“鵬程青耕”二代——第一款全流程自動化鼻咽拭子採樣機器人6月在深圳市羅湖醫院集團黃碼區亮相。該款移動協作機器人產品由深圳市羅湖醫院集團(羅醫)牽頭，深圳墨影科技有限公司(墨影)，深圳市人工智能與機器人研究院(AIRS)合作研發。研發團隊由羅醫孫喜琢博士任總負責人，覃金洲博士為醫療示範總執行，墨影楊一鳴博士負責機器人及核心硬件自動化集成，AIRS張添威博士負責核心算法。
據墨影科技介紹，“鵬程青耕”二代機器人是第一款全流程自動化鼻咽拭子採樣機器人，主體為移動協作機器人，相比於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。車體內置採樣管、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技術預先存儲環境地圖，並且通過在線的路徑規劃技術移動到任意用戶指定的採樣位置。採樣開始前，機器人雙臂協同操作採樣管的開閉蓋和掃碼、鼻咽拭子的抓取和標定。用戶到位後，通過平板交互界面掃描健康碼等身份信息，機器人自動將採樣管和身份信息綁定並上傳至公共衛生檢驗平臺。然後，機器人利用3D視覺和六維力控制技術，、準確、快捷地對用戶進行鼻咽拭子核酸採樣，之後自動剪斷拭子並針對採樣管、夾爪、機體等關鍵部件進行消殺，隨後移動到下一個採樣點繼續採樣任務。
墨影科技還表示，“鵬程青耕”二代機在前代基礎上，開發了更準確和穩定的3D視覺算法，優化人臉識別的算法模型，實現了實時的人頭姿態估計和人臉特徵的定位算法，機身採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雲，並且開發了分別對圖像和點雲的拭子、人體目標的特徵提取、跟蹤和3D空間定位算法。機械臂運動過程中，機器人能夠模倣護士的採樣動作進行採樣。
在醫學倫理批文指導下，採樣機器人開展樣機測試，截止2022年6月14日，已完成634人次臨床前志願者測試：一次性採樣成功率達85%，二次成功率超過92%;82%機器人採集受試者感受與人工採集感受相似或優於人工採集;未有出現嚴重不良反應，其他輕微或一般不良反應與人工採樣相近;機器採樣感受綜合評分6.7分，人工採樣感受綜合評分5.8分，機器採樣感受總體優於人工採樣(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)。機器人採樣舒適度明顯高於人工操作的鼻拭子採樣，機器人採集獲取的樣本量經檢驗中心驗證與醫護人員人工採集效果相似(內標基因Ct值統計學無顯著差異)，達到檢測標準。
在性方面，二代機配備了多處控制係統，使用了機器人虛擬框方案，以便於受試者在採集中出現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時間應對各種突發情況;採樣機械臂前端還配備了的六維力覺傳感器，確保在採到樣本的同時，機器人操作的拭子不會對鼻咽後壁造成損傷，634例測試人群中機器人採樣的事故率為0.
後，與所有協作機器人方式相類似，“鵬程青耕”二代機體四面設置了應急按鈕，受試者可以應急拍停機械臂供電係統;同時，整個AGV使用下端防撞條設計，在移動中發生碰撞之前即可終止運行。
同時，據深圳市羅湖醫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採集解決方案，實現鼻咽拭子和口咽拭子兼容的單機雙採模式，實現重點人群和低風險人群不同場景的快速切換適用;給市民創造條件少排隊，讓核酸檢測更加便民。同時，“鵬程青耕”將繼續在呼吸道、支氣管、消化道和心血管的組織及器官的檢查檢驗、輔助診斷等領域拓展臨床應用範圍。
AIRS相關成果“一種新型的、本質的用於COVID-19口咽拭子採樣的剛柔耦合機械臂的設計與實現”"Design and Control of a Highly Redundant Rigid-flexible Coupling Robot to Assist the COVID-19 Oropharyngeal-Swab Sampling,"發表於RAL-2021.並獲IEEE Spectrum報道。
豫公網安備41010502000017號 
