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全球首臺(tái)全自動(dòng)鼻咽拭子核酸采樣機(jī)器人原型機(jī)“鵬程青耕”

采樣機(jī)器人發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)

左手是新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，右手是新場(chǎng)景的探索，兩者將為機(jī)器人普及插上騰飛的翅膀！近日，全球首臺(tái)全自動(dòng)鼻咽拭子核酸采樣機(jī)器人原型機(jī)“鵬程青耕”研發(fā)成功。

這是由深圳市羅湖醫(yī)院集團(tuán)攜手杭州湖西云百生科技有限公司，發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，緊密合作，共同完成的。該款機(jī)器人命名為“鵬程青耕”，靈感源自《山海經(jīng)》，“青耕”被認(rèn)為是上古神獸，有“青耕御疫”的傳說(shuō)和夢(mèng)想，希望“青耕一出，助天下無(wú)疫”。

新冠疫情繼續(xù)肆虐，來(lái)自印度的多重變異毒株已經(jīng)蔓延到全球四十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，多國(guó)面臨考驗(yàn)。應(yīng)對(duì)新冠疫情中，核酸檢測(cè)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(yàn)的重要保障。鼻咽拭子采樣機(jī)器人的誕生，可大大減少醫(yī)護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少高危暴露風(fēng)險(xiǎn)，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。

全程無(wú)需人工干預(yù)

記者從羅湖醫(yī)院集團(tuán)了解到，新冠疫情防控至今，該集團(tuán)已完成273萬(wàn)個(gè)新冠樣本的采集檢測(cè)，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(hù)人員的切身感受，才有了探索一款全自動(dòng)鼻咽拭子采樣機(jī)器人的想法和沖動(dòng)。

深圳羅湖醫(yī)院集團(tuán)與杭州湖西云百生科技有限公司研發(fā)人員經(jīng)過(guò)一年多的研發(fā)攻關(guān)，一款全自動(dòng)鼻咽拭子采樣機(jī)器人原型機(jī)已經(jīng)誕生。據(jù)了解，這是世界第一臺(tái)軟組織上實(shí)現(xiàn)力控、自動(dòng)導(dǎo)航和自動(dòng)標(biāo)定的人工智能采樣機(jī)器人。

“青耕”以人工智能技術(shù)為核心，在運(yùn)動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)控制下機(jī)械臂自動(dòng)獲取鼻咽拭子，在機(jī)器視覺(jué)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(shí)現(xiàn)了抓取、標(biāo)定、采集和消殺全自動(dòng)工作流程，實(shí)現(xiàn)全程無(wú)需人工干預(yù)核酸采樣整體解決方案；可實(shí)現(xiàn)規(guī)范樣本采集，降低采樣成本，減少醫(yī)護(hù)人員高風(fēng)險(xiǎn)暴露，節(jié)約醫(yī)療資源。

未來(lái)，基于該平臺(tái)的人工智能視覺(jué)識(shí)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(yàn)、輔助診斷發(fā)揮廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景和實(shí)際價(jià)值。

能準(zhǔn)確定位人的口鼻精準(zhǔn)操作

也許有的讀者會(huì)有疑問(wèn)，人的鼻腔、口腔這么柔軟，冷冰冰的機(jī)器人代替了溫柔的護(hù)士姐姐，會(huì)不會(huì)把被采集者弄傷??？

據(jù)研發(fā)人員介紹，“青耕”使用的AI視覺(jué)分析技術(shù)，對(duì)人臉500多個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)判斷識(shí)別，運(yùn)動(dòng)追蹤可以捕捉被采集人員的輕微移動(dòng)軌跡；在近距離時(shí)，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(dá)對(duì)色彩與紋理不敏感，對(duì)不同的體格、年齡和膚色人群均可識(shí)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(jìn)并及時(shí)采集足夠樣本?？谇坏那坏来螅瑒t更方便于激光雷達(dá)的定位和AI定位識(shí)別。

實(shí)際運(yùn)用中，大家最關(guān)注的就是醫(yī)療機(jī)器人的安全性，那么“青耕”在采樣過(guò)程中能保證被采集者的安全嗎？據(jù)研發(fā)人員介紹，“青耕”采樣機(jī)器人最為核心的技術(shù)就是高靈敏度力控機(jī)器臂和力控伺服系統(tǒng)，最小力控可達(dá)0.2N。在研發(fā)人員自身嘗試中，切實(shí)感受到這個(gè)力度和人工采集的力度相當(dāng)。另外機(jī)器人的應(yīng)急暫停按鈕也可用于突發(fā)情況，保護(hù)被采集人的安全。

為了“青耕”采樣時(shí)能做好消殺防護(hù)并保證被采集者不被交叉感染，每個(gè)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(jī)器手臂持鼻咽拭子采集樣本，不接觸被采集人。同時(shí)，系統(tǒng)集合紅外自動(dòng)感應(yīng)消殺設(shè)備，在每一個(gè)樣本采集后對(duì)采樣臂完成完全消殺，避免交叉感染。

記者了解到，基于該平臺(tái)人工智能視覺(jué)識(shí)別和精準(zhǔn)力控等關(guān)鍵技術(shù)，未來(lái)還將持續(xù)開(kāi)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(yàn)、輔助診斷等領(lǐng)域的臨床應(yīng)用上拓展應(yīng)用范圍。（記者/王納、軒慧 圖片/王納、軒慧 通訊員/羅醫(yī)宣）