智能扬声器在护理院住户中的使用:实施研究

简介

英国目前有42.5万人在1.1万多家护理院需要某种形式的居家护理[1］．在康沃尔郡，三分之二的养老院是为老年人服务的，三分之一是为需要身心健康护理的人服务的。安老院面临人口老化、人力资源不足的压力[2]，目前受到COVID-19的影响。

卓越社会护理研究所及优质护理委员会均认识到科技对提供优质护理服务的重要性[3.，4］．例如，技术可以通过网络培训和视频通话干预来帮助解决孤独问题。5］．

许多项目都专注于仍在开发中的前沿技术[6]而不是那些可以改善目前住院护理的生活质量的市售产品。例外情况包括使用负担得起的陪伴机器人[7］．在养老院实施Skype(微软公司)等技术并不总是那么简单。8］．智能家居技术的研究已经确定了所需的功能，如紧急帮助、健康监测和环境控制[9，10];然而，由于成本原因，这些措施的实施可能会受到阻碍[11］．

文献中有许多“试点”和小规模研究和国家计划的例子，如英国“大规模提供辅助生活方式”项目[12，13]，旨在尝试解决技术实施的大规模概念框架，如Greenhalgh的不采用、放弃、扩大、传播、可持续性框架[14]、梅与梅尔的正常化过程理论(NPT) [15]、长期存在的技术接受模式[16]和“接受与使用技术的统一理论”[17]，以及Roger的原著[18都包含了大规模的可证明性和达到临界质量的想法[19］．虽然之前曾使用统一理论接受和使用技术2框架来研究居住在社区的老年人对声控数字助理的采用[20.]，我们认为《不扩散核武器条约》框架更适合于评估和加强对日常实践的复杂干预的实施，即所谓的正常化进程。成功整合干预措施的4个NPT组成部分是一致性、认知参与、集体行动和反射性监测。

智能音箱于2014年上市[21]，并迅速普及，目前有20%的家庭拥有一台[22］．2018年，55岁或以上的用户占智能音箱用户的33%，而14至18岁的用户仅占10% [23］．智能音箱目前由亚马逊、谷歌和苹果等供应商提供，形状、大小和成本各不相同，一些型号有屏幕和摄像头。例如，亚马逊Echo还包含“接入”功能，即使位于不同位置的设备也可以连接起来，充当对讲机。大多数还具有控制灯泡、智能门铃和供暖系统等电器的附加功能，以创建“智能家居”。扬声器的常用用途包括音乐、信息搜索和娱乐[24，25]，但它们可能会扩展到陪伴、医疗保健支持和更好的睡眠[26］．语音输入和输出为所有用户提供了更高的可访问性，但对于那些行动不便和视力有限的用户来说尤其如此。

汉普郡和牛津郡议会为60名需要社会福利支持的人安装了Alexa设备。27，28］．两项试点研究都发现，服务使用者保持独立的能力有所改善，感觉不那么孤立。在威尔士，创新信托(Innovate Trust)调查了智能音箱如何满足有学习差异的成年人的需求，并减少工作人员的工作量，从而节省资金[29］．他们估计，通过两个辅助生活站点每年可能节省2万英镑(26,434美元)。越来越多的研究调查了居住在社区的老年人使用智能音箱的情况[30.]，并在第一次互动时提供定性反馈，演示指令，其中包括询问与医疗保健相关的问题[31］．虽然一项调查结果显示，一半的护理院工作人员认为应该使用智能音箱等设备中的人工智能来帮助照顾住客[32]，我们没有发现任何证据表明，在整个研究区域的大多数地点，养老院之前都安装了智能音箱。

康沃尔和锡利群岛的电子卫生生产力和创新项目旨在发展电子卫生部门，同时兼顾需求(提高使用数字技术的能力和能力)和供应(通过支持生产新产品和服务的小公司)。早期的研讨会确定孤独是一个主要的健康问题，而缺乏在养老院使用技术的技能是一个障碍[33］．语音技术被认为是一个可以扩大当地专业知识的领域，但显然需要将其使用标准化[34)，而庞大的用户基础将提供本地市场的激励。

