是根据这个标准，通过回答一组标准的问题来判断体质类型，这类系统属于中医问诊。除此之外，中医还采用望诊方法来辨识体质。实践证明，面部和舌苔的变化，能够客观地反映气血、病情、疾病、脏腑等，这些变化蕴含着大量的人体体质信息，但是望诊辨识体质需要中医专家丰富的专业经验，对没有经验的医生及普通人就比较困难，因此需要采用先进的人工智能方法来辅助识别。

已有的一些初步研究，主要采用图像处理方法和经典的机器学习算法，存在的问题是相关的样本数据库太小、质量不高。其次，实用性不好，需要专门的使用环境或者借助专业设备。再者是自动化程度不高，需要专业人员辅助测试，测试速度慢。因此我们采用不同的方法，研究实现了体质辨识机器人，其采用先进的认知深度学习算法实现舌苔和面部的自动检测和体质辨识，速度快，准确率高，不受被试者的主观影响。它配备自动调光系统，不需要配置专门环境，实用性强。中医体质辨识机器人不仅能够辅助提高医生的工作效率，提高体质辨识的准确性，还能提高普通人的体质辨识能力，以便预防疾病，这有利于中医的传承和创新，对推动中医现代化具有重要意义。

体质辨识机器人总体设计

中医体质辨识机器人的总体结构如图1所示，主要包括三大部分：机器人硬件系统、自动调光系统和体质辨识软件系统。机器人硬件系统采用目前通用的架构设计，且不包括运动控制系统，因为它的用途非常专业，一般安放的位置相对固定，不需要自由移动。

自动调光系统是很重要的组成部分，它主要解决两个问题。首先中医望诊对采集样本的光照强度和稳定性有较高要求，体质识别在很大程度上依靠机器视觉，视觉的灵敏度将直接影响机器人的体质识别速度和识别质量。我们自主设计的光照自动调节系统，会根据机器人环境的光照情况自动调节到合适程度，从而增强机器人对环境的抗干扰能力。其次，中医体质辨识机器人工作时，采用摄像机解决被试者的位置问题。因为每次被试者出现在拍摄现场时，很难要求被试者高精度出现在目标位置，而且光线变化，目标位置也会变化。而被试者位置差距太大，识别结果有时会有较大偏差。我们的方法是首先采用传感器检测是否有被试者。其次，通过深度学习算法检测人脸。最后，采用深度学习算法检测被试者是否伸出舌苔。中医体质辨识软件系统是机器人的大脑，它控制自动调光系统将光源强度调到合适的程度，控制机器人硬件系统完成摄像头的控制和语音控制，采集人脸和舌苔图像，获取对应的体质类型和调理方案，然后显示体质类型的症状、发病倾向和调理方案。

中医体质辨识的流程图如图2所示，体质辨识机器人检测到被试者到来时自动启动体质辨识流程，发出体质辨识请求，然后控制摄像头采集人脸图像，进行人脸检测，检测到人脸图像后向中医机器人平台发出人脸体质辨识请求，并等待结果。同时控制摄像头采集舌苔图像，进行舌苔检测，检测到舌苔后，将采集的舌苔图像发送到中医机器人平台进行舌苔体质辨识，并等待辨识结果。当获取到两个辨识结果后，进行融合计算，得到最终的体质类型（最多三个），并将体质类型及相应的调理方案输出。

体质调理方案主要包含体质辨识结论和个性化健康指导方案两大部分。体质辨识结论给出具体的体质类型及偏颇程度，并对发病倾向详细解读。个性化健康指导方案包括精神调养、环境调摄