上海研究团队自主研发了智能无针疫苗注射机器人

资料来源：Zhongxin.com 2022-01-19 12:37

同济大学彭其团队应用世界领先的人体三维模型识别算法和自适应机器人技术，结合机电一体化无针注射器的设计，与多家技术企业和中国心血管医生创新俱乐部(CCI)共同研发了全自动无针疫苗注射机器人。17日，这款全自动无针疫苗注射机器人正式发布，这是国内首次发布这一完整的技术验证方案。疫苗自动注射机器人可以自动识别人体上指定的疫苗注射位置。

同济大学彭其团队应用世界领先的人体三维模型识别算法和自适应机器人技术，结合机电一体化无针注射器的设计，与多家技术企业和中国心血管医生创新俱乐部(CCI)共同研发了全自动无针疫苗注射机器人。17日，这款全自动无针疫苗注射机器人正式发布，这是国内首次发布这一完整的技术验证方案。

该疫苗自动注射机器人可以自动识别人体上指定的疫苗注射位置，如人体上肢常用的三角肌部位。目前人体3D模型识别算法通过简单的3D点云相机拍摄人体，可以快速自动拟合人体相应部位(如肩、肘位置)的3D模型，准确识别疫苗注射位置和注射角度。

机器人采用的7轴力控自适应机械臂具有高精度、快速响应的力控性能。高精度力控配合算法的应用，可以保证注射器末端垂直紧密贴合注射部位，提高注射效果，减少疼痛体验。同时，机械臂精确控制皮肤接触和注射过程中的接触力和压力，可以保证注射过程的安全性。

无针注射利用压力源产生的瞬时压力，通过微小的喷嘴推动药物形成射流，高速穿过皮肤，直接进入治疗部位。药液通过预充或抽吸的方式充入带有极细喷嘴的容器中，可称为药管。药管无菌一次性使用，药液注入后丢弃，确保使用安全。

针对疫苗注射的医院应用场景，目前机器人注射系统采用气动驱动技术，具有适合快速连续注射的优势。药液的注射可以在半秒钟内完成，保证了疫苗注射高峰期的注射效率。

此外，注射精度可以精确到0.01毫升，可以满足不同疫苗对注射剂量的要求；还有调节注射深度的功能，可以应用于皮下或肌肉注射的不同种类的疫苗，也可以满足不同人群的注射需求。

据介绍，无针注射器相对于针头注射在使用安全性上有突出的优势，消除了针头恐惧，没有针头划伤的风险，主要是因为无针注射的原理是先在预注射部位按压药管，此时患者没有任何疼痛或不适，待注射条件充分后开始注射，药液瞬间注入皮肤。如果患者在注射前移动，注射将不会开始。这种注塑工艺非常适合机器人自动化。

注射器与皮肤表面贴合越紧密，接触角越垂直，注射效果越好，疼痛越小(几乎不能达到疼痛)。同时，由于人体表面的柔性和人体形状的不同，要求机器人的控制能力能够实现紧密贴合、垂直接触角的无针注射。

在获得疫苗注射部位的空间位姿信息后，本项目采用自适应机械臂将无针注射器保持在注射部位附近，并进行精确的力控制

机器人的诞生可以解放医护人员的双手，让重复注射不再是他们的负担，他们可以把精力和时间花在难度更大、人力需求更大的地方，提高工作效率和质量，帮助更多的患者。

据研究团队预计，不难预见，随着新冠肺炎大规模疫苗加强注射的普及，机器人结合目前的移动接种车，一车一司机一机器人可以在全市范围内提供便捷的接种服务，避免交叉感染的风险，真正实现一站式无人接种。

在其他领域，自主智能无针疫苗注射机器人可以有效防止病毒交叉感染。在遇到军事或不可抗力的紧急自然灾害时，可以大大节省黄金时间，完全替代人类完成高负压的工作量，实行“稳、准、准”。

随着主动健康和随时防疫的发展，无针注射将大大减轻医护人员的工作量，提高疫苗注射的效率和效果。结合自动化设备和机器人技术，将有助于高效完成无针注射过程。无针疫苗注射和机器人技术相辅相成。(100yiyao.com)

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