應(yīng)對新冠疫情中，核酸檢測依然是新冠肺炎篩查、確診的金標(biāo)準(zhǔn)，高質(zhì)量的核酸樣本采集是檢查檢驗的重要保障。開發(fā)一種鼻咽拭子采樣機器人，可大大減少醫(yī)護人員的勞動強度，減少高危暴露風(fēng)險，將有限的醫(yī)療資源集中到急危重癥的救治中，降低死亡率。
近日，深圳市羅湖醫(yī)院集團攜手杭州湖西云百生科技有限公司，發(fā)揮各自優(yōu)勢，緊密合作，完成全球首臺全自動鼻咽拭子核酸采樣機器人原型機研發(fā)。該款機器人命名為"鵬程青耕"，靈感源自《山海經(jīng)》，"青耕"被認為是上古神獸，有"青耕御疫"的傳說和夢想，希望"青耕一出，助天下無疫"。
無需人工干預(yù)，實現(xiàn)全程全自動核酸采樣
新冠疫情防控至今，深圳市羅湖醫(yī)院集團已完成 273 萬個新冠樣本的采集檢測，數(shù)千人積極參與疫情防控，正是這些積極投身于一線防控的醫(yī)護人員的切身感受，才有了探索一款全自動鼻咽拭子采樣機器人的想法和沖動。
深圳羅湖醫(yī)院集團與杭州湖西云百生科技有限公司研發(fā)人員經(jīng)過一年多的研發(fā)攻關(guān)，一款全自動鼻咽拭子采樣機器人原型機已經(jīng)誕生。據(jù)了解，這是世界第一臺軟組織上實現(xiàn)力控、 自動導(dǎo)航和自動標(biāo)定的人工智能采樣機器人。
"青耕"以人工智能技術(shù)為核心，在運動規(guī)劃系統(tǒng)控制下機械臂自動獲取鼻咽拭子，在機器視覺輔助下追蹤并精準(zhǔn)定位到被采集人面部和鼻孔，精確力控下輕柔完成鼻咽拭子的采集；實現(xiàn)了抓取、標(biāo)定、采集和消殺全自動工作流程，實現(xiàn)全程無需人工干預(yù)核酸采樣整體解決方案；可實現(xiàn)規(guī)范樣本采集，降低采樣成本，減少醫(yī)護人員高風(fēng)險暴露，節(jié)約醫(yī)療資源。
未來，基于該平臺的人工智能視覺識別和精準(zhǔn)力控等技術(shù)可望在呼吸道、支氣管、消化道和心血管等組織器官的檢查檢驗、輔助診斷發(fā)揮廣闊的應(yīng)用場景和實際價值。
AI 視覺分析，可實現(xiàn)精準(zhǔn)定位采樣
據(jù)研發(fā)人員介紹，"青耕"采樣機器人最為核心的技術(shù)就是高靈敏度力控機器臂和力控伺服系統(tǒng)，最小力控可達 0.2N。在研發(fā)人員自身嘗試中，切實感受到這個力度和人工采集的力度相當(dāng)。另外機器人的應(yīng)急暫停按鈕也可用于突發(fā)情況，保護被采集人的安全。
"青耕"使用的ＡＩ視覺分析技術(shù)，對人臉 500 多個特征點進行自動判斷識別，運動追蹤可以捕捉被采集人員的輕微移動軌跡；在近距離時，使用有限元仿真技術(shù)和高性能概率模型可消除噪聲和背景，定位鼻孔并調(diào)整鼻咽拭子采集角度；激光雷達對色彩與紋理不敏感，對不同的體格、年齡和膚色人群均可識別。精準(zhǔn)力控力反饋技術(shù)則保證采樣拭子在碰到咽后壁之后停止前進并及時采集足夠樣本。口腔的腔道大，則更方便于激光雷達的定位和 AI 定位識別。
此外，每個被采集人全流程中使用一次性的采樣拭子和樣本保存管，機器手臂持鼻咽拭子采集樣本，不接觸被采集人。同時，系統(tǒng)集合紅外自動感應(yīng)消殺設(shè)備，在每一個樣本采集后對采樣臂完成完全消殺，避免交叉感染。
據(jù)悉，基于該平臺人工智能視覺識別和精準(zhǔn)力控等關(guān)鍵技術(shù)，未來還將持續(xù)開發(fā) , 在呼吸道、支氣管、消化道和心血管等組織及器官的檢查檢驗、輔助診斷等領(lǐng)域的臨床應(yīng)用上拓展應(yīng)用范圍。
記者 周倩
