这是一对白色的机械手臂，由一个有眼纹的身体连接在一起，乖乖地待在一辆白色的采样车里。当有人走到车前时，立即拿出他的左臂。试管，打开盖子；右臂拿着棉签，慢慢进入被检测人的喉咙，稍微旋转几下，棉签就放进去了。试管剪下臂剪，然后拧开盖子放进去。试管框架。
30秒后，采样完成，被测人员要做的就是张开嘴，闭上嘴，摘下口罩。这和很多人在疫情期间经历了无数次的核酸样本没什么区别。
还有动画电影《超能陆战队》里的万能小白。机器人一样，一批机器人大白正在接手核酸取样工作，并通过机器视觉和力控制系统保证取样过程的准确性和安全性。
据南方周末记者不完全统计，到2022年6月底，国内至少有10项研究。机构和公司公开了自动核酸取样。机器人产品。有的企业一个月内完成产品的立项和设计，多次迭代成品。
就采样速度而言，大多数机器人暂时不能和技术熟练的医护人员相比。机器人取样的优点是减少感染的风险和分担医疗护理的努力，但是随着正常核酸检测的实施，核酸取样机器人具有潜在的成本优势。
多家受访企业向南方周末表示，由于医疗行为，核酸采样。机器人需要注册和批准医疗器械，但监督机构还在学习机器人属于什么样的设备。
大学企业齐头并进，但在细节设计上有差异。
取样机器人与其说是黑科技，不如说是对现有技术的整合。它的两大核心技术，识别图像的机器视觉系统和调节强度的力控制系统，已经非常成熟。与其他应用程序相比，工作区域从汽车零件变为更脆弱的人类喉咙。
目前，采样机器人R&D人员身份不同，包括中国科学宋新有限公司公司(以下简称中科新松)等传统。机器人企业，以及上海交大清华等高校。多党合作是一种常见的模式。比如鹏程青训。机器人经过杭州胡喜运百盛科技有限公司公司和深圳罗湖医院集团联合开发。南方医科大学深圳医院还与深圳智慧林网络科技有限公司公司共同开发了用于核酸检测的自助式取样器。
虽然技术已经非常成熟，但是从人机交互、检测精度、安全性等角度来看，各个研究团队的解决方案都存在细微的差异。
据南方周末记者了解，根据不同的使用场景，开发了两种采样。机器人形式。负压设计机身，单向空气流通，实现移动性和安全性，如上海人工智能研究所Seri采样车；采用与取样室相同的固定箱体结构、机械臂和测试仪，如中国科学宋新研发的便捷核酸取样室。
各种产品的一个主要区别就是取样孔的咬合设计。吹口类似于安装在采样间外壁上的塑料短管。检测人员将其纳入，相当于给采样棉签配备了瞄准器。机械臂的前端可以直接沿着空心管进入，对暴露的咽喉进行目测分析和取样。
当然还有更简单的设计。江苏江阴辅仁高科技有限公司。公司用一次性纸杯代替口器，受试者咬。
参与核酸取样机器人研究员袁林告诉《南方周末》,咬人机器从物理上把测试者限制在一定范围内。从技术角度来说，比较粗放，不智能，属于人类合作机器。但为了尽快进入市场，这种设计也是必要的。目前，他和他的团队正在研究更智能的解决方案，使机器能够通过面部识别和语音指导与人合作，并自动调整人体的晃动。
事实上，核酸取样机器人这不是什么新鲜事。2020年，日本机器人巨型川崎重工工业有限的公司与系统合作开发了核酸检测。机器人系统。该系统由三部分组成:鼻拭子取样、PCR检测和医疗护理。其中，鼻拭子的采样部分由医生远程操作的duaro2配合。机器人，被测人员也可以通过机器人和屏幕上的医生说话。
国内核酸取样机器人它出现在新冠肺炎病毒爆发的时候。2020年3月，沈阳自动化与信息技术研究所广州医科大学第一附属医院医院一起完成智能。机器人咽下拭子取样溶液，并在沈阳采集了样本。当时，这个采样名叫凌才机器人安装在车上的遥控器对准电脑屏幕上的采样区域。
