讓智能機(jī)器人完成核酸采樣

 

　　上海人工智能研究院是由上海交通大學(xué)、閔行區(qū)政府、臨港集團(tuán)和商湯科技共同投資發(fā)起的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)。執(zhí)行院長宋海濤介紹，上海本輪疫情發(fā)生后，研究院迅速組建數(shù)字防疫工作專班，開展技術(shù)攻關(guān)。針對核酸采樣，他們提出了“車動人不動”理念，以降低人群在采樣時交叉感染的風(fēng)險，也為車內(nèi)采樣的醫(yī)務(wù)人員樹立一道保護(hù)屏障。采完樣后，核酸采樣車直接把樣本運(yùn)往實驗室，可以提高檢測效率。

 

　　根據(jù)這個理念，上海人工智能研究院與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)出第一代核酸采樣車。目前，這款新能源核酸采樣車已有近80輛投入使用，在徐匯、閔行、虹口、浦東、長寧、黃浦等6個區(qū)部署，穿梭于大街小巷以及校園、園區(qū)等場所。

 

　　“隨著核酸采樣常態(tài)化，我們在組織工作專班研發(fā)第二代核酸采樣車，希望全面提升它的智能化和數(shù)字化程度。”上海人工智能研究院副院長劉燕京告訴記者。研發(fā)核酸采樣機(jī)器人，是這個項目的重點(diǎn)。

　　在市經(jīng)信委的指導(dǎo)下，上海人工智能研究院智慧醫(yī)療中心首席科學(xué)家、上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院副研究員閆維新與節(jié)卡機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊合作，在很短時間內(nèi)研制出雙臂機(jī)器人及其配套設(shè)備。“我們用的機(jī)械臂是節(jié)卡MiniCobo協(xié)作機(jī)器人，電爪是從公司展廳的機(jī)器人身上拆下來的。其他設(shè)備大多是3D打印出來的，等完全復(fù)工后，我們再開模具、做機(jī)械加工。”閆維新指著核酸采樣車內(nèi)的機(jī)器人說。

 

　　“視覺+力控”確保準(zhǔn)確安全

 

　　只見這臺機(jī)器人的兩個手臂做著“比心”姿勢，配上一對大眼睛，顯得憨態(tài)可掬。它的業(yè)務(wù)能力如何？記者親身體驗了一番。

 

　　首先，記者打開手機(jī)上的核酸碼，在智能核酸采樣車的一個窗口完成掃碼。隨后，記者來到另一個窗口，與機(jī)器人“采樣員”面對面。“請張嘴。”根據(jù)語音提示，記者脫下口罩、張開嘴巴，機(jī)器人的右臂電爪抓起一根棉簽，慢慢地伸向喉嚨。觸碰到咽后壁后，機(jī)械臂就開始左三圈、右三圈地采集分泌物，旋轉(zhuǎn)動作很規(guī)范，沒有帶來不適感。

　　完成采樣后，機(jī)器人右臂慢慢地縮回；與此同時，左臂電爪抓起一根試管，將它伸到安裝在車內(nèi)頂部的擰蓋裝置上，把試管蓋子擰下來，隨后保持管口朝上狀態(tài)，向右下方移動。此時，機(jī)器人右手將棉簽放入左手抓取的試管，再利用一個裝置將棉簽棒切斷。隨后，左臂又一次把試管伸到擰蓋裝置上，把蓋子擰緊，再放入試管架。

 

　　這些流程結(jié)束后，機(jī)器人工作區(qū)域就會進(jìn)行噴淋式消毒。車內(nèi)還裝有紫外線燈管，用于殺滅可能存在的病毒。

 

　　機(jī)器人為何能準(zhǔn)確、安全地完成咽拭子采樣？閆維新解釋說，這款機(jī)器人裝有視覺和力控傳感器。憑借視覺傳感器，它能識別人臉位置，以及嘴部張開動作是否符合采樣要求。如果符合，機(jī)械臂就把棉簽伸入，再用內(nèi)窺視覺系統(tǒng)檢測口腔內(nèi)環(huán)境，識別出扁桃體，引導(dǎo)棉簽采集扁桃體附近的分泌物。力控傳感器則能實時反饋力控數(shù)據(jù)，將機(jī)械臂的力量控制在安全閾值內(nèi)。

　　“視覺引導(dǎo)加力控反饋，是協(xié)作機(jī)器人的特點(diǎn)。當(dāng)碰撞力矩達(dá)到設(shè)定的力矩上限，機(jī)器人會立即做出自適應(yīng)調(diào)整，充分保障人機(jī)安全協(xié)作。”節(jié)卡機(jī)器人副總經(jīng)理檀志理說，除了核酸采樣這個新崗位，協(xié)作機(jī)器人已應(yīng)用于智能制造、智慧餐廳、肢體康復(fù)等很多領(lǐng)域。

 

　　在開發(fā)無人駕駛核酸采樣車

 

　　不久的將來，搭載采樣機(jī)器人的智能核酸采樣車有望投入應(yīng)用。車內(nèi)只有駕駛員一人，采樣工作完全交給機(jī)器人，僅需30秒左右即可完成一次無人核酸采樣。由于車內(nèi)安裝了正壓設(shè)備，即使駕駛員沒穿防護(hù)服，也不會有感染風(fēng)險。車內(nèi)還將配備核酸檢測設(shè)備，實現(xiàn)“采檢一體化”。

 

　　上海人工智能研究院智能網(wǎng)聯(lián)中心首席科學(xué)家、上海交通大學(xué)教授張希透露，研究院還在開發(fā)第三代智能核酸采樣車，通過“采樣+檢測”全流程閉環(huán)無人化操作、無人駕駛交通參與者行為預(yù)測、大功率諧振式無線充電等核心技術(shù)攻關(guān)，使無人核酸檢測車未來可在醫(yī)院、園區(qū)、社區(qū)、廠區(qū)等各種復(fù)雜場景下，實現(xiàn)無人駕駛和無人化取電功能，同時匹配車載動力電池安全預(yù)警、快速檢測智能設(shè)備等，推動核酸采樣車向高效率、高安全和無人化方向演進(jìn)。

 

　　（文中照片和視頻是研發(fā)人員演示采樣過程。）