因此，这项研究旨在解决养老院居民的孤独感和心理健康问题，同时刺激养老院部门对技术的改进采用，提高养老院工作人员对视频通话和声讯技术的认识并使其使用正常化。我们的目标是在整个行业中创造一个使用预期。

我们的目标是为230家康沃尔养老院中的150家(65.2%)提供至少一款智能扬声器设备，并探索是否以及如何使用这些设备，实施这些设备的障碍以及它们的潜在好处。

方法

研究设计

这项混合方法实施研究使用护理家庭员工日记和电话调查来评估智能扬声器的使用和影响。我们采用了折衷的理论方法，借用了“局部可论证性”的概念[18]、“技术可接受性”[16，17]，“大规模”实施[13，14]，以及“正常化”[15］．这种折衷的概念框架主要来自《不扩散核武器条约》。我们考虑了NPT的4个组成部分，目的是了解设备是否被设置和使用(认知参与)，它们被用于什么(一致性)，经历了什么障碍(集体行动)，以及对居民和工作人员的任何潜在好处(反射性监测)。由卫生学院伦理委员会批准(文献18/19-1054)。

智能音箱的选择

我们的目标是实现能够通过屏幕进行视频通话的设备。2018年12月，市场上最合适的设备是亚马逊Echo Spot (图1；多媒体附件1)．在亚马逊的建议下，亚马逊的Kindle Fire (多媒体附件1)在一些家庭试用。早期的反馈显示，Echo Spot设备在物理上更坚固，Kindle fire看起来更像“普通的平板电脑”，一些家庭拥有这种设备，但用途有限。有了这些反馈，Echo Spots一直分发到2019年10月，当时它们停产了。随后，我们推出了Echo Show 5 (多媒体附件1)．

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照顾家庭

使用已公布的名单[35]通过当地知识进行更新，确定了230个家庭。所有家庭都至少接触过一次，使用了多种招募方法。

招聘和设备分发

最初，疗养院被邀请到康沃尔西部和东部的2个讲习班。向参与者提供项目信息并收到书面信息，同意参与的参与者提供设备。共有18个家庭参加了这两个工作坊，17个家庭同意参加。此外，在五个月内，院方又举行了四次讲座，让院方职员向研究人员介绍这项计划。研究人员为同意参与的参与者提供了一个智能音箱。通过邮寄和电子邮件活动以及有针对性的电话进行宣传。出席本地讲座的人数很少(在超过200人的邀请中，有4次只有6人参加)。然而，这6家公司都同意参加。此外，研究人员还通过面对面招募研究助理“陌生拜访”大约150个家庭，解释该项目并提供获取设备的机会。康沃尔议会还通过电子邮件向所有家庭宣传该项目，收到了20份回复。

为养老院使用智能音箱提供支持

通过两种方式向养老院提供持续的支持。首先是EPIC的核心团队，他们进行了最初的接触并提供了设备。每个月都有一份电子邮件简报，介绍使用该设备的不同方法。第二，数字健康冠军通过本科护理和职业治疗课程招募，年龄在16岁或以上，来自两所中学。数字健康冠军被要求支持养老院工作人员使用智能扬声器。EPIC团队成员为数字健康冠军提供了如何使用该设备的指导，并以小组形式进行每月的群组Skype会话。

数据收集

养老院提供了一份简短的用户指南和日记，以跟踪他们使用设备的方式和频率，任何障碍和如何克服，以及任何允许使用设备的因素。只有18个家庭归还了完整的日记;因此，我们在2020年初联系了其余的家庭，让他们参加了一项简短的电话调查，以获得关于他们设备使用情况、原因(如果他们没有使用设备)以及设备位置的反馈。我们还要求他们简短地描述他们的体验，包括设备的用途，以及他们是否遇到过任何问题。这些回答在电话中被直接逐字记录下来。大多数(142,95%)家庭通过日记或电话提供反馈。

