应对新冠疫情中，核酸检测依然是新冠肺炎筛查、确诊的金标准，高质量的核酸样本采集是检查检验的重要保障。开发一种鼻咽拭子采样机器人，可大大减少医护人员的劳动强度，减少高危暴露风险，将有限的医疗资源集中到急危重症的救治中，降低死亡率。
近日，深圳市罗湖医院集团携手杭州湖西云百生科技有限公司，发挥各自优势，紧密合作，完成全球首台全自动鼻咽拭子核酸采样机器人原型机研发。该款机器人命名为"鹏程青耕"，灵感源自《山海经》，"青耕"被认为是上古神兽，有"青耕御疫"的传说和梦想，希望"青耕一出，助天下无疫"。
无需人工干预，实现全程全自动核酸采样
新冠疫情防控至今，深圳市罗湖医院集团已完成 273 万个新冠样本的采集检测，数千人积极参与疫情防控，正是这些积极投身于一线防控的医护人员的切身感受，才有了探索一款全自动鼻咽拭子采样机器人的想法和冲动。
深圳罗湖医院集团与杭州湖西云百生科技有限公司研发人员经过一年多的研发攻关，一款全自动鼻咽拭子采样机器人原型机已经诞生。据了解，这是世界第一台软组织上实现力控、 自动导航和自动标定的人工智能采样机器人。
"青耕"以人工智能技术为核心，在运动规划系统控制下机械臂自动获取鼻咽拭子，在机器视觉辅助下追踪并精准定位到被采集人面部和鼻孔，精确力控下轻柔完成鼻咽拭子的采集；实现了抓取、标定、采集和消杀全自动工作流程，实现全程无需人工干预核酸采样整体解决方案；可实现规范样本采集，降低采样成本，减少医护人员高风险暴露，节约医疗资源。
未来，基于该平台的人工智能视觉识别和精准力控等技术可望在呼吸道、支气管、消化道和心血管等组织器官的检查检验、辅助诊断发挥广阔的应用场景和实际价值。
AI 视觉分析，可实现精准定位采样
据研发人员介绍，"青耕"采样机器人最为核心的技术就是高灵敏度力控机器臂和力控伺服系统，最小力控可达 0.2N。在研发人员自身尝试中，切实感受到这个力度和人工采集的力度相当。另外机器人的应急暂停按钮也可用于突发情况，保护被采集人的安全。
"青耕"使用的ＡＩ视觉分析技术，对人脸 500 多个特征点进行自动判断识别，运动追踪可以捕捉被采集人员的轻微移动轨迹；在近距离时，使用有限元仿真技术和高性能概率模型可消除噪声和背景，定位鼻孔并调整鼻咽拭子采集角度；激光雷达对色彩与纹理不敏感，对不同的体格、年龄和肤色人群均可识别。精准力控力反馈技术则保证采样拭子在碰到咽后壁之后停止前进并及时采集足够样本。口腔的腔道大，则更方便于激光雷达的定位和 AI 定位识别。
此外，每个被采集人全流程中使用一次性的采样拭子和样本保存管，机器手臂持鼻咽拭子采集样本，不接触被采集人。同时，系统集合红外自动感应消杀设备，在每一个样本采集后对采样臂完成完全消杀，避免交叉感染。
据悉，基于该平台人工智能视觉识别和精准力控等关键技术，未来还将持续开发 , 在呼吸道、支气管、消化道和心血管等组织及器官的检查检验、辅助诊断等领域的临床应用上拓展应用范围。
记者 周倩
