核酸採樣機器人在上海問世 利用“視覺+力控”感知技術保證採樣準確性
【核酸採樣機器人在上海問世】上海人工智慧研究院開發出新一代2.0版“賽瑞（SAIRI）智慧移動核酸採樣車”，配置自動無人核酸採樣系統，該系統具備1至2台核酸檢測機器人，利用“視覺+力控”感知技術實現每30秒人次的無人檢測吞吐量。
走到車前掃碼，左轉，來到採樣窗口，張嘴，鏡頭識別口腔位置，機械臂帶動採樣棉簽塞入口中，轉動採樣。其後機械臂對準試管塞入，另一支機械臂伸過來剪斷採樣棉簽，棉簽入試管。試管伸到車頂部，上下兩個端口交接，擰上試管，再放到底部試管架，一次無人操作核酸採樣完成，僅需用時30秒。
眼下，上海正在加大力度、加快佈局建設“步行15分鐘核酸採樣圈”。上海人工智慧研究院按照市委、市政府對疫情防控工作的部署安排，針對企業生産經營、員工返崗流動中的核酸檢測需求，在原有“防疫車”的基礎上再度升級改造，實現咽拭子無人自主核酸採樣，為各類市場主體復工、15分鐘核酸“採樣圈”創造更好條件。
上海人工智慧研究院執行院長宋海濤表示，自本輪疫情發生以來，研究院及時掌握防疫實際需求，迅速組建數字防疫工作專班組織技術攻關，發揮自身平臺優勢，聯合奇瑞控股集團、交大孵化企業節卡機器人研發下線智慧移動核酸採樣車，希望通過科技力量構建抗疫“智慧屏障”。
技術團隊在對移動核酸採樣車進行智慧化改造。本文圖片均由受訪者提供
一次無人操作核酸採樣僅需30秒
此前，上海人工智慧研究院研發下線的1.0版新能源核酸採樣車，已有近八十輛在徐匯、閔行、虹口、浦東新區、長寧區、黃浦區等區域部署。醫護人員在車內，雙手穿過車窗玻璃上的兩個洞口就可對人群進行核酸採樣。“車動人不動”的模式，可以最大程度避免居民間的交叉感染，也為醫護人員樹立了一道保護屏障。
核酸採樣車生産車間實景。本文圖片均由受訪者提供
研究院對此産品進行更新迭代後，開發出新一代2.0版“賽瑞（SAIRI）智慧移動核酸採樣車”，配置自動無人核酸採樣系統，該系統具備1至2台核酸檢測機器人，利用“視覺+力控”感知技術實現每30秒人次的無人檢測吞吐量。此外，車輛配備了自動消殺和正壓隔離功能，同時可增設手持式數字電子哨兵設備，以實現人臉識別、身份校驗、核酸碼掃碼和資訊加密上傳功能。在核酸採樣車1.0的基礎上，賽瑞（SAIRI）智慧移動核酸採樣車在操作安全性、空間舒適度等方面進行了優化和提升。該車的車型較大，車內空間寬敞，可允許兩位醫護人員同時採樣，但同時整車高度小于2.1米，能輕鬆進地下停車庫。採樣車內外都安裝有照明燈，可為夜間核酸採樣提供便利。
值得一提的是，醫護人員在車內無需穿防護服，即可進行核酸採樣。這正是因為智慧移動核酸採樣車加裝車內正壓設備，同時雙層電離高效過濾消毒設備對空氣進行完全消殺，避免了外部空氣通過空調迴圈系統進入車內對醫護人員造成風險。車內配有空調，醫護人員不用擔心高溫下工作有中暑的風險，工作的舒適度、安全性得到提高。
核酸採樣車在上海交大。本文圖片均由受訪者提供
利用“視覺+力控”感知技術保證採樣準確性
“疫情時下，研發無人的、非接觸性的、機器來完成無人的採樣工作，來替代重復性的人力工作，是很有必要的。”5月20日，上海人工智慧研究院智慧醫療中心首席科學家、上海交通大學副研究員閆維新向澎湃新聞記者演示了2.0版智慧移動核酸採樣車。
