第二代“鹏程青庚”——全球首款全流程自动化鼻咽拭子采样机器人于6月在深圳罗湖医院集团黄码区亮相。 这款高性能移动协作机器人产品由深圳罗湖医院集团(罗一)、深圳市莫英科技有限公司、深圳人工智能与机器人研究院(AIRS)牵头,共同开发。 研发团队由罗毅孙希卓博士领衔,秦锦舟博士为医学演示首席执行官,杨一鸣博士负责机器人与核心硬件的自动化集成,艾尔斯的张天伟博士负责核心算法。
据墨影科技介绍,第二代“鹏城清庚”机器人是全球首款全流程自动化鼻咽拭子采样机器人,主体为移动协作机器人,与去年推出的固定底座的单臂机器人“鹏城清庚”相比,它拥有人形机器人的上半身(头部和手臂)、可以自由全向移动的车身(a**)和集成扫码的平板电脑, 语音和**交互。车身内置采样管、拭子、无菌样本储备装置、消毒灭菌装置等耗材。
在工作原理上,机器人采用先进的激光SLAM技术,提前存储环境图,通过最先进的路径规划技术移动到用户指定的任意采样位置。 采样开始前,机械臂协同工作,操作采样管的开闭、扫码、鼻咽拭子的抓取和校准。 用户到位后,通过平板交互界面扫描健康码等身份信息,机器人自动绑定采样管和身份信息,上传至公共卫生检测平台。 然后,机器人利用3D视觉和六维力控技术,安全、准确、快速地对用户身上的鼻咽拭子核酸进行采样,然后自动切割拭子并对采样管、夹持器、身体等关键部件进行消毒,然后移动到下一个采样点继续采样任务。
墨影科技还表示,“鹏城青庚”第二代机器在上一代的基础上,研发出了更加准确稳定的3D视觉算法,优化了人脸识别的算法模型,实现了人脸特征的实时头部姿态估计和精准定位算法。 在机械臂运动过程中,机器人可以模仿前辈**的采样动作进行采样。
截至2022年6月14日,已完成634项临床前志愿者检测:一次性采样成功率85%,二次采样成功率92%以上; 机器人收集的受试者中有82%与人类收集的受试者相似或更好。 无严重不良反应,其他轻微或一般不良反应与人工取样相似; 机器采样体验综合得分为6分7分,人工抽样体验综合得分5分8分,机器采样体验一般优于人工采样(舒适度9分,一般和小差异6分,不适感和不适感比人工4分,非常不舒服2分)。 机器人采样舒适度明显高于人工操作鼻拭子采样,经检测中心验证,机器人采集的样本量与高级医护人员人工采集的样本量相似(内标基因CT值差异无统计学意义), 达到高精度检测标准。
在安全性方面,二代机搭载了多个安全控制系统,并采用机器人虚拟框架方案,方便受试者有效避免当下收藏的不适感; 控制机械臂的运行速度,确保受试者有足够的反应时间应对操作过程中的各种突发事件; 采样机械臂前端还配备了高精度六维力传感器,确保机器人操作的拭子在采集样本时不会对鼻咽后壁造成损伤,634个测试人群机器人采样的事故率为0。
最后,与所有协作机器人的安全方法类似,“鹏城清庚”二代机身四面都配备了紧急按钮,受试者可以在紧急情况下停止机械臂的供电系统; 同时,整个 A** 设计有下端保险杠,可以在移动时发生碰撞之前终止操作。
同时,据深圳罗湖医院集团总裁孙希卓介绍,鹏城庆庚二代机兼容合作团队现有口咽拭子全自动采集方案,实现鼻咽拭子、口咽拭子兼容的单机双采集模式,实现重点人群和低风险人群不同场景的快速切换应用; 为市民少排队创造条件,让核酸检测更加高效便捷。 同时,“鹏城青庚”将继续扩大在呼吸道、支气管、消化道、心血管等组织器官检查检查和检查、辅助诊断等领域的临床应用范围。
AIRS相关成果“用于COVID-19口咽拭子采样的新型本质安全刚柔结合耦合机械手的设计与实现”。"design and control of a highly redundant rigid-flexible coupling robot to assist the covid-19 oropharyngeal-swab sampling,"发表于 RAL-2021 并由 IEEE Spectrum 报告。