解决方案丨助力智慧抗疫 大寰机器人给核酸检测自动化装上“智慧手”

       目前，新冠疫情仍然在全球范围内传播蔓延，全民核酸筛查成为疫情防控的首要关卡。在我国巨大的检疫作业需求下，核酸采样机器人应运而生。今年7月，集成了大寰PGE系列电爪的双臂复合协作机器人“鹏程青耕”二代机在深圳市民中心正式亮相，这是世界第一款全流程自动化鼻咽拭子采样机器人。

       该核酸采样机器人能够模仿资深护士的动作进行核酸采样。在采样前期，机器人与大寰PGE电爪协同操作采样管的开闭盖、扫码、鼻咽拭子的抓取和标定。在采样过程中，基于大寰精密力控技术打造的PGE电爪能够实现动作轻柔、安全、准确、快捷地对用户进行鼻咽拭子核酸采样，并对样本进行封存。

       根据官方数据显示，截至7月16日，已有180位受试者在医学伦理指导下完成临床前使用，所采集的相关样本已经按照要求送往医学检验中心，样本质量满足检测要求。根据调查问卷，超过90%受试者反馈，鼻咽拭子机器人采集动作轻柔，不适感比人工医护采集的还要少。

       在本次应用中，大寰机器人电动夹爪给机器人装上了灵活的“智慧手”，其精细感知和灵活操作实现标准化和规范化的采样质量，实现全自主化采样作业，大幅减轻医护人员的采集压力。此前，搭载大寰电爪的核酸采样机器人已试用于上海、湖北等地。
       面对常态化的全民核酸筛查需求，上亿份的单样、混样检测标本数据扑面而来般地涌向了各大疾控、三方检测中心，对于检测机构的效率要求越来越高，而核酸机器人可以有效地完成检疫工作的前段采样工作，提升整体的采样检测效率。

       目前，各地医疗机构还迅速建立对新冠病毒的高通量检测能力，但由于在样本处理过程中，其自动化检测作业尚未完全普及，不仅流程耗时长，操作繁琐，同时在医务人员频繁接触样本过程中也会大大增加病毒感染的风险。
       
       因此，为了提高检测效率，减少人为误差，亟需提高各大疾控、三方检测中心检测的高通量化及自动化程度，采用全自动检测设备等新型检测方式已成刚需。


       面对医疗领域的核酸检测自动化的需求，大寰机器人基于自身的精密运动控制核心技术，提供了一系列高卫生标准、高质量和高工艺的智能抓取与精密运动产品辅助医疗工作人员完成核酸检全流程作业，提供整体检测效率。

       相较于传统气动执行部件而言，气爪需连接外部气源，集成度低，噪音大，无法满足医疗场景洁净要求。另外，由于医疗样本检测需轻拿轻放，对于执行部件的抓取精度和稳定性有一定的要求，气动部件无法做到精密力控，同时在实现自锁功能上复杂且稳定性不高，在面临突发断电时会导致试剂瓶掉落、翻洒或破碎，气动方案存在着不确定因素较高。

       大寰电动夹爪采用电驱动控制原理，产品运行时静音，且无需气源，能够保证样品与环境的洁净性，这对于检测实验室/医院环境而言，电爪的相对优势更大，更符合其应用需求。

       同时基于自研的精密力控和一体化集成技术，大寰电爪具有体积精巧、简单易用、精度高、稳定性强、设计美观等优势。其中，RGI系列旋转电爪标准化实现功能，驱控一体，省去使用电机+气爪+传动装置的非标设计成本，更标准化、更稳定，赋能设备商快速进行设备开发与部署，切实满足医疗自动化对开合盖、搬运、上下料等任务的精准度、效率的需求。另外，在核酸检测大数据时代下，大寰电动夹爪基于电流产生的数据，能够实时反馈抓取状态，方便数据分析和设备管理。


       举例来看，在核酸样本检测的自动化分杯处理系统中，大寰机器人RGI旋转电爪能够精准、稳定、地完成抓取样本试管、自动扫码、信息录入、自动开盖，再提取可能含有阳性样本的咽拭子样本转移到深孔板，以及完成自动关盖、原管原盖回收的一系列动作，这是样本自动化检测要处理的最复杂和最危险的环节，作业环境全程处于密闭负压状态，确保样品洁净度和检测结果的精确性。


       在样品分杯处理完成后，通过“机器人+大寰电爪+视觉”的机器人组合，对已检测完成的96孔板试剂盒进行抓取、上下料和无人化搬运作业。在这个过程中，大寰电爪依次对试剂盒进行精准抓取并放入96孔板，再将已填满的96孔板转运至储存仓，或将处理后的样品盒搬运至检测设备中，以稳定抓持保证样品搬运途中的完整性。

       在全自动化无人值守多功能样品制备站中，通过六轴机械臂搭载大寰机器人 AG 系列/PGC 系列电爪的配合应用，大寰电爪能够完成上下料、开合盖、搬运等复杂任务，将样品在样品仓、液体处理、震荡提取、离心分离几大模块中转运作业，保证样品制备的高通量、全自动、精确性、安全性。


       透过上述应用案例，大寰电动夹爪主要完成了抓取、旋转开合盖、搬运、上下料等作业，这看似“简单”工作的背后，其发挥的作用举足轻重，是有效助推医疗行业实现自动化和智能化进程的利器。
       自疫情爆发以来，新冠检测逐渐成为了炙手可热的大蓝海市场，数据显示，过去3年中国核酸检测市场的增速在18%-19%，中国核酸检测市场增长速度领跑全球，到2021年中国核酸检测行业规模上升至132亿元。预计2022年市场规模将进一步增长至146亿元。

       短期来看，各区域疫情接连出现，常态化的核酸检测需求短期内也不会消失，响应速度要提升，检测时间要缩短，临时增添人手不是长久之计，医疗行业对自动化改造的需求更为迫切，而这需要为一些关键步骤找到自动化解决方案。

       目前，医疗器械行业需要解决的主要问题包括：小批量多品种、人力成本高、生产设备跟不上市场发展需求、员工技能不一、效率低、交货延迟、市场竞争激烈营销模式落后等问题。

       基于在执行部件领域的多年积累，大寰机器人从局部出发，可以为医疗行业提供标准化与智能化的电动执行部件，进行重复、繁琐的工种替代，提升工艺技术水平，从而达到提高生产效率，降低成本的目的。


       截至目前，大寰机器人已打造了0.8~300 N的电动夹爪矩阵，针对医疗场景应用，大寰更是首创推出了双伺服一体化集成设计的旋转夹爪RGI系列、直驱旋转电爪RGD系列，其紧凑小巧的体积，整个部件长度最小仅15cm，节省空间远超50%，全周期成本相较于气动方案降低30%，可实现多产品矩阵式组合应用，可实现千万次免维护，具有抓取/掉落的智能反馈功能，使产线生产更加稳定。

       接下来，大寰机器人还将不断加深更多行业和应用场景的理解，深挖各行业客户的自动化改造需求，提供满足客户需求的智能执行部件，为客户创造更大的附加值。