抗疫机器人系统的研究现状

机器人是人工智能和大数据产业的结晶，此次疫情也充分体现了机器人对人类在医疗以及相关领域不可估量的帮助。疫情期间，从医生问诊到临床检测，消毒，再到治疗后的护理，面对突然爆发的疫情和日益激增的病人，单凭人力是很难应对的。于是，机器人大展身手，例如，对话机器人，通过语音识别、自然语义理解等人工智能技术，机器人可以针对疫情问题、就医注意、防护措施进行回答。对于正常用户、轻症用户来说，人工智能可以起到一定的答疑作用，避免医疗资源紧缺以及交叉感染的风险。甚至推出了专门的机器人进行对市民的电话语音沟通，可进行外来人口排查、健康监测和防护建议，并针对重点人群的疫情信息进行记录和定期跟踪，同时可为疫情防控一线人员推送疫情防控知识和培训信息。因为5G的发展，机器人可以实现实时的大数据处理，如5G云端医护助理机器人、5G云端消毒清洁机器人、5G云端送药服务机器人和5G测温巡查机器人，可承担远程看护、测量体温、消毒、清洁和送药等工作。机器人算得上全面发展，是人类的得力助手。

本篇文章将在以下几个方面跟读者讲解疫情机器人的发展现状以及未来的发展方向，并在文章结尾展示现在机器人发展的不足及挑战。

抗击疫情机器人的发展现状

我国的机器人行业还处于发展的初期阶段，但是疫情对此科技发展进行大幅度催化及推动，各个领域都感受到了机器人带来的便捷以及高效。

目前在医疗领域已经投入应用的机器人有：

医疗辅助机器人可应用于重症监护领域，辅助医生完成送药、巡查、消毒的工作，以减轻交叉感染。

警用机器人也在医疗领域发挥协助作用，加以5G技术，实时监控医院、机场、车站、社区等重点防护地区，警用机器人目前可以辅助测量体温，并且识别口罩下的人脸。被检测人员无需排队聚集，同样有效避免了人员接触及交叉感染。

工业机器人可以用于口罩的生产。众所周知，疫情爆发的阶段处于春节，大量生产线处于停产状态，机器人组成的口罩生产线再次发挥巨大作用。

服务机器人用于清扫和消毒，物流机器人用于免接触配送等等。疫情防控期间采用“无接触配送” 的订单占整体的80%以上；“无接触模式”也成为疫情期间甚至疫情后期民众的主要生活模式。 新冠疫情的爆发使得传统经济遭受了重大打击，而无接触的线上经济，微商，电商，直播带货则迅速发展。也算是某种程度上促进了经济的发展。

抗击疫情机器人的发展趋势

机器人总体来说还处于初期阶段，可以应用于生产实践，但是并不意味着技术成熟，其发展可以说还在路上。例如：环境感知技术，运动控制技术就是要发展的两个重要方面，它与机器人的独立自主性的提高息息相关。

环境感知技术：机器人一旦失去感知能力，将无法完成具体的工作和任务。机器人的感知功能通常需要各类传感器来实现。机器人能够借助传感器及时感知自身和外部环境的参数变化，为控制和决策系统提供数据参考。

运动控制：涉及到机器人为完成各种任务和动作，在技术层面所执行的各种控制手段，主要包括位置控制、速度控制、加速度控制等几种控制类型。对于防疫机器人来讲，定位导航和运动协调控制是两项运动控制方面最重要的任务。人机交互是指借助计算机外接硬件设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。在人机交互中，人通过输入设备给机器输入相关信号，包括语音、文本、图像、触控等的一种或多种模式，机器通过输出或显示设备给人提供反馈信号。 在防疫机器人中，人机交互技术主要应用于智能对话、移动跟随、人员引导、身份识别、咨询问诊等场景中。

机器人如何在防疫工作中发挥作用

新冠疫情再次凸显了技术在应对传染病中的核心作用。尤其是新型机器人技术包括临床护理，公共安全，实验室与供应链自动化，院外护理，生活质量、工作和教育的连续性。下面分块介绍机器人在各个领域的应用。