谁在购买样品？机器人
目前，许多机器人大白受到了当地政府和防疫部门的欢迎。
2021年1月，凌彩二代出现在沈阳在所有的核酸测试中。与第一代灵采相比，迭代产品采用封闭式箱体结构，医护人员操作机械臂，通过屏幕与受检人员交流。据“贵州日报报道，2022年6月中旬，贵州全省第一次精神大集合一直在毕节市第三人民。医院投入使用。最新版本的产品不需要人工干预。
大多数新一代采样仍处于调试阶段机器人相比之下，北京博敖静典生物科技有限公司公司新冠肺炎核酸检测移动实验室(以下简称博鳌精典)是早期商业化应用的成熟产品，搭载核酸取样机械手。
该产品外观为轻型客车，部分车型配有清华大学机械工程学院研发的机械臂。车内医护人员控制机械臂对准采样区域，点击按钮，机械臂按照预先指定的动作从侧窗采样。
博鳌水晶的工作人员告诉南方周末记者，机械臂和负压设计机身的价值在于保护采样器。当采样器面对比新冠军更危险的病毒时，他们可以得到更多的保护。工作人员还强调，与机械臂相比，轻骑兵的亮点主要是快速探测。通过车内完全集成的芯片实验室系统，从采样到阳性报告的整个过程可以在45分钟内完成。整个实验室系统集成在一辆轻型卡车上，兼顾了便携性和机动性。目前，轻骑兵已经在西南山区和边境地区使用。
此前，清科研究所也在媒体报道中表示，自产品开发以来，已接到政府机构、疾控中心、高校等询问采购代理的电话。
中国科学宋新智能制造部主任潘春告诉《南方周末》，一个大型采样点需要4名医疗卫生保健人员。如果是两班倒，人力成本也不小。这部分费用能够机器人替换。目前，多可样品亭已经在里面了上海在浦东、徐汇、静安进行定点测试。
对于产品定价，中科宋新表示还没有正式确定，还没有到报价这一步。我们的初衷是服务社会，减轻医务人员的负担。
袁林说他参与了抽样调查。机器人它是为核心部件量身定制的。虽然复杂程度很高，需要不断调试，但报价可以控制在100万元以内。一些样品机器人关于价格相对较高，因为他们使用现成的解决方案，如工业装配在线使用机器人。其实采样工作没那么复杂，有人用牛刀杀鸡。
如何实现自动采样
使用机器人取代人类医生是科幻小说中唯一的场景，也是医疗。机器人行业的最高追求。在某种意义上，最近自动核酸取样的出现机器人不小心完成了这个飞跃。
全面实现机器更换、自动取样的目标。机器人你首先需要眼睛。
上海全家人机器人公司一名研究人员告诉《南方周末》,正在设计核酸取样。机器人基于的视觉识别系统。公司动员者工作人员对咽部进行了拍照，获得了5000多个样本。研究人员说，不同的人和拍摄角度显示出不同的咽壁，有些人很生气，有些人根本没有扁桃体。R&D团队在每张照片上标记扁桃体和咽壁的位置，让机器学习，直到准确识别出采样区域。
另一项技术是与安全密切相关的力控制系统。
为了保证机械臂在采样过程中的安全，R&D团队首先设定了机械臂的安全工作范围——成人大约12厘米，儿童更短。此外，在采样过程中，采用力控制技术实时感知采样强度。经过多次验证，采样强度控制在0.2-0.3n之间，这对于运动精度可以达到0.02 mm的机械手来说并不困难..这样既保证了采样的准确性，又保证了采样人员的舒适性，实现了软采样。
袁林说，核酸采样的标准文件——《新冠肺炎核酸采样培训计划》和《医疗机构《新型冠状病毒核酸检测手册(试行第二版)》只规定了取样的大致区域和技术，并未提及力度的大小。在设定机械臂的力度时，他们参考了第一代机灵鬼。机器人临床研究结果。