如何保證核酸採樣的過程中，機器操作的準確性？閆維新介紹，其一，運用了機器視覺的原理。在張開嘴的時候，機器能通過深度感知到人喉嚨、整個口腔的以及後面小舌頭的位置，小舌頭附近咽峽兩側、扁桃體隱窩以及咽後壁的位置是最佳的位置，這一步通過機器視覺來做；其二，在此基礎上團隊還做了力位混合控制，以此真正接觸到採樣點。設計力的閾值，保證力度就不會很深，但可以接觸到、刮到，以此進行有效的採樣。
閆維新介紹，小小一台車內大有乾坤。其中一共包括四大部分：一是改裝的採樣車，其中包含了與採樣相關的設施、機電系統、冰箱、氣壓控制系統；其二，雙臂機器人，來自節卡機器人公司的機械雙臂協作完成採樣、擰管等一系列工作；其三，消殺系統，採樣前後進行整體的消殺處理；其四，大數據系統，包括掃碼、採樣，以及之後每個標簽和人的一一對應，以形成的大數據存儲。
5月16日，賽瑞（SAIRI）智慧移動核酸採樣車在徐匯華涇鎮作業。本文圖片均由受訪者提供
搭建數字防疫體系，實時抓取分析數據
“疫情是在實時變化的，作為上海人工智慧研究院，我們希望搭建一個數字防疫的體系，通過建設一個三級（鎮、區、市）的疫情綜合監控指揮平臺，精準地把數據和我們的流動終端數據統一起來，為政府的決策提供更為精準的數據支撐。”上海人工智慧研究院副院長劉燕京介紹，相較于第一代車型流動性高的特點，第二代車型更為一體化和智慧化。
劉燕京介紹，研究院希望把這款車型打造成投放到戰場上的一部綜合指揮的作戰車，既能完成安全、便捷的核酸採樣工作，也能利用車載核酸採樣智慧終端，配合人證合一、人臉識別、5G通信傳輸等手段，構築智慧終端快速登記、數據自動實時上傳、後臺快速數據處理的閉環，進一步提高採樣效率，也將從採樣到檢測的資訊形成鏈路，實現前沿數據的抓取和分析，以為上層決策提供數據支撐。
事實上，在疫情中研發科研産品，團隊面臨著意想不到的困難。如受物流影響，原本可以採購、運輸的加工標準件幾乎為零，這種情況下只能通過現有的東西，比如從不同機器上拆零件，或者現場畫好零部件後，用3d印表機列印製作，即便如此，在5月1日接到任務後與合作夥伴迅速組成工作組連夜開會討論，克服種種困難，緊趕慢趕，打造出了二代車型。
“奇瑞集團與研究院在智慧網聯新能源汽車研發方面早期就建立了長期合作，此次上海疫情和抗疫工作關係到全國，我們雖然不在上海，但也有切身感受。為了快速響應援馳上海疫情防控，參與到上海人工智慧研究院聯合構建的數字防疫體系，在原有奇瑞車型的基礎上定制化改造出智慧核酸採樣車。與疫情賽跑，積極承擔企業的一份社會責任。”奇瑞控股集團董事長尹同躍説。奇心守“滬”、滬皖同心，5月初，首批賽瑞智慧移動核酸採樣車便從安徽製造基地下線緊急馳援上海。
上海人工智慧研究院智慧網聯中心負責人、上海交通大學教授張希表示，當前上海人工智慧研究院智慧網聯團隊已完成自適應匹配車廂空間的車載核酸採樣一體化全自動智慧機器人産品的開發，此外團隊正與奇瑞控股集團開展深入合作開發，通過採樣+檢測全流程閉環無人化操作、無人駕駛交通參與者行為預測、大功率諧振式無線充電等核心技術的攻關，使無人核酸檢測車後續可實現適應醫院、園區、社區、廠區等各種複雜場景無人駕駛和無人化取電功能，同時匹配車載動力電池安全預警快速檢測智慧設備等，推動核酸採樣車向高效率、高安全和無人化方向演進。
責任編輯：程雪