临床护理

在新冠肺炎疫情期间，由于湖北各地疫情呈爆发式发展，当地医疗资源出现明显短缺。医护人员承受着巨大的工作压力和心理压力。种种因素影响下，医护人员的工作效率也受到影响。在此情况下我们要考虑到的一个重要问题就是，抗疫第一线能否通过使用智能机器人减轻医护人员的负担。

疫情期间最重要的防疫措施之一就是要对人群进行体温检测。AI智能测温能够在独立的情况下，或人工轻微的配合下，完成3-5人/批次的面部温度快速检测。对体温超出一定阙值的人员，系统将以秒级发出警报，并提供人脸图像信息，帮助工作人员采取及时有效的措施。AI智能测温的关键在于红外测温，红外测温快速直观，能够实现24小时非接触式测温。

在治疗过程中，医护人员协助机器人进行检查、给病人提供药物，无需进入隔离病房，能够更好地减少被传染的风险。医疗防疫机器人可从源头切断传染源与医护人员接触，避免交叉感染。

公共安全

机器人在准备充分的条件下，抗疫行动会快速高效：

首先，医院的高风险区域应该长时间使用机器人，预防院内感染，机器人在此处可以提供配发餐食和处方，提供远程医疗服务。

随着人与人之间的传染，疫情范围扩大，快速部署机器人可立即加强临床治疗能力，避免患者直接接触，在此阶段，机器人的主要任务是保护医护人员和弱势群体，助力快速测试，实现机器人与医疗人员远程配合。

当疫情全方位爆发，公共卫生和安全机构可以部署机器人对大型公共场所进行检疫和消毒。由于一定数量的人口被隔离，用于食品运输和基本医疗用品运输、远程医疗问诊的机器人必不可少。封城会给当地和全球的经济、教育、社会生活和人民健康带来巨大压力。在此阶段，除了需要保护医护人员和弱势群体之外，医疗机器人还可以缓解因医疗需求激增而产生的压力，帮助维持工作、教育和日常生活的连续性。

公共消毒

在公共区域消毒是疫情期间的重中之重，一些智能洗地、消毒的机器人也加入了防疫大军，在机场、火车站等地区，通过自动驾驶完成消毒清洁作业，避免人群密集场所的聚集和接触。消毒工作对于人们而言具有高风险，这时，消毒机器人可作为一线工作者，冲锋在前，替代人工完成这项艰巨的任务。消毒机器人可以轻易进入病毒重度污染的区域，对地面和空气进行消毒，使用消毒机器人还能间接降低防护服及其配套防护品的消耗量，降低采购难度及复杂性。

实验室与供应链自动化

疫情确实在很大程度上推进了科技发展，并且许多岗位可能面临永久性的被机器人替代的趋势。例如，口罩的生产，有了机器人参与供应链，通过自动执行并优化运输管理，可使准时交货率显著提高。生产线同时需要了解上游下游的生产模式以及运作流程，机器人可以实现自动的各生产线的相互协调。通过一系列先进算法进行了建模，例如，疫情患者人数，医生人数，以及中国总体对口罩的需求量。并且，智能机器人可以预测生产的频率，使得生产不但高效，并且不浪费，有满足市场需求。

院外护理，生活质量、工作和教育的连续性：

配送机器人应用于多个细分场景。专注于某个场景的优势是能够较快地落地产品并构建在该场景中的壁垒，劣势则是行业天花板较低，可能出现增长瓶颈。配送机器人目前主要应用于：

●    酒店：用于替代服务生为客房配送物品的机器人。
●    写字楼：用于配送快递、外卖、文件等物品的机器人，主要针对一线城市。
●    医用配送：用于配送药品、检验样本、医疗器械等物品的机器人。
●    餐厅：用以配送餐饮食物的机器人。 
 

机器人在疫情不同阶段的主要作用

临床护理

i.    机器人可以帮助采集生物样本：用于执行插管或取拭子的机器人咽拭子机器人。
呼吸道拭子核酸检测作为新型冠状病毒核酸检测重要的确诊标准之一，疫情期间用于给患者以及疑似患者的检查，民众的排查，因此需要大规模的医生去完成这项任务。

机器人可以更高效地完成这项任务，咽拭子机器人具有以下优点：
(1)    采集简便：咽拭子智能机器防止了医护人员与患者的交叉感染以及对检查结果的影响，机器人统一了采集的方式，势必能更加规范采样操作，获得更高质量的标本，机器人咽拭子采样也可以达到较高的质量且受试者无不良反应。

