同濟大學(xué)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)，結合機電一體化無(wú)針注射器設計，聯(lián)合多家技術(shù)企業(yè)和中國心血管醫生創(chuàng )新俱樂(lè )部(CCI)，共同開(kāi)發(fā)了一款全自動(dòng)無(wú)針頭疫苗注射機器人。17日，該款全自動(dòng)無(wú)針頭疫苗注射機器人正式發(fā)布，這也是國內首次發(fā)布此項完整技術(shù)驗證方案。

　　該自動(dòng)疫苗注射機器人可自動(dòng)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(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的三維點(diǎn)云相機對人體進(jìn)行拍攝(站姿或坐姿均可)，即可快速自動(dòng)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(shí)，機械臂在接觸皮膚及注射過(guò)程中對接觸力與按壓力進(jìn)行精準控制，可確保注射過(guò)程的安全。

　　無(wú)針注射是利用壓力源產(chǎn)生的瞬間壓力，推動(dòng)藥劑經(jīng)過(guò)一個(gè)極細的噴嘴，形成射流，高速穿過(guò)皮膚直接進(jìn)入到治療部位。藥液通過(guò)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(chēng)作藥管。藥管是無(wú)菌一次性使用，在藥液注射后丟棄，保證使用安全。

　　針對疫苗注射的醫院應用場(chǎng)景，目前該機器人注射系統采用氣壓驅動(dòng)技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是適合快速的連續注射。藥液注射可以在半秒內完成，在疫苗注射的高峰時(shí)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；還有注射深度調節功能，可適用于皮下或肌肉注射的不同種類(lèi)疫苗，或可滿(mǎn)足不同人群的注射需求。

　　據介紹，無(wú)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(méi)有針頭劃傷風(fēng)險，主要是由于無(wú)針注射的原理是先將藥管按壓在預注射的部位，此時(shí)患者沒(méi)有任何疼痛或不適感，在保證注射條件充分后啟動(dòng)注射，藥液瞬間注射到皮下。如果在注射前患者移動(dòng)注射即不會(huì )啟動(dòng)，這種注射過(guò)程非常適合通過(guò)機器人自動(dòng)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(shí)現幾乎無(wú)痛感)。同時(shí)，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(shí)現貼合密切、接觸角垂直的無(wú)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(wú)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(diǎn)。在注射過(guò)程中，機械臂可控制注射器持續保持對人體皮膚表面一定的按壓力，確保注射成功。通過(guò)使用結合自適應力控機械臂與無(wú)針注射器注射疫苗，可以快速、無(wú)痛地完成疫苗注射。

　　機器人的誕生，可以解放醫護人員的雙手，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(shí)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(jiàn)，隨著(zhù)大規模新冠疫苗加強針注射的普及，機器人結合時(shí)下的移動(dòng)疫苗接種車(chē)，一車(chē)一司機一機器人，便可全市范圍提供便捷的疫苗接種服務(wù)，避免交錯感染的風(fēng)險，真正地實(shí)現一站式無(wú)人化疫苗注射。

　　在其他領(lǐng)域，自主智能無(wú)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，可以大幅度節約黃金時(shí)間的同時(shí)，完全替代人類(lèi)完成高負壓的工作量，將“穩、準、精”落到實(shí)處。

　　隨時(shí)主動(dòng)健康防疫的開(kāi)展，無(wú)針注射將大大降低醫護人員的工作負擔，提高疫苗注射效率和作用效果，結合自動(dòng)化設備和機器人技術(shù)，將有助于高效完成無(wú)針注射流程，無(wú)針疫苗注射方式與機器人技術(shù)結合相輔相成。

來(lái)源：中新網(wǎng)