饅頭老妖,南京大學化學博士、西華大學生物工程學院講師。《視覺之旅:化學世界的分子奧秘(彩色典藏版)》《地球簡史》等圖書譯者、吳大猷科學普及著作獎獲得者(譯著類),撰寫過大量科普文章,熱衷于寫偵探小說。
2020年,一場新冠疫情席卷全球。毫不夸張地說,這場疫情深刻、全面地改變了人類社會的面貌。它引發的變化之深刻,讓很多人都感慨:哪怕疫情結束了,人們的生活也回不到疫情之前的樣子了……當然,變化也會帶來機遇,對于智能機器人行業來說更是如此。在抗擊疫情的戰斗中,智能機器人發揮了獨特的作用,也顯示出了它廣闊的應用前景。
智能“快遞小哥”:更安心的派送
在疫情期間,避免交叉感染非常重要。
國內的集中隔離點基本都是租用指定酒店的房間,每位隔離人員單獨住一間,以防交叉感染。在隔離期間,酒店工作人員把一日三餐送到每個房間,同時清運每天產生的生活垃圾。盡管這個過程是有防護設備的,也可以盡量做到雙方不見面、不接觸,但仍然存在一定的風險。今年9月初,廣東新增一例無癥狀感染者,這名感染者正是境外入境人員指定隔離酒店的工作人員。這說明對于工作人員被感染的擔心,并不是杞人憂天。
而解決方案之一就是用智能送貨機器人代替人工。智能送貨機器人會按照樓層號和房號,自主規劃路線,以最短的總行程,把東西送到各個指定的房間。它還會自動乘坐電梯,會“說話”提醒人來取貨物,也會在路上主動躲避障礙物和路人,送貨全程無需人類干預。更讓人安心的是,這類機器人外部大多都有防水設計,一趟送貨任務完成之后,可以直接對它進行噴灑消毒,避免它再把污染帶到外界去。
這種智能機器人,雖然對空間和路線的理解相對簡單,但也足夠在特定的建筑物內工作了。而在大規模范圍進行配送,還要依靠它的升級版本——無人駕駛公交車。
和在酒店里送貨相比,在整個小區乃至整條街道送貨的難度顯然更高:運送物資的總量,都是按噸來計算的;車輛必須通過市政道路進出,路線相對復雜;如果讓人駕車進去送貨,又存在駕駛員被感染的風險——哪怕穿著隔離服,也不能保證100%安全。而這些困難,無人駕駛公交車都能解決。
今年6月,廣州的無人駕駛小型客車,就以每次0.8噸的載貨量,很好地完成了保障隔離區域內居民正常生活的任務。而在國內的其他一些城市,如武漢、深圳等,也有使用無人駕駛物流車的例子。
“機器人護士”:更安全的取樣
另一個讓智能機器人大顯身手的場合,就是核酸檢測中的口腔拭子取樣。
在過去的一年半里,很多人都有過口腔拭子取樣的經歷:被護士用消毒棉簽,在口腔甚至咽喉深處擦拭。對于被取樣者來說,這當然不是什么舒服的體驗,對于取樣人員而言,也同樣不太舒服。
試想一下,當護士對一個潛在的無癥狀感染者進行取樣時,感染者的唾液中含有大量的病毒顆粒,而護士與他的距離,通常還不到十厘米,感染風險是很大的。盡管護士會穿戴各種防護裝備,但這些裝備使用起來并不舒服,更別說進行大規模核酸采樣時,護士一天通常要站六七個小時。
于是,德國的一家企業,就開發出了取樣機器人。確切地說,它只是一個機械臂,無需人為在后臺遙控,完全依靠人工智能技術驅動。取樣機器人在功能上已經很強大了,它可以智能地識別人類的口腔或鼻腔的大小及深淺,然后規范而又溫柔地完成口腔拭子或鼻腔拭子的取樣工作,取樣結束后,它還可以自動拋掉一次性的取樣裝置,并在機械臂的前部自動噴灑消毒,完全避免了交叉感染的可能性。
目前,這款取樣機器人已經獲得了德國衛生部門的醫療器械許可,承擔起了對高風險人群取樣的重任,降低了醫護人員因取樣而感染的風險。
“機器人醫生”:更精密的手術操作
能夠自動取樣的“機器人護士”已經相當智能了,而“機器人醫生”則更加精密和穩定。
“機器人醫生”也叫手術機器人。和自動取樣的機械臂“護士”不同,它的操作得由真正的外科醫生在手術室外的操作臺上遠程遙控。
“機器人醫生”給患者帶來的好處也是很明顯的:它的機械裝置非常穩定,不會因長時間的精密操作而顫抖;它的機械臂只有筷子粗細,術后病人的創口會比較小,這些機械臂雖然細但是很靈活,可以在狹小的空間里,完成伸縮、旋轉等動作;多個機械臂之間,還能相互配合,實現更復雜的手術操作。此外,它還能實時地把視野里的畫面傳遞給醫生,任意放大其中的區域,讓醫生看得更清楚、操作更精準。和現有的內窺鏡手術相比,手術機器人讓醫生有了更靈活的選擇。
手術機器人在避免交叉感染上,也有很大的好處:在對那些罹患嚴重傳染病的患者進行手術時,醫護人員面臨著感染的風險,但如果由手術機器人在前面操作,就相對安全多了。例如,2020年2月,我國首例對新冠肺炎逝者的解剖尸檢工作在武漢金銀潭醫院完成。這次尸檢,弄清了新冠病毒主要傷害的器官情況,為后續的防治工作提供了重要的信息;但同時,負責尸檢的劉良教授團隊,也承擔了極大的風險。
如果那時有手術機器人可用,想來就要安心很多了。手術機器人的操作也不復雜:它具備一系列的傳感器,能夠捕捉、識別醫生雙手的精細動作,并及時同步到機械臂上。一般來說,外科醫生經過短期培訓,就能熟練地使用這類手術機器人了。
在新冠疫情之中,人類對于自動化、智能化機器人的需求,體現了技術發展的趨勢。無論是日常家中的掃地機器人,還是“高大上”的手術機器人,智能機器都為我們的生活提供了許多的便利。相信在不遠的未來,它們還能帶給我們更多的驚喜。