数据分析

调查数据采用描述性统计分析。从日记和电话调查中收集的设备使用的描述性经验，使用主题分析进行定性分析。我们遵循Braun和Clarke提出的6步指南[36］．

结果

使用1台或更多设备的疗养院

在邀请的230个家庭中，156个(68%的初始使用率)家庭至少携带了1个设备(图2)．6个家庭归还了他们的扬声器，150个(65.2%)的设备(图2)．将康沃尔分为5个区域(图3)综合初级保健网络，东康沃尔(44/ 77,56%)和西康沃尔(12/ 23,52%)的吸收率低于其他3个地区(67%-78%;X²= 10 4df；P= .04点)。在150间设有电子设备的院舍中，有92间为长者而设(估计常住人口为2099年)[24])和50名有身体或精神健康需要的人士(常住人口1097人)。此外，10个家庭收到了Kindle Fire, 141个家庭收到了Echo Spot, 5个家庭收到了Echo Show 5。

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退回或未接收设备的养老院

退回6台设备的原因如下:(1)管理层担心接触机密信息;(2)员工认为不适合他们的客户;(3)缺乏互联网接入。在72个不接受设备的家庭(常住人口1740人)中，有3个“积极”减少，69个没有回应。

设备使用情况

大多数(142,95%)护理院提供反馈(图2)，其中四分之三(107/ 142,75%)目前正在使用该仪器(表1)．相比有生理和心理健康需求的家庭，更多照顾老年人的家庭使用该设备(82% vs 61%;X²= 7.1, 2df；P= 03)。大多数家庭(70/ 107,65%)将该设备放置在客厅或餐厅等公共区域。照顾老年人的家庭更有可能移动设备(26/ 75,35%)，而照顾身体或精神健康需求的家庭(2/ 27,7%)(表1)．

专题分析

我们确定了5个主题和26个子主题多媒体附件2．

使用

几乎所有的家庭(103/ 107,96%)都使用音乐和音频设备，包括听收音机、创建播放列表、听圣诞颂歌、背景音乐和有声读物。多媒体附件2)．超过一半(62/107,58%)的人用它来寻求信息，询问说话者新闻、天气，并在安排散步时查看潮汐时间。三分之一(35.33%)的人用于测验和游戏，18人(17%)用于笑话和喜剧，4人(4%)用于提醒。11个家庭(10%)报告称，居民与智能扬声器交谈并参与“普遍参与”。一位经理报告说:“我们有一位住户很喜欢对Alexa大喊大叫，她打了Alexa的脖子，但因为她很听话，这位住户很喜欢!”只有6个(6%)家庭报告了视频通话，尽管一些家庭表示希望使用它，但还没有尝试过。然而，2个(2%)家庭将屏幕作为其他活动的一部分(包括观看视频)，8个(7%)家庭在唱歌时使用屏幕，3个(3%)家庭使用“插播”功能。1%的人认为，在做测验或增加听音乐的乐趣时，屏幕很有用。

此外，4个(4%)家庭报告了“高级用途”，例如连接多个设备，为卧床不起的居民创建“呼叫铃”;“我们把它当作一个临时的呼叫按钮，与所有其他设备相连;当他按下按钮时，整个房子里都会响起一首歌，我们知道他需要支持。”1人(1%)使用该设备与其他智能技术集成。

使用相关的好处

在大多数家庭(83/ 107,78%)中，所有居民都可以使用该设备，10个(9%)报告使用75%-90%，14个(13%)的使用更有限。在日记和电话调查中，尽管没有被直接询问，但员工们还是讲述了使用扬声器的好处。这些益处被分为五个主题(多媒体附件2)．最常报告的好处是居民享受(36/ 107,34%)。例如，一个人报告说，“我们支持的人已经开始真正享受音乐，会跳舞，放松，或感受到扬声器回声点的振动，”另一个人说，“这给家里带来了巨大的欢乐和笑声。”现在有很多跳舞和唱歌的地方。”

11个(10%)家庭报告了放松和镇静;例如，“当客户患有躁动时，我们要求使用雷雨天气，结果令人惊讶的是，客户几乎在几分钟内就放松了，他睡得很安稳。”7个(7%)家庭报告说，该设备提供陪伴，其中一个家庭说“Alexa是居民的伴侣，从不睡觉，如果居民睡不着，想要一些陪伴，她总是在那里。”四家(4%)的家庭报告称，为居民获得一套新技能是一种福利。有人说:“我们的病人说话有困难，所以很难问问题，但这有助于她更清楚地交流。她看到员工们也在使用，就试图模仿。”较少报告的好处是节省时间(2/ 107,2%)，提高员工敬业度(3/ 107,3%)和易用性(2/ 107,2%)。

