核酸采样机器人在上海问世 利用“视觉+力控”感知技术保证采样准确性
【核酸采样机器人在上海问世】上海人工智能研究院开发出新一代2.0版“赛瑞（SAIRI）智能移动核酸采样车”，配置自动无人核酸采样系统，该系统具备1至2台核酸检测机器人，利用“视觉+力控”感知技术实现每30秒人次的无人检测吞吐量。
走到车前扫码，左转，来到采样窗口，张嘴，镜头识别口腔位置，机械臂带动采样棉签塞入口中，转动采样。其后机械臂对准试管塞入，另一支机械臂伸过来剪断采样棉签，棉签入试管。试管伸到车顶部，上下两个端口交接，拧上试管，再放到底部试管架，一次无人操作核酸采样完成，仅需用时30秒。
眼下，上海正在加大力度、加快布局建设“步行15分钟核酸采样圈”。上海人工智能研究院按照市委、市政府对疫情防控工作的部署安排，针对企业生产经营、员工返岗流动中的核酸检测需求，在原有“防疫车”的基础上再度升级改造，实现咽拭子无人自主核酸采样，为各类市场主体复工、15分钟核酸“采样圈”创造更好条件。
上海人工智能研究院执行院长宋海涛表示，自本轮疫情发生以来，研究院及时掌握防疫实际需求，迅速组建数字防疫工作专班组织技术攻关，发挥自身平台优势，联合奇瑞控股集团、交大孵化企业节卡机器人研发下线智能移动核酸采样车，希望通过科技力量构建抗疫“智慧屏障”。
技术团队在对移动核酸采样车进行智能化改造。本文图片均由受访者提供
一次无人操作核酸采样仅需30秒
此前，上海人工智能研究院研发下线的1.0版新能源核酸采样车，已有近八十辆在徐汇、闵行、虹口、浦东新区、长宁区、黄浦区等区域部署。医护人员在车内，双手穿过车窗玻璃上的两个洞口就可对人群进行核酸采样。“车动人不动”的模式，可以最大程度避免居民间的交叉感染，也为医护人员树立了一道保护屏障。
核酸采样车生产车间实景。本文图片均由受访者提供
研究院对此产品进行更新迭代后，开发出新一代2.0版“赛瑞（SAIRI）智能移动核酸采样车”，配置自动无人核酸采样系统，该系统具备1至2台核酸检测机器人，利用“视觉+力控”感知技术实现每30秒人次的无人检测吞吐量。此外，车辆配备了自动消杀和正压隔离功能，同时可增设手持式数字电子哨兵设备，以实现人脸识别、身份校验、核酸码扫码和信息加密上传功能。在核酸采样车1.0的基础上，赛瑞（SAIRI）智能移动核酸采样车在操作安全性、空间舒适度等方面进行了优化和提升。该车的车型较大，车内空间宽敞，可允许两位医护人员同时采样，但同时整车高度小于2.1米，能轻松进地下停车库。采样车内外都安装有照明灯，可为夜间核酸采样提供便利。
值得一提的是，医护人员在车内无需穿防护服，即可进行核酸采样。这正是因为智能移动核酸采样车加装车内正压设备，同时双层电离高效过滤消毒设备对空气进行完全消杀，避免了外部空气通过空调循环系统进入车内对医护人员造成风险。车内配有空调，医护人员不用担心高温下工作有中暑的风险，工作的舒适度、安全性得到提高。
核酸采样车在上海交大。本文图片均由受访者提供
利用“视觉+力控”感知技术保证采样准确性
“疫情时下，研发无人的、非接触性的、机器来完成无人的采样工作，来替代重复性的人力工作，是很有必要的。”5月20日，上海人工智能研究院智慧医疗中心首席科学家、上海交通大学副研究员闫维新向澎湃新闻记者演示了2.0版智能移动核酸采样车。
如何保证核酸采样的过程中，机器操作的准确性？闫维新介绍，其一，运用了机器视觉的原理。在张开嘴的时候，机器能通过深度感知到人喉咙、整个口腔的以及后面小舌头的位置，小舌头附近咽峡两侧、扁桃体隐窝以及咽后壁的位置是最佳的位置，这一步通过机器视觉来做；其二，在此基础上团队还做了力位混合控制，以此真正接触到采样点。设计力的阈值，保证力度就不会很深，但可以接触到、刮到，以此进行有效的采样。
闫维新介绍，小小一台车内大有乾坤。其中一共包括四大部分：一是改装的采样车，其中包含了与采样相关的设施、机电系统、冰箱、气压控制系统；其二，双臂机器人，来自节卡机器人公司的机械双臂协作完成采样、拧管等一系列工作；其三，消杀系统，采样前后进行整体的消杀处理；其四，大数据系统，包括扫码、采样，以及之后每个标签和人的一一对应，以形成的大数据存储。
5月16日，赛瑞（SAIRI）智能移动核酸采样车在徐汇华泾镇作业。本文图片均由受访者提供
搭建数字防疫体系，实时抓取分析数据
“疫情是在实时变化的，作为上海人工智能研究院，我们希望搭建一个数字防疫的体系，通过建设一个三级（镇、区、市）的疫情综合监控指挥平台，精准地把数据和我们的流动终端数据统一起来，为政府的决策提供更为精准的数据支撑。”上海人工智能研究院副院长刘燕京介绍，相较于第一代车型流动性高的特点，第二代车型更为一体化和智慧化。
刘燕京介绍，研究院希望把这款车型打造成投放到战场上的一部综合指挥的作战车，既能完成安全、便捷的核酸采样工作，也能利用车载核酸采样智能终端，配合人证合一、人脸识别、5G通信传输等手段，构筑智能终端快速登记、数据自动实时上传、后台快速数据处理的闭环，进一步提高采样效率，也将从采样到检测的信息形成链路，实现前沿数据的抓取和分析，以为上层决策提供数据支撑。
事实上，在疫情中研发科研产品，团队面临着意想不到的困难。如受物流影响，原本可以采购、运输的加工标准件几乎为零，这种情况下只能通过现有的东西，比如从不同机器上拆零件，或者现场画好零部件后，用3d打印机打印制作，即便如此，在5月1日接到任务后与合作伙伴迅速组成工作组连夜开会讨论，克服种种困难，紧赶慢赶，打造出了二代车型。
“奇瑞集团与研究院在智能网联新能源汽车研发方面早期就建立了长期合作，此次上海疫情和抗疫工作关系到全国，我们虽然不在上海，但也有切身感受。为了快速响应援驰上海疫情防控，参与到上海人工智能研究院联合构建的数字防疫体系，在原有奇瑞车型的基础上定制化改造出智能核酸采样车。与疫情赛跑，积极承担企业的一份社会责任。”奇瑞控股集团董事长尹同跃说。奇心守“沪”、沪皖同心，5月初，首批赛瑞智能移动核酸采样车便从安徽制造基地下线紧急驰援上海。
上海人工智能研究院智能网联中心负责人、上海交通大学教授张希表示，当前上海人工智能研究院智能网联团队已完成自适应匹配车厢空间的车载核酸采样一体化全自动智能机器人产品的开发，此外团队正与奇瑞控股集团开展深入合作开发，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的攻关，使无人核酸检测车后续可实现适应医院、园区、社区、厂区等各种复杂场景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。
责任编辑：程雪