让智能机器人完成核酸采样
上海人工智能研究院是由上海交通大学、闵行区政府、临港集团和商汤科技共同投资发起的新型研发机构。执行院长宋海涛介绍，上海本轮疫情发生后，研究院迅速组建数字防疫工作专班，开展技术攻关。针对核酸采样，他们提出了“车动人不动”理念，以降低人群在采样时交叉感染的风险，也为车内采样的医务人员树立一道保护屏障。采完样后，核酸采样车直接把样本运往实验室，可以提高检测效率。
根据这个理念，上海人工智能研究院与企业联合开发出第一代核酸采样车。目前，这款新能源核酸采样车已有近80辆投入使用，在徐汇、闵行、虹口、浦东、长宁、黄浦等6个区部署，穿梭于大街小巷以及校园、园区等场所。
“随着核酸采样常态化，我们在组织工作专班研发第二代核酸采样车，希望全面提升它的智能化和数字化程度。”上海人工智能研究院副院长刘燕京告诉记者。研发核酸采样机器人，是这个项目的重点。
在市经信委的指导下，上海人工智能研究院智慧医疗中心首席科学家、上海交通大学机械与动力工程学院副研究员闫维新与节卡机器人技术团队合作，在很短时间内研制出双臂机器人及其配套设备。“我们用的机械臂是节卡MiniCobo协作机器人，电爪是从公司展厅的机器人身上拆下来的。其他设备大多是3D打印出来的，等完全复工后，我们再开模具、做机械加工。”闫维新指着核酸采样车内的机器人说。
“视觉+力控”确保准确安全
只见这台机器人的两个手臂做着“比心”姿势，配上一对大眼睛，显得憨态可掬。它的业务能力如何？记者亲身体验了一番。
首先，记者打开手机上的核酸码，在智能核酸采样车的一个窗口完成扫码。随后，记者来到另一个窗口，与机器人“采样员”面对面。“请张嘴。”根据语音提示，记者脱下口罩、张开嘴巴，机器人的右臂电爪抓起一根棉签，慢慢地伸向喉咙。触碰到咽后壁后，机械臂就开始左三圈、右三圈地采集分泌物，旋转动作很规范，没有带来不适感。
完成采样后，机器人右臂慢慢地缩回；与此同时，左臂电爪抓起一根试管，将它伸到安装在车内顶部的拧盖装置上，把试管盖子拧下来，随后保持管口朝上状态，向右下方移动。此时，机器人右手将棉签放入左手抓取的试管，再利用一个装置将棉签棒切断。随后，左臂又一次把试管伸到拧盖装置上，把盖子拧紧，再放入试管架。
这些流程结束后，机器人工作区域就会进行喷淋式消毒。车内还装有紫外线灯管，用于杀灭可能存在的病毒。
机器人为何能准确、安全地完成咽拭子采样？闫维新解释说，这款机器人装有视觉和力控传感器。凭借视觉传感器，它能识别人脸位置，以及嘴部张开动作是否符合采样要求。如果符合，机械臂就把棉签伸入，再用内窥视觉系统检测口腔内环境，识别出扁桃体，引导棉签采集扁桃体附近的分泌物。力控传感器则能实时反馈力控数据，将机械臂的力量控制在安全阈值内。
“视觉引导加力控反馈，是协作机器人的特点。当碰撞力矩达到设定的力矩上限，机器人会立即做出自适应调整，充分保障人机安全协作。”节卡机器人副总经理檀志理说，除了核酸采样这个新岗位，协作机器人已应用于智能制造、智慧餐厅、肢体康复等很多领域。
在开发无人驾驶核酸采样车
不久的将来，搭载采样机器人的智能核酸采样车有望投入应用。车内只有驾驶员一人，采样工作完全交给机器人，仅需30秒左右即可完成一次无人核酸采样。由于车内安装了正压设备，即使驾驶员没穿防护服，也不会有感染风险。车内还将配备核酸检测设备，实现“采检一体化”。
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透露，研究院还在开发第三代智能核酸采样车，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攻关，使无人核酸检测车未来可在医院、园区、社区、厂区等各种复杂场景下，实现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。
（文中照片和视频是研发人员演示采样过程。）
