半秒完成无针头注射!同济大学团队研发国内首款自主智能无针疫苗注射机器人“后羿”

疫情大流行的当下,医护人员面临着与疫苗接种者交叉感染的风险,并且还有人手紧缺、工作超负荷等问题。对于疫苗接种者来说,很可能因疼痛敏感、晕针等不利因素而延迟疫苗的接种。
近日,由同济大学团队发布国内首款自主智能无针机器人,该机器人的相关信息公开后,马上引起了各界的广泛关注。截至目前,微博相关话题的阅读量已超 1.2 亿。

(来源:微博)

那么,这款机器人有何不同呢?
该智能无针疫苗机器人由银白色机械臂组成,疫苗整个注射过程由机器自主完成,不需要人工的远程操作及额外干预。
它将医护人员从繁杂的工作中解放出来,并且,还能大幅度减少在注射过程中,可能与疫苗接种者感染病毒的风险。无针头,也就意味着注射时的疼痛感会大幅降低,甚至几乎无痛,并且不会对人的皮肤组织造成创伤。

(来源:同济大学)此外,该疫苗机器人注射还具有接种迅速、高精度的特点。同济大学电子与信息工程学院副教授齐鹏对媒体表示,“药液注射在半秒内即可完成,注射精度可精确到 0.01mL,该疫苗机器人可满足不同的疫苗对注射剂量的要求。”
这款自主智能无针机器人名叫“后羿”,对此,齐鹏解释道:这款疫苗机器人的名字“一语双关”。第一,目前我们处在“后疫”情时代,“后羿 ”是其谐音;第二,中国神话中的射日英雄的名字,也寓意着它将帮助人类抵抗劫难。
动图 | 智能无针疫苗注射机器人“后羿”的注射疫苗过程(来源:同济大学)
据了解,智能无针疫苗注射机器人“后羿”的注射疫苗过程有四步:

准备工作,装备内含药剂的一次性容器。

精准识别“定位”目标。智能无针注射机器人“后羿”利用机器视觉,可对人体的目标注射部位进行精准识别。具体来说,通过三维点云相机拍摄,然后在短时间自动拟合完整的人体三维模型。

通过自动化程序,将疫苗喷嘴最前端送至即将注射的人体位置,例如人们经常打针的上肢三角肌。

动图 | 智能无针注射机器人“后羿”的高压喷射(来源:同济大学)

通过高压喷射完成疫苗注射。无针头也就意味着,药液不通过针头进入人的身体。因此,该疫苗机器人注射疫苗的具体方法是,用高压将药液喷射,进而使药液在皮肤表面快速吸收。

“这种接种方式可更广泛地分散增加疫苗接触皮下或肌肉组织的表面积,因此,接种疫苗后免疫应答会增强。”齐鹏说。
简单来说,智能无针疫苗注射机器人“后羿”注射疫苗的程序可以理解为,准备药剂,识别位置,自送递送,高压喷射。并且,整个过程是由机器人自主完成的。
(来源:同济大学)
谈及这款智能无针疫苗注射机器人的安全性,齐鹏表示,“从技术角度,我们使用的机械臂具备安全的‘人机共融’条件。”同时,无针注射方式在注射时较为安全,结合机械臂的精准力控,可以有效地完成注射操作。
该智能无针疫苗注射机器人的使用场景,也不止于疫情期间的疫苗注射。未来,在医院、社区诊所,或者疫苗注射车,都可以更加便捷地使用。此外,对于一些感染性强的疾病疫苗或者紧急自然灾害等极端条件下,疫苗机器人都将发挥其更大的作用。
智能无针疫苗注射机器人“后羿”由同济大学齐鹏团队联合中国技术企业,以及中国心血管医生创新俱乐部(CCI)共同研发,团队成员包括专家、临床医生以及技术研发人员等。
医疗机器人,最终目的是帮助医护人员更高效地完成工作。目前,该无针疫苗注射机器人处于原型机阶段,未来将经过相关部门在安全性及有效性等方面的严格测试及论证,上市应用在临床。

图 | 部分项目团队,中间为齐鹏(来源:齐鹏) 
该机器人的研发与齐鹏及其团队专注医疗机器人领域的经验积累密不可分。齐鹏博士毕业于英国伦敦国王学院机器人专业,在医疗机器人的研究方面具有近十年的经历,研究方向包括医疗机器人、机器学习、智能传感与交互等。
2020 年,齐鹏团队曾研发自动扎针机器人(DeepTech 深科技此前报道:同济大学团队研发自动扎针机器人,已获 8 项专利!多学科背景助力实现自动静脉穿刺“快准稳”丨专访),这项工作为本次的智能无针疫苗注射机器人奠定了良好的基础。
目前,全球无针疫苗注射机器人尚处于起步阶段,2021 年 11 月,加拿大的 Cobionix 公司公布了其研发的全自动、无痛、无针头的疫苗注射机器人 Cobi,但同样尚未投入市场。(DeepTech 深科技此前报道:无痛、无针头也可打针!全球首款疫苗注射机器人 Cobi 问世)
对于智能无针疫苗注射机器人更长远的意义,齐鹏表示,发挥人工智能与机器人技术在疫情防控中的作用,打造后疫情时代全球第一个“无接触 ”城市防疫样板,助力提升城市防疫能力和效率。-End-

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