谁在购买采样机器人
目前来看,不少机器人“大白”已得到地方政府和防疫部门的热捧。
2021年1月,第二代“灵采”在沈阳全员核酸检测中已经亮相。相比第一代“灵采”,迭代后的产品采用封闭箱体结构,由医务人员操作机械臂,并通过屏幕与被测人沟通。据贵州日报报道,2022年6月中旬,贵州省首台“灵采”已在毕节市第三人民医院投入使用。最新版本的产品已“全程无需人工干预”。
与大部分尚处在调试阶段的新一代采样机器人相比,北京博奥晶典生物技术有限公司(下称“博奥晶典”)的“轻骑兵”新冠病毒核酸检测移动实验室是较早实现商业化应用,且携带了核酸采样机械臂的成熟产品。
该产品的外形是一台轻型客车,有部分车型搭载了由清华大学机械工程学院研发的机械臂。车内医护人员控制机械臂瞄准采样区域后点击按键,机械臂按照事先规定的动作从车侧窗口进行采样。
一位博奥晶典工作人员向南方周末记者介绍,机械臂以及负压设计的车体的价值在于保护采样者。当采样人员面对比新冠更凶险的病毒时,能多一层防护。该工作人员同时强调,与机械臂相比,“轻骑兵”的亮点主要在于快速检测。通过车上搭载的全集成芯片实验室系统,可在45分钟内完成从采样、检测到报告阳性的全部过程。整套实验室系统被集成在了轻型货车上,兼顾了轻便与机动性。目前,“轻骑兵”已在西南山区和边防地区得到了应用。
此前清科嘉研究院亦在媒体报道中表示,自产品研发伊始,“就陆续接到政府机关、疾控中心、高校等询价购买、代理电话”。
中科新松智能制造事业部总监潘春告诉南方周末记者,一个大一点的采样点需要4名医护,如果两班倒的话,一天下来的人力成本是不小的数字,“这部分开支能由机器人进行替代”。目前,“多可”采样亭已经在上海浦东、徐汇、静安等地进行定点测试。
对于产品定价,中科新松表示还未正式确定,“还没走到报价这一步。我们的初衷是服务社会,减轻医护人员负担”。
林缘表示,其参与研发的采样机器人对核心部件量身定做,尽管复杂程度较高,需不断调试,但能将报价控制在100万元以内。“一些采样机器人的价格之所以比较高,是因为采用了现成方案,比如把工业流水线上的机器人拿过来用。其实采样工作没有那么复杂,有些杀鸡用牛刀了。”
如何实现全自动采样
由机器人代替人类医生完成手术,是科幻小说中才有的场景,也是医疗机器人行业的至高追求。某种意义上,新近涌现的全自动核酸采样机器人“无意中”完成了这步飞跃。
要完全实现“机器换人”目标,一台自动工作的采样机器人首先需要“眼睛”。
一家上海机器人公司的研究人员对南方周末表示,在设计核酸采样机器人的视觉识别系统时,公司曾发动员工进行咽部的照片采样工作,共得到五千多张样本。该研究人员表示,不同的人员和拍摄角度,照片展示出来的咽后壁情况各异,“有的人扁桃体上火肿大,有的人压根没有扁桃体”。研发团队在每张照片上标注出扁桃体和咽后壁的位置,让机器进行学习,直到能够准确识别采样区域。
解决了视觉系统,另一项技术是与安全息息相关的力控系统。
为了保证机械臂在采样过程中的安全性,研发团队通过调研首先设置了机械臂的安全工作范围——成年人在12厘米左右,小孩则短一些。此外,在采样过程中,全程采用力控技术,实时感知采样力度,在多次验证后,将采样力度控制在0.2牛至0.3牛之间,这对动作精度控制能达到0.02mm的机械臂而言并非难事。如此一来,既保证采样的准确性,也保证了被采样人员的舒适性,实现轻柔采样。
林缘表示,核酸采样的标准文件——《新冠病毒核酸采样培训方案》与《医疗机构新型冠状病毒核酸检测工作手册(试行第二版)》只规定了采样的大致区域与手法,没有提及作用力大小。设定机械臂力度之时,他们参考了第一代“灵采”机器人的临床研究成果。
南方周末记者注意到,上述临床研究成果发表于2020年8月的《欧洲呼吸杂志》上。研究者以四种不同力度操纵机器人对受试者采样,结果发现作用力为20至40g之间时效果最好,同时受试者报告咽喉痛等副作用的情况相对较少,因此推荐以40g的力度进行采样。