(2)    降低假阴性。由于医务人员在采集咽拭子标本时直面患者口腔，担心患者飞沫和气溶胶会传播扩散病毒，容易在采集咽拭子时操作粗糙、或者取样时间较短，导致咽拭子假阴性。

ii.    远程诊疗：现场即时诊断、重症监护病房和外科手术的遥控机器人。
疫情期间，机器人可以发挥重要作用的领域之一是外科手术。具体来说，在新冠病毒流行期间，医疗系统的压力有着显著的上升，尤其是对手术设施的压力。新冠病毒患者突然且大量地涌入，要求医院优先考虑给新冠患者使用治疗手段、手术室和重症监护病床，从而导致受影响地区的医院面临暂停选择性手术的情形。另一方面，在新冠病毒流行期间所进行的所有外科手术，若碰到病人疑似或确诊新冠病毒的情况，那么应当被视作是高风险的，且操作手术的团队需要具备最高程度的保护措施。

例如：机器人辅助手术，有可能减少严重并且需要接受复杂肿瘤手术患者的住院时间，从而为COVID-19患者腾出空间。以腹腔镜手术（一种新发展起来的微创方法）为例，不论是与开放或传统的腹腔镜手术相比，机器人辅助手术都不仅可以减少对手术区域气体以及环境的污染，而且还可能减少直接接触病人的医务人员的数量。

院外护理

对于患者生活质量，工作和教育的连续性方面，公共卫生和安全机构可以部署机器人对大型公共场所进行检疫和消毒。由于封城或者人口被隔离，用于物流、食品和基本医疗用品运输、远程医疗的机器人必不可少。例如，公园里的巡逻机器人，充当着巡逻大使，测试人们的安全距离是否达标。饮食护理机器人进行患者的院外喂食辅助。封城会给当地和全球的经济、教育、社会生活和人民健康带来巨大压力。在此阶段，除了需要保护医护人员和弱势群体之外，医疗机器人还可以缓解因医疗支持需求激增而产生的压力，帮助维持工作、教育和日常生活的连续性。

机器人发展的不足及挑战

医疗机器人未来技术发展趋势是要找准核心、加强技术。我们在本段文章探讨一下机器人技术的挑战及短板。

机器人的技术成熟度是一个重大挑战，因为如果机器人产生故障，人工成本会隐形的增加，生产线也会受到影响，同时负面的用户体验会让技术创新举步维艰。目前人工智能机器人还是存在一些其他薄弱环节，包括数据积累不足、产品鱼龙混杂，质量参差不齐、独立性（全自动智能化）尚有较大提升空间，目前，机器人的思维还是处于被动学习中，不能像人类一样有主动思考的能力和情感。并且，想要取得好的机器人服务，与大量复杂的数据是分不开的，因此，现阶段，机器人对复杂场景的处理还有待提高。

新一代机器人需要与终端用户进行更好的交互也是要大力发展的一项技术。更高级的传感器技术将使机器人能够安全地与物体、人和其他机器人互动。达到这一效果也要求机器人具有更高的灵活部署的能力。

机器人的更加灵活，精准是建立在数据的基础上的，提到了数据就难免涉及到隐私，尤其是在疫情期间工作的机器人会涉及患者的身份，病情等各方面的隐私，因此，考虑潜在的伦理和法律问题至关重要，包括隐私权、所有权、数据处理等等。

机器人的发展和普及是与经济息息相关的。例如，据有关数据报道，酒店场景下的初始客户主要为高档酒店，假设全国每一家五星级酒店均配备2台送餐机器人，按照平均每台10万元的价格计算，酒店服务场景下，防疫机器人的市场空间约为1.7亿元。

总结

本篇文章我们介绍了抗击疫情机器人的发展现状和未来发展趋势，机器人如何在防疫工作中发挥作用，在疫情不同阶段的主要作用，以及机器人发展的不足和挑战。

尽管机器人发展要面临的挑战很多，科学家要走的路还很长，但是不得不承认这是值得投入的工程。我们无法预测未来是不是还会发生与此次疫情类似的战争，能做到的就是借助科技，设好防线，以后，人类将从容面对一切挑战。

审核编辑：郭婷