与不使用相关的障碍

在35家报告没有使用该设备的护理机构中，15家(43%)属于IT专家提出数据保护问题的护理机构(多媒体附件2)．其他报告的障碍包括缺乏时间和资源(7/ 35,20%)，互联网连接(4/ 35,11%)，以及对技术缺乏技能或信心(6/ 35,17%)。

使用障碍

大多数使用他们的设备的家庭(75/ 107,70%)报告设置和使用扬声器没有障碍。最常反映网络连接问题的家庭(14/ 107,13%)。9个(8%)家庭报告了设备限制，包括智能音箱无法理解某些居民的话，因为他们有语言障碍或没有使用“理想的”语言。视频通话的障碍包括家庭成员的不情愿以及移动设备的限制。

在2个(2%)家庭中，居民破坏了设备;然而，两家都重新购买了设备，并把它们放在了更安全的地方。4个(4%)家庭报告说，该设备引起了混乱，或者居民不喜欢它;然而，在大多数情况下，这是一个调整期的一部分。其中一人说:“我想，一开始他们对演讲者有点怀疑，但现在他们泰然处之，接受了他们可以问这些小问题!”

1个使用设备的家庭报告了数据保护问题。只有1个家庭报告说居民无法操作设备是一个问题。据1 home报道，员工缺乏技能或信心是一个问题。

提供和要求的支持

在2019年4月至2020年2月期间，有20个(19%)家庭联系了EPIC核心团队。9个(8%)家庭需要支持，包括安装、互联网连接、连接两台设备或使用Skype。4个(4%)家庭要求额外的设备，1个家庭想要更大屏幕的设备，1个家庭想把Fire平板电脑换成Spot, 5个家庭要求学生进一步支持以更有效地使用扬声器。

此外，24名大学生和8名中学生成为数字健康冠军，并借了一台设备。每个大学生被分配到至少2个护理院。在招募的疗养院中，有122家(81%)与数字健康冠军有联系，并通过电子邮件、电话或偶尔面对面提供支持。然而，只有11家养老院给学生提供了反馈，尽管他们多次尝试联系他们的养老院。

讨论

大规模实施和使用的“正常化”

我们的目标是让65%的养老院使用智能扬声器设备。事实证明，这很有挑战性，但却实现了，使居民受益，并创建了声控设备的“用户群”。尽管在随访中有25%(35/142)的人尚未使用该设备，但再分配和提示可能会使这些设备投入使用。总体而言，出现了“正常化”[34在康沃尔的养老院使用智能音箱。

用途和好处

与在牛津郡及汉普郡进行的试验项目类似[27，28]，我们收到了使用智能音箱的积极反馈。它们的使用情况与一般人群相似[24，25]、音乐和信息查询是最受欢迎的。虽然音乐是一种基本功能，但它的使用为回忆提供了机会;演讲者播放着舒缓的临终关怀音乐，让居民们平静下来。

智能音箱有助于减少孤独感，增强独立性27，28];我们的6个家庭表示，这些设备为居民提供了陪伴。需要进一步探索支持独立的功能，特别是对那些有身体或精神健康需要的人。举例来说，“提醒”功能已显示对住在自己家中需要支援的人士有利[27，29，37]，但在我们研究的150个家庭中，只有4个家庭报告自发使用该功能。

与Pradhan等人的发现相似[11]，我们的结果展示了意想不到的用途，包括2个家庭，居民与智能扬声器的互动提供了练习和提高表达语言技能的机会。

实施障碍

事实证明，在养老院实施新技术具有挑战性。扎米尔等[5]的研究发现，在养老院实施视频通话面临着员工流动和缺乏家庭承诺等障碍。在我们的研究中，只有6个家庭报告使用这些设备进行视频通话，这表明可以使用更便宜的无屏幕设备。然而，屏幕被直观地用作其他活动的一部分，包括朗读歌词和显示图片来支持信息搜索。COVID-19大流行如何影响疗养院内视频通话的使用，以克服“屏蔽”，仍有待观察。