南方周末记者注意到，上述临床研究结果发表在2020年8月的《欧洲呼吸医学杂志》上。研究人员使用四种不同的力量来操纵。机器人受试者被取样。结果表明，20-40克之间的力是最好的。同时，受试者报告的咽喉痛等副作用相对较少。因此，建议以40克的力取样。
北京大学计算机学院教授黄铁军告诉《南方周末》，人工智能现在可以实现核酸采样。机器人所需的机器视觉能力，这不是什么神秘的技术，但也不能百分百相信机器视觉。他建议可以设立一个验证方法，识别错误的视觉识别结果，然后移动镜头，改变角度。当机械臂被确认为高时，机械臂将继续工作。
中国科学院计算技术研究所教授单石光也告诉《南方周末》，只要收集足够多的数据，视觉识别并不难实现。为了提高数据采集的水平，要考虑如何捕捉摄像头，如何照亮嘴巴，如何操作不当，误触镜头。
为了解决照明问题，上海公司我们的团队在机械臂上集成了一个恒定的光源。光源产生的热量可以同时解决镜头的去雾问题。为了解决每次采样后检测间双氧水喷雾消毒导致相机寿命缩短的问题，课题组选择了防雾霾相机。工业相机。为了固定被测试者的口腔，防止舌板不适，团队还改进了三个版本的咬合直径和长度，进行了定制化生产。
2021年1月13日，沈阳领彩咽拭子取样机器人出现在核酸检测点，医护人员正在检查。机器人取样情况(人民视觉/图片)
等待医疗器械许可证的批准
就像自动驾驶按照智能程度分为L1到L5，医疗机器人学术界也提出了自动评分的标准。2021年12月，伦敦帝国理工学院教授、子期刊创始人之一杨光忠在《科学》杂志上发表了子期刊《科学》。机器人在《薛》的创刊号中，提出了将医疗保健机器人根据自动化程度分为六个等级。
其中，最低级别0不是自动化的，机器人的动作完全由操作者的意志控制。目前，世界上应用最广泛的手术机器人达芬奇就属于这个级别。最高级别是5级，机器人无需监督即可独立完成操作。目前，国内外的研究团队已经自动机器人动物实验，但市面上没有相关产品。
从远程控制到无人监管的自动操作，取样机器人似乎和手术有关机器人进化路径非常相似。然而，正如袁林所说，核酸取样只触及身体表面，不像外科手术。机器人人体组织切除、出血治疗、伤口缝合和取样。机器人不适合杨光忠提议的行动。机器人分类。
因为将棉签插入鼻腔属于医疗行为，所以需要取样。机器人需要医疗器械认证才能投入使用。在川崎重工工业有限的公司发展中的核酸检测机器人该系统之后，日本神户市市长在2020年6月的记者会上明确表示，在获得医疗认证之前，我们绝不投入使用。机器人。
一位医疗行业的券商分析师告诉南方周末，由于抽样，机器人已经触及到人的敏感部位，通常属于三类医疗器械。以前，一些操作机器人该产品已通过创新医疗器械审查，通过绿色通道。然而，审查仅针对具有重大创新和疾病解决需求的设备。个人感觉核酸采样。机器人更难。
在国家医药产品管理局医疗器械注册证数据库中，南方周末记者进行了搜索。机器人没有发现与核酸取样明显相关的产物。
一些受访企业表示，他们的产品从设计阶段就与当地政府保持沟通，目前正在等待医疗器械许可证的审批。但是因为没有先例，有几种设备在卫生委员会层面没有确定。
上述上海厂家说产品样机制造出来后会先在工厂试用，已经迭代到第一个了。三代，等待医疗器械相关许可证审批。
在等待审批的过程中，企业已经开始制定核酸采样。机器人行业标准。潘春说，中国科学新松和上海电科院刚刚制定了采样。机器人企业标准用以规范其产品的设计和生产。接下来，上海电气工程学院将带领行业专家讨论核酸采样。机器人集团标准。