【儀表網(wǎng) 儀表下游】導讀：同濟大學齊鵬團隊應用世界領(lǐng)先的人體三維模型識別算法及自適應機器人技術(shù)，結(jié)合機電一體化無針注射器設(shè)計，聯(lián)合多家技術(shù)企業(yè)和中國心血管醫(yī)生創(chuàng)新俱樂部，共同開發(fā)了一款全自動無針頭疫苗注射機器人。17日，該款全自動無針頭疫苗注射機器人正式發(fā)布，這也是國內(nèi)首次發(fā)布此項完整技術(shù)驗證方案。
該自動疫苗注射機器人可自動識別人身上指定的疫苗注射位置，如常用的人體上肢三角肌部位。目前，該人體三維模型識別算法，通過一個簡單的三維點云相機對人體進行拍攝(站姿或坐姿均可)，即可快速自動擬合人體對應部位(如肩肘部位)的三維模型，準確識別疫苗注射部位及注射角度。
該機器人采用的七軸力控自適應機械臂具備高精度、快速響應的力控性能，應用高精度力控貼合算法，能夠確保注射器末端垂直緊密貼合注射部位，提升注射效果，降低痛感體驗；同時，機械臂在接觸皮膚及注射過程中對接觸力與按壓力進行精準控制，可確保注射過程的安全。
無針注射是利用壓力源產(chǎn)生的瞬間壓力，推動藥劑經(jīng)過一個極細的噴嘴，形成射流，高速穿過皮膚直接進入到治療部位。藥液通過預灌裝或吸取的形式裝到具有極細噴嘴的容器中，可以將其稱作藥管。藥管是無菌一次性使用，在藥液注射后丟棄，保證使用安全。
針對疫苗注射的醫(yī)院應用場景，目前該機器人注射系統(tǒng)采用氣壓驅(qū)動技術(shù)，優(yōu)點是適合快速的連續(xù)注射。藥液注射可以在半秒內(nèi)完成，在疫苗注射的高峰時段保證注射效率。此外，注射精度可精確到0.01mL，可適用于不同的疫苗對注射劑量的要求；還有注射深度調(diào)節(jié)功能，可適用于皮下或肌肉注射的不同種類疫苗，或可滿足不同人群的注射需求。
據(jù)介紹，無針注射器相對有針注射在使用安全性方面優(yōu)勢突出，消除恐針、沒有針頭劃傷風險，主要是由于無針注射的原理是先將藥管按壓在預注射的部位，此時患者沒有任何疼痛或不適感，在保證注射條件充分后啟動注射，藥液瞬間注射到皮下。如果在注射前患者移動注射即不會啟動，這種注射過程非常適合通過機器人自動化的形式完成。
注射器頭部與皮膚表面貼合越密切、接觸角度越垂直，則注射效果越好、且痛感越小(可實現(xiàn)幾乎無痛感)。同時，由于人體表面具備一定的柔性、且人體形態(tài)各異，使用機器人實現(xiàn)貼合密切、接觸角垂直的無針注射對機器人控制能力的要求較高。
在獲取疫苗注射部位的空間位姿信息后，該項目中使用了自適應機械臂可握持無針注射器至注射部位附近，應用精準力控算法確保注射器密切貼合人體皮膚、并與人體皮膚表面垂直，有效解決人體表面不確定性的難點。在注射過程中，機械臂可控制注射器持續(xù)保持對人體皮膚表面一定的按壓力，確保注射成功。通過使用結(jié)合自適應力控機械臂與無針注射器注射疫苗，可以快速、無痛地完成疫苗注射。
機器人的誕生，可以解放醫(yī)護人員的雙手，讓重復性高的打針工作不再成為他們的負擔，可以把精力和時間花在更具難度和人力需求更大的地方，提升其工作效率和質(zhì)量，救助更多患者。
研究團隊認為，不難預見，隨著大規(guī)模疫苗加強針注射的普及，機器人結(jié)合時下的移動疫苗接種車，一車一司機一機器人，便可全市范圍提供便捷的疫苗接種服務，避免交錯感染的風險，真正地實現(xiàn)一站式無人化疫苗注射。
在其他領(lǐng)域，自主智能無針疫苗注射機器人能夠有效預防病毒交叉感染，在軍事化或不可抗力的緊急自然災害情況下，可以大幅度節(jié)約黃金時間的同時，完全替代人類完成高負壓的工作量，將“穩(wěn)、準、精”落到實處。
隨時主動健康防疫的開展，無針注射將大大降低醫(yī)護人員的工作負擔，提高疫苗注射效率和作用效果，結(jié)合自動化設(shè)備和機器人技術(shù)，將有助于高效完成無針注射流程，無針疫苗注射方式與機器人技術(shù)結(jié)合相輔相成。
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