人口老龄化的日益加剧对国家养老体系和服务提出了较大的挑战,而我国大多数老年人选择的仍是传统居家养老模式。本文提出一种基于人工智能和分层计算的虚拟养老院研究,运用人工智能领域的多种技术,采集居家老人的信息,获取老人的服务请求。在老人出现意外事故时,通知亲属,或者直接采取救护措施。虚拟养老院作为国家养老机制的新兴发展分支,是国家发展迈向新高度的关键一步。人工智能技术的加入,使系统相比于传统养老院系统来说,虚拟养老院系统使用了分层计算理论和人工智能新技术。本文主要工作包括:1.一种基于分层计算理论的系统分析法,将虚拟养老院这样一个复杂的系统,利用分层计算理论进行分层划分,粒度空间的引入,可以划分不同层次,对系统的不同部分分层处理,系统软硬件的分别设计,系统各功能模块的细化,以不同粒度进行分割,再进行组合,设计出一个功能完善的虚拟养老院系统。2.基于OpenPose模型框架的人体姿态估计优化研究。为解决针对虚拟养老院的技术问题,在原有的OpenPose网络模型下,对网络进行轻量化的处理,使用轻量级网络Mobile Net V3取代VGG网络,减少网络参数量,以减少网络运算量,提高网络运算速度。为保证感受野状态,加入空洞卷卷积,采用小卷积核的卷积块代替部分大卷积核,提高准确性。经过测试训练,该模型在原模型的基础上,在保证速度的前提下,准确率提高了6.9%,相比于Light＿OpenPose提升了2.9%。单人估计较多人姿态估计更准确,考虑到本文针对的对象为独居或亲人暂时不在身旁的老人,单人姿态估计更多地应用,多人场景下的误差并不影响课题的研究。此外系统通过加入Kinect体感器代替普通摄像头,精确性进一步提高,对真实场景的模拟更加贴近。基于分层计算和人工智能的系统设计,通过模拟实验,测试了系统的请求回复和摔倒检测的功能,证明了本文方法的可研究性和未来的发展空间。