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機器人協助對抗COVID-19

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科技產業資訊室 (iKnow) - 嚴振君、張小玫 發表於 2020年4月24日

圖、機器人協助對抗COVID-19
 
當全球陷入封城或居家上班或遠距就學時,以防止新冠肺炎疫情的傳播擴散,社交機器人或許是一個解決方案,以及COVID-19疫情將激發更多使用機器人技術應對傳染疾病的相關研究。尤其,新創團隊希望募集更多資金、鼓勵傳染病學家以及工程師聯手合作投入來開發這些類型的機器人。
 
以下介紹幾種機器人可以幫助人們度過流行疾病危機: 

消毒機器人

因為新冠病毒可以在金屬,玻璃或塑料表面上存活數天,人們可能因爲接觸受污染的表面並觸摸臉部肌膚而感染新冠病毒。然而用來消滅新冠病毒的紫外線對人體可能造成傷害。科學家表示可以開發自動或遙控機器人來鎖定常被觸摸的表面並使用紫外線進行消毒。
 
丹麥公司開發紫外線消毒之機器人UVD-Robots

丹麥公司Blue Ocean Robotics和Odense大學醫院合作而成立UVD-Robots公司專門生產幫助醫院進行紫外線消毒的機器人(UVD-Robots),可自動巡弋於醫院內,使用紫外線(UV-C)消除99.9%的細菌以及其他微生物,降低病患與醫護人員被感染病菌的風險。
 
UVD-Robots已將2000組機器人送往中國來對抗COVID-19疫情。
 

圖1、UVD Robots消毒機器人
圖片來源:UVD-Robots
日本新創ZMP開發配備消毒水的警備機器人PATORO

機器人研發公司「ZMP」開發出可在室內、室外自動走行,還附帶噴灑消毒水功能的警備機器人「PATORO」。採「3D WRITER」技術,可用雷射光測量機器與物體間的距離。用戶事先設定屋內動線,機器人便會自動巡迴移動,自動噴灑消毒水在設定好的地方,包括扶手、電梯按鍵等,也可利用遠端操控來控制機器人。機器人若看到沒戴口罩的人,可透過播音器發出警告。

新加坡南洋理工大學研發XDBOT
 
目前市面上的清潔機器人多為吸塵,掃地以及刷地用途。較少設計為可到高處或凹凸不平形狀的表面進行消毒。XDBOT(eXtreme Disinfection roBOT)是一個配有輪子以及六軸機械手臂的機器人。研究人員表示機械手臂可以幫助XDBOT噴灑消毒劑至像是傢俱底部,桌面,門把周圍以及電燈開關等傳統清潔機器人無法處理的地方。為確保消毒劑可以噴灑至更遠更深的地方,XDBOT使用帶靜電的噴嘴使得其噴灑出的消毒劑帶有正電荷,帶有正電荷的消毒劑會被帶有負電荷的表面所吸引,且和已噴灑過消毒劑的表面相斥,使消毒過程更有效率。
 
使用LiDAR雷達和高清攝像頭進行導航,也可以透過電腦遠端控制。 XDBOT可以降低清潔人員接觸到污染表面的可能。操作人員可以在30公尺以外操控XDBOT,如果將XDBOT接上天線距離甚至可以拉長為50公尺。XDBOT可以載8.5公升的消毒劑,持續工作4小時,充電需耗時8小時,研究人員目標研發能快速充電的方法。

體溫自動感測機器人 

發燒是絕大多數COVID-19病患會出現的症狀。科學家表示可在自動或遙控機器人上搭配結合了熱感應器和視覺算法的自動攝像系統,用於監測醫院患者的體溫。
 
北京達闥科技開發
 
北京的機器人公司達闥科技(CloudMinds)派出了14台機器人至武漢醫院門口自動量測訪客體溫。同時,CloudMinds與武漢文昌醫院和中國移動合作,開設了一個由機器人組成的智慧野戰醫院,評估使用機器人緩解疲憊的醫護人員的有效性。


圖2、CloudMinds訪客體溫自動量測
圖片來源:CloudMinds

深圳第三人民醫院推出結合機器人對抗COVID-19的智能解決方案
 
深圳第三人民醫院是深圳唯一專門治療新冠肺炎病患的醫院,推出了結合機器人對抗COVID-19的智能解決方案。
 
將用於零售以及飯店業的UBTECH Robotics的ATRIS, AIMBOT及Cruzr機器人被改造成可以為醫生和病患提供視頻會議,監視醫院訪客和患者的體溫以及對指定區域進行消毒等任務。這些機器人被送到深圳專門治療COVID-19病人的醫院以確保第一線醫護人員的安全。

追蹤人們移動足跡進行風險管控

儘管任何追蹤技術都不免會牽涉到隱私問題,將現有的保全系統結合臉部辨識技術可以幫助相關單位掌握COVID-19確診病患的足跡,並聯絡有接觸風險的人。

病毒採檢機器人

COVID-19檢測需求的急劇增加代表需檢驗的血液樣本數量的上升。傳統上由實驗室技術人員手動執行,但此過程非常單調又耗時且可能對醫護採檢人員造成感染風險,因此非常適合由機器人來處理。
 