研究指出，缺乏数字素养是需要家庭社会护理支持的个人使用智能音箱的障碍。27］．在我们的研究中，只有1个使用电子设备的家庭报告说缺乏信心或技能是障碍;然而，对于那些尚未使用它的人来说，员工缺乏技能是一个问题。家庭经历的一个问题是网络连接不足;然而，Wi-Fi或主电源的中断并没有造成不可接受的不便，似乎也没有影响继续使用。改变工作方法总是很困难的29]，以及开展活动，提高安老院员工的数码素养，可促进采用声控科技。

As Hoy [21]还发现，使用智能音箱的隐私和数据保护是少数家庭关注的问题，随访中有1个家庭使用该设备。因此，这种担忧似乎阻碍了采用，但并不限制安装后的使用。其他人则发现，在更具体的医疗保健用途中，患者隐私和数据保护存在问题[38]，然而，特伦特河畔斯托克市的一个试点项目得出的结论是，虽然与隐私和可访问性有关的问题不容忽视，但智能音箱可能会部分解决初级保健面临的一些问题[39］．我们的研究表明，在养老院的公共区域以娱乐为主要目的使用智能音箱几乎不会造成隐私问题。开展活动，提高数字素养，包括养老院工作人员的数据安全知识，有助于将声控技术应用于更多与健康和护理相关的用途。

在我们的研究中，只有1个家庭以“不喜欢科技”为由拒绝参与。然而，其他人可能会发现，文化变化阻碍了更广泛的采用。改变工作方法总是很困难的，正如威尔士的一个关于辅助生活中的智能扬声器的项目所发现的那样[29］．开展活动，提高护理院员工的数码素养，可促进采用声控技术。

消极的结果

没有一个家庭报告了与使用智能扬声器有关的问题，只有4个家庭报告了居民暂时的不喜欢或困惑。然而，对该设备的困惑通常不会影响乐趣。其他报告显示，痴呆症患者在听到机器人的声音和他们说话时表现出痛苦。40］．智能音箱如何被感知，以及对痴呆症患者的益处，需要更深入的探索。

新技术配套安装

虽然所有养老院都有数字健康冠军学生提供的帮助，但我们很少(20/150)请求支持。在某些情况下，“数字健康冠军”的学生特别活跃;但总的来说，由于学生们很难联系到养老院，项目的这一方面受到了限制，大多数帮助请求都是由核心研究团队接收的。这可能是由于最初为分发设备而进行的个人接触。

未来使用

随着智能音箱在养老院的使用变得常态化，人们可能会预计，智能音箱将更多地用于其他目的，如为工作人员提供医疗保健信息或建议。这将应用扩展到娱乐之外，需要进一步的研究来评估有效的工作流程[41］．医疗保健语音用户界面的设计也需要进一步研究，因为目前语音界面的设计培训相对有限[42］．

限制

收集到的反馈主要来自一个人，通常是经理，因此可能只代表单个涉众的观点。为了更深入地了解智能音箱的实际使用、障碍和促进因素，需要从更广泛的利益相关者(包括居民、家庭和数字健康冠军)那里进行进一步的研究。在收集反馈时，没有特别要求家庭分享设备使用的好处;因此，所经历的好处可能被低估了。我们曾希望养老院能够记录日记，并能够告诉我们有多少居民与智能扬声器进行了互动，但这种数据收集被证明是不切实际的。系统地探索益处，以及它们与特定智能音箱“技能”和服务用户子集之间的关系，对未来的研究很重要。在3-6个月以上的更长期内，需要进一步探索智能音箱效益的可持续性。

结论

这项研究表明，大多数养老院都准备安装和使用智能扬声器，以使工作人员和居民受益。作为一种价格合理、唾手可得的商业产品，智能音箱是一种高度可扩展的选择，可以促进技术支持的护理。未来的工作需要探索如何到达剩余的养老院，处理网络安全问题，从长远来看突出对居民有益的“技能”，并调查对工作人员工作量的影响。这可能会为当地中小企业支持的智能音箱软件开发带来机会。