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核酸采样机器人在上海“上岗” 机械臂采样会替代人工吗?

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发表于 2022-5-22 19:52:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

人工核酸采样被机器人替代,你是否想象过未来会出现这样的场景?走到核酸采样车前,扫码,来到采样窗口,张嘴,镜头识别口腔位置,机械臂带动采样棉签塞入口中,左三圈右三圈,转动采样。其后机械臂对准试管塞入,另一支机械臂伸过来剪断采样棉签,棉签进入试管。试管伸到车顶部,上下两个端口交接,拧上试管,再放到底部试管架。大约30秒的时间里,一次无人操作核酸采样完成。

核酸采样机器人近日在上海人工智能研究院诞生。上海人工智能研究院执行院长宋海涛表示,自本轮疫情发生以来,研究院及时跟进防疫工作的实际需求,迅速组建数字防疫工作专班开展技术攻关,充分发挥自身平台优势,希望通过科技的力量构建抗疫“智慧屏障”。它不仅“解放”了采样人员,配备自动消杀和正压隔离功能,还能实现身份校验、快速登记、数据实时上传、后台快速数据处理等。

未来核酸采样的工作会被机器替代么?机器人采样如何确保安全和精准?从产品测试到正式上岗、推广应用,还要克服哪些难点?

智能无人核酸采样车上线,核酸检测要被机器替代了么?

此前上海人工智能研究院研发下线的1.0版新能源核酸采样车,已有近80辆在徐汇、闵行、浦东新区等区域部署。医护人员在车内,双手穿过车窗上的两个洞口就可以完成核酸采样。第二代配置自动无人核酸采样系统的车型近日也已研发完成。上海人工智能研究院智慧医疗中心首席科学家、上海交通大学副研究员闫维新说,“与人工采样相比,机械臂采样具备几点优势,不知疲倦、动作规范、减少人工操作失误带来的不适感。疫情之下,研发无人的、非接触性的、机器采样工作,来替代重复性的人力工作是很有必要的。”

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央广网发 上海人工智能研究院供图


利用“视觉+力控”感知技术保证采样准确性

机器人核酸采样需要突破的第一个技术难点是视觉识别。闫维新介绍,采样车内外都安装有照明灯,可为夜间核酸采样提供便利。

如何保证核酸采样的过程中,机器操作的准确性?闫维新介绍,其一,运用了机器视觉的原理。在张开嘴时,机器能通过深度感知到人喉咙、整个口腔以及后面小舌头的位置,小舌头附近咽峡两侧、扁桃体隐窝以及咽后壁的位置是最佳的位置,这一步通过机器视觉来做;在此基础上,团队还做了力位混合控制,以此真正接触到采样点。设计力的阈值,保证力度可以完成有效的采样;采样完之后,双臂协调控制,把采样棒和试剂管进行匹配,看似简单的操作混合了三项技术操作。

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央广网发 上海人工智能研究院供图


智能无人核酸采样车,不只是让核酸检测机械臂长腿

机器人采样为何要与核酸采样车搭载在一起?上海人工智能研究院智能网联中心首席科学家、上海交通大学教授张希表示,“车动人不动”的模式,可以最大程度避免居民间的交叉感染,而实现“采样无人化”也将为医护人员树立一道保护屏障,“机械臂虽然可以进行无人化操作,但如果固定在一个位置,又要去建立一些固定测试点。近300公里的续航,让移动式的采样车可以最大限度发挥效能。”

张希说,通过采样+检测全流程闭环无人化操作、无人驾驶交通参与者行为预测、大功率谐振式无线充电等核心技术的攻关,使无人核酸检测车后续可实现适应医院、园区、社区、厂区等各种复杂场景无人驾驶和无人化取电功能。同时匹配车载动力电池安全预警快速检测智能设备等,推动核酸采样车向高效率、高安全和无人化方向演进。

搭建数字防疫体系,实时抓取分析数据

“疫情是在实时变化的,作为上海人工智能研究院,我们希望搭建一个数字防疫的体系,通过建设一个三级(镇、区、市)的疫情综合监控指挥平台,精准地把数据和我们的流动终端数据统一起来,为政府的决策提供更为精准的数据支撑。”上海人工智能研究院副院长刘燕京介绍,研究院希望把这款车型打造成一部“综合作战车”,既能完成安全、便捷的核酸采样工作,也能利用车载核酸采样智能终端,配合人证合一、人脸识别、5G通信传输等手段,构筑智能终端快速登记、数据自动实时上传、后台快速数据处理的闭环,进一步提高采样效率。

事实上,在疫情中研发科研产品,团队面临着意想不到的困难。如受物流影响,原本可以采购、运输的加工标准件几乎为零,这种情况下只能通过现有的东西,比如从不同机器上拆零件,或者现场画好零部件后,用3D打印机打印制作。

刘燕京介绍,“全流程的测试和演示都走了一遍,因为现在加工件和标准件都没有,所以其他的设备大多是这两周通宵完成设计后3D打印出来的。等完全复工后,我们再开模具、做机械加工。”刘燕京说,团队希望通过科技力量构建抗疫“智慧屏障”,为15分钟核酸“采样圈”创造更好条件,成为目前核酸采样方式的有益补充。

来源:央广网
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