《Science Robotics》:战“疫”进行时,机器人登场!

小编语:在这次抗“疫”战争中,可谓八仙过海,各显神通。其中一股不可忽视的力量就是人工智能机器人的登场。不论是简单的配送药品和食物的机器人,或是钛合金智慧消毒机器人,它们无疑在这次艰难的战争中助了人类一臂之力,减轻或推迟了病毒的蔓延。
作者|@刘馨媛      编辑|@江   南 
 
3月25日国际顶级期刊Science子刊Science Robotics上发表了名为“Combating COVID-19—The role of robotics in managing public health and infectious diseases”的文章。探讨了机器人在管理公共卫生和传染病中的作用。
《Science Robotics》:战“疫”进行时,机器人登场!
图片来源:Science Robotics
COVID-19已经爆发成为全球性的大流行病,新冠病毒已影响到几乎所有大洲。在撰写本文时,韩国,伊朗,意大利和其他欧洲国家的确诊病例急剧增加。全球化和日益紧密的经济联系意味着大多数国家将受到COVID-19的影响。因此,需要全球共同努力来打破病毒传播。
那么在此次危机中机器人可以成为对抗COVID-19的有效资源吗? 机器人可以被部署用于消毒,运送药物和食物,测量生命体征以及协助边境管制,且随着流行病的升级,机器人技术的潜在作用越来越明显。 在2015年埃博拉疫情期间,白宫科学技术政策办公室和美国国家科学基金会组织的研讨会确定了机器人技术可以发挥作用的三个主要领域:临床护理(例如远程医疗和净化),物流(例如运送和消、 处理受污染的废物)和侦察(例如监控是否符合自愿隔离规定)。
尽管目前运用的领域十分有限,许多应用也还只是处于概念阶段,此次的疫情中中国正用实际行动在探索以上用途。例如:尽管身穿防护服,一线医疗从业人员仍会与病原体直接接触(机器人的存在可以部分帮助减少接触)。目前COVID-19疫情已经引入了第四个模块:工作的连续性和社会经济功能的维持——COVID-19已影响全球的制造业和经济,这凸显了需要对远程操作进行更多研究的需求。
对于以上的每一个领域,机器人技术都有着广阔的发展前景和机遇,就临床护理而言,特别重要的领域包括疾病预防,诊断和筛查以及患者护理和疾病管理。
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临床护理机器人(图片来源:北京时间)
为了预防疾病的传播,有些机构还使用了机器人控制的非接触式紫外线(UV)表面消毒。由于COVID-19不仅通过呼吸道小病毒颗粒在人与人之间传播,而且还通过受污染的表面传播,通常冠状病毒可以在无生命的物品表面(包括金属,玻璃或塑料)上存活数天,并且已证明UV光设备(例如PX-UV)可有效减少医院高接触表面上的污染,(因此对物品表面消毒也是格外重要)。自主或远程控制的消毒机器人可以代替人工消毒,这可以减少劳动力需求和清洁人员的暴露风险,从而实现成本效益,快速、有效且安全的消毒1。
就目前而言,在智能导航、风险监测、高频接触区域以及预防措施这些方面智能机器人大有可为。可以开发从宏观到微观的新一代机器人来勘测高风险区域,并继续致力于对所有高接触表面进行消毒。
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人工消毒(图片来源:搜狐网)
诊断和筛查方面,用于公共区域和进入口温度测量的移动机器人代表了目前已经成熟的技术。而自动化摄像机系统通常用于在大范围内同时对多个人进行勘测,然后将这些热传感器和视觉算法结合到自主或远程操作的机器人上以便提高筛选的效率和覆盖范围。这些移动机器人还可以用于通过与医院信息系统连接获取的数据来反复监测医院各个区域内门诊/门诊病人的温度。通过使用面部识别软件将现有的安全系统联网,可以追溯受感染个人的联系人,以警告其他可能受到感染的人。但是,在监测的过程中引入适当的规则以尊重个人隐私也是十分重要。