鼻咽拭子採檢
 
COVID-19病毒檢測過程可能造成醫護人員染病風險,包含了使用拭子在病患鼻腔深處採取檢體、處理、轉移樣本以及檢驗過程都有可能使接觸者感染上病毒。尤其,當缺乏專業人士來採檢病患時,更是一個挑戰。藉由自動化手臂或機器人輔助完成的鼻咽和口咽拭子可以加快過程,降低感染的風險,並使專業人士有更多時間來完成其他任務。
 
抽血檢驗抗體
 
針對可疑患者或無症狀感染者採檢COVID-19,對血液進行IgG及IgM抗體(當血液中出現病菌時,免疫系統所產生的蛋白質)檢測。使用機器人將抽血過程自動化可以減少第一線醫護人員感染病毒的機率,已有使用超音波成像來辨認手臂上正確的血管的研究。
 
將血液樣本自動分類。丹麥的Aalborg大學醫院實驗室利用自動化設備,每天抽取高達3000份的血液樣本經由KUKA機器人分類。經由RFID讀取器批次讀取血液樣本,確認血液樣本在運送過程中溫度維持在攝氏21度,並註記樣本的到達及位置。這些資訊儲存在與機器人相連到雲端。兩台KUKA機器人- KUKA KR3和KR10將樣本從運輸箱中取出,並使用3D相機確認樣本放置在正確的位置。機器人再將樣本轉移到一個緩衝平台並確認血液樣本的顏色,最後將樣本分成兩類以進行後續的分析。
 
BoKa Automatisierung“得來速“快速病毒檢驗
 
巴伐利亞自動化製造商 BoKa Automatisierung提出了一種類似於快餐店 drive-through 全自動病毒檢驗系統。利用平板透過車窗辨識駕駛的身份後,機械手臂遞出試管,並透過影片教程指導受測者如何採集樣本。完成後,試管自動交還。檢測出爐後再通過電話將結果告知受測者。
 
Bright Machines病毒檢測的機器人系統
 
機器人與軟體公司Bright Machines正在打造一個可以處理COVID-19檢測的機器人系統,將病毒檢測過程自動化不但可以降低檢測人員感染病毒的機率,可以全天候運作的機器人系統也可以大幅提高檢測效率。
 
Bright Machines和以色列特拉維夫Ichilov醫院實驗室、Impact Lab及iCoBots所合作打造的病毒檢測機包含了機器人單位,雙輸送帶,機械手臂以及視覺系統,可以打開不同尺寸的試管,並從樣本試管中抽取樣本轉移至另一組控制試管,並透過視覺系統確認檢測過程的完善。

無人機或無人駕駛車運送藥物

自動無人機及機器人可以用來運送藥物給病患。達闥科技(CloudMinds)的機器人在武漢醫院就被用來運送食物,飲料以及藥物給病患。
 
白犀牛汽車公司成立於2019年,總部位於北京西北部海淀區的中關村地區,其無人駕駛配送車寬1米,長2米半,最高時速25公里。這些車輛利用AI算法形式的先進數位生產(ADP)技術來升級軟件工程和LiDAR雷達以增強連接性。白犀牛汽車的無人駕駛車輛運送物資到武漢的光谷野戰醫院。


圖3、白犀牛汽車的無人駕駛車輛運送物資
圖片來源:UNIDO

社交機器人進行衛教及協助患者減緩孤單感

人機互動幫助人類解悶及負面情緒影響,同時對居家者及住院患者進行衛教。德國的RobShare GmbH幫助養老院住戶在疫情期間和家人保持聯絡。丹麥機器人公司Aalborg開發出了一種可以幫助病人進行物理治療的機器人。RobShare將免費租借可以進入隔離房間的網真機器人James給養老院使用。

利用替身機器人看診、參與視訊會議

利用網路及攝像鏡頭進行線上視訊,甚至虛擬實境(VR/AR)以促進交流及溝通。波士頓動力(Boston Dynamics)利用小型機器狗 Spot加掛 iPad 的計畫「Dr. Spot」,讓醫療人員不用直接接觸武漢肺炎病患也能看診,並且可以藉由​機器人在其身體周圍使用攝像頭來自動避免障礙物、且可四肢靈活的 Spot到處移動,希望未來加入量測體溫、脈搏、血氧濃度等功能,還有透過 UV-C 紫外線消毒可能遭受病毒污染的空間。目前,波士頓布萊根婦女醫院已經初步導入 Spot,試著幫助醫護人員透過免接觸的方式照顧病人。(1453字;圖3) 
 

圖4、Boston Dynamics小型機器狗 Spot加掛 iPad
圖片來源:Boston Dynamics


參考資料:
COVID-19 pandemic proves the need for ‘social robots,’ ‘robot avatars’ and more, say experts. CNBC, 2020/4/3.
COVID-19 spurs innovations such as Blue Ocean’s UVD Robots. The Robot Review, 2020/4/6.
In China, robot delivery vehicles deployed to help with COVID-19 emergency. UNIDO, 2020/4/1.  
Robotics and automation firms join COVID-19 fight. The Robot Review, 2020/4/17. 
XDBOT developed at NTU Singapore to disinfect large surfaces. The Robot Review, 2020/4/14. 
Video Friday: Robots Help Keep Medical Staff Safe at COVID-19 Hospital. IEEE Spectrum, 2020/3/20. 
This robot could make COVID-19 testing faster and safer. CNET, 2020/4/21. 


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