據(jù)墨影科技介紹，“鵬程青耕”二代機器人是世界第一款全流程自動化鼻咽拭子采樣機器人，主體為移動協(xié)作機器人，相比于去年推出的固定底座的單臂機器人“鵬程青耕”一代機，它擁有了人形機器人的上半身（頭部和雙臂）、一個可自由全向移動的車體（AGV）和一塊集成掃碼、語音和視頻交互的平板電腦。車體內(nèi)置采樣管、拭子、無菌樣本儲備裝置、消殺滅菌裝置等耗材。

 

　　工作原理上，機器人利用先進的激光SLAM技術(shù)預(yù)先存儲環(huán)境地圖，并且通過在線的路徑規(guī)劃技術(shù)移動到任意用戶指定的采樣位置。采樣開始前，機器人雙臂協(xié)同操作采樣管的開閉蓋和掃碼、鼻咽拭子的抓取和標定。用戶到位后，通過平板交互界面掃描健康碼等身份信息，機器人自動將采樣管和身份信息綁定并上傳至公共衛(wèi)生檢驗平臺。然后，機器人利用3D視覺和六維力控制技術(shù)，安全、準確、快捷地對用戶進行鼻咽拭子核酸采樣，之后自動剪斷拭子并針對采樣管、夾爪、機體等關(guān)鍵部件進行消殺，隨后移動到下一個采樣點繼續(xù)采樣任務(wù)。

 

　　墨影科技還表示，“鵬程青耕”二代機在前代基礎(chǔ)上，開發(fā)了更準確和穩(wěn)定的3D視覺算法，優(yōu)化人臉識別的算法模型，實現(xiàn)了實時的人頭姿態(tài)估計和人臉特征的精確定位算法，機身采用了多個視角的深度傳感器，能夠獲取多角度圖像和彩色點云，并且開發(fā)了分別對圖像和點云的拭子、人體目標的特征提取、跟蹤和3D空間定位算法。機械臂運動過程中，機器人能夠模仿資深護士的采樣動作進行采樣。

 

 

　　在醫(yī)學(xué)倫理批文指導(dǎo)下，采樣機器人開展樣機測試，截止2022年6月14日，已完成634人次臨床前志愿者測試：一次性采樣成功率達85%，二次成功率超過92%；82%機器人采集受試者感受與人工采集感受相似或優(yōu)于人工采集；未有出現(xiàn)嚴重不良反應(yīng)，其他輕微或一般不良反應(yīng)與人工采樣相近；機器采樣感受綜合評分6.7分，人工采樣感受綜合評分5.8分，機器采樣感受總體優(yōu)于人工采樣（舒適計滿分9分，一般和差異不大的計6分，不適和比人工難受計4分，非常不適計2分）。機器人采樣舒適度明顯高于人工操作的鼻拭子采樣，機器人采集獲取的樣本量經(jīng)檢驗中心驗證與資深醫(yī)護人員人工采集效果相似（內(nèi)標基因Ct值統(tǒng)計學(xué)無顯著差異），達到高精度檢測標準。

 

　　在安全性方面，二代機配備了多處安全控制系統(tǒng)，使用了機器人虛擬框方案，以便于受試者在采集中出現(xiàn)不適時可以有效避讓；控制機器臂運行速度，確保在運行中受試者可以有足夠反應(yīng)時間應(yīng)對各種突發(fā)情況；采樣機械臂最前端還配備了高精度的六維力覺傳感器，確保在采到樣本的同時，機器人操作的拭子不會對鼻咽后壁造成損傷，634例測試人群中機器人采樣的事故率為0。

 

　　最后，與所有協(xié)作機器人安全方式相類似，“鵬程青耕”二代機體四面設(shè)置了應(yīng)急按鈕，受試者可以應(yīng)急拍停機械臂供電系統(tǒng)；同時，整個AGV使用下端防撞條設(shè)計，在移動中發(fā)生碰撞之前即可終止運行。

 

　　同時，據(jù)深圳市羅湖醫(yī)院集團孫喜琢院長介紹，鵬程青耕”二代機正在兼容合作團隊已有全自動口咽拭子的采集解決方案，實現(xiàn)鼻咽拭子和口咽拭子兼容的單機雙采模式，實現(xiàn)重點人群和低風(fēng)險人群不同場景的快速切換適用；給市民創(chuàng)造條件少排隊，讓核酸檢測更加高效便民。同時，“鵬程青耕”將繼續(xù)在呼吸道、支氣管、消化道和心血管的組織及器官的檢查檢驗、輔助診斷等領(lǐng)域拓展臨床應(yīng)用范圍。

 

　　AIRS相關(guān)成果“一種新型的、本質(zhì)安全的用于COVID-19口咽拭子采樣的剛?cè)狁詈蠙C械臂的設(shè)計與實現(xiàn)”"Design and Control of a Highly Redundant Rigid-flexible Coupling Robot to Assist the COVID-19 Oropharyngeal-Swab Sampling,"發(fā)表于RAL-2021，并獲IEEE Spectrum報道。