对于COVID-19的初筛,大多数国家建议收集并测试鼻咽和口咽拭子2,这涉及样品的收集,处理,转移和测试,而这项工作的难点之一是缺乏合格的工作人员来擦拭患者和处理测试样品。自动化机器人的辅助可以加快鼻咽和口咽拭子采取的过程,降低感染风险,并使工作人员腾出更多时间进行其他工作。
有些人在初筛时没有出现病毒感染症状或只是轻症感染。在这些情况下,检查外周血液中标的抗体表达关重要,可以用来识别隐性患者。自动化抽血进行化验流程可以使医务人员免于承担高暴露风险的任务,目前研究人员正在研究基于超声成像原理识别前臂周围静脉以进行自动静脉穿刺的机器人系统3。自动化的多重实时测定将允许快速的体外定性检测和病原体的鉴别。
另外,在不方便进行人员移动的情况下,可以使用无人驾驶飞机或地面车辆进行样品转移以及将药物运送给受感染的患者。
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抽血检测(图片来:全景视觉)
新冠疫情的爆发或可成为开发机器人系统的催化剂——该机器人系统让专家和基本服务提供商的远程访问变成可能,进而得以快速部署,而让人员们无需前往前线的同时高效工作。患者的广泛检疫也可能意味着人们与社会互动的长期隔离,这可能对心理健康产生负面影响。为了解决这个问题,可以部署社交机器人以提供持续的社交互动,而不必担心会传播疾病。但是,这是一个具有挑战性的发展领域,因为社交互动需要建立和维护复杂的人际关系模型,包括他们的知识,信念,情感以及互动的背景和环境。
远程操作也是一项成熟的技术,可用于远程医疗和远程通勤。 最近几周,中国的学校,大学和公司都采用了在线课程和网上办公的模式。随着5G带宽和4-8K视频的广泛普及,COVID-19可能标志着未来组织运作改变的转折点。与其取消大型的国际展览和会议,不如选择在线出席而不是亲自参加聚会——远程与会者可以通过使用机器人头像和控件参与会议或聚会。最终,许多会议可以通过高清低延迟的虚拟现实进行,与会者的虚拟机器人化身完全可以移动并沉浸在会议环境中——所有这些方式将同时降低疾病感染率和碳足迹。
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视频会议(图片来源:网络)
从历史上看,机器人被开发来承担枯燥,肮脏和危险的工作,他们的第一个广泛部署的领域是在工业应用中。同样,与传染病作斗争所涉及的环境同样不适合人类,但对于机器人便无此担忧。埃博拉疫情的经验已经有了许多案例,但是与机构和行业合作的经验,以及进行多学科研究的资金仍然十分有限。现在,COVID-19的影响可能会推动机器人技术的进一步发展,以解决传染病的风险。但是如果没有持续的努力研究,机器人将再也无法为下一次事件做好准备,或许这次的疫情教会我们的一点是需要加快步伐通过用专门的资金促进工程和传染病专业人士的合作,只有这样或许我们可以在下一次大的公共危机来临前做好准备。
小编语:在医护人员出生入死战斗在抗“疫”一线的同时,我们发现了身边AI的身影,但似乎还是不够——还是有上千名医护人员被感染,甚至付出了宝贵的生命。有了埃博拉病毒、西班牙流感等重大公共卫生事件的前车之鉴,为何相对于其他领域,AI在公共卫生领域中的运用发展的相对还是缓慢,这值得我们深思。希望这次全球的公共危机足以成为一个警钟;不仅在预防公共危机的发生上要有所作为,也要思考,当危机再次来临的时候我们该如何面对。

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专栏作者:刘馨媛
邮箱:cecilia0592@163.com
 
 

原文始发于微信公众号(医药投资并购俱乐部):《Science Robotics》:战“疫”进行时,机器人登场!

 

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