一、所属领域

生命健康、医疗机器人

二、项目介绍

1. 痛点问题

新冠肺炎疫情已经在全世界范围蔓延，现有病毒感染检测手段主要通过咽拭子采集的样本进行核酸检查。然而咽拭子样本采集是传染风险系数极高且需要一定操作技巧的过程。采样中被采集者需张口暴露咽喉部位，采样咽喉区域是病毒相对集中的区域，被采集者用力呼吸、咳嗽等可产生大量飞沫或气溶胶，可能导致采样区域内人群的交叉感染；而采样医护人员近距离采集咽拭子，需进行三级防护（穿防护服、戴护目镜、戴手套），导致操作不便，增加了工作强度，减少了采集动作的准确度；特别是长时间工作而引起的医护人员疲劳，导致采样的有效性降低，增加了漏检的风险。并且为了有效的遏制传染风险，采集任务通常要求短期内迅速完成，采集时段非常集中，采集工作量极大，容易导致采集质量的参差不齐，从而影响对病情的判断。

2. 解决方案

本项目研制实现了全自动咽拭子采集机器人，避免医护人员在新冠肺炎病毒样本及其它呼吸道病毒采样过程中感染。系统将人工咽拭子采集过程中的被采集者信息识别、咽拭子采集、密封、贴标等过程实现全自动化。该系统在采样过程中能够进行采样力检测反馈，咽部组织接触力感知能力，在人的口腔内通过深度图像进行口腔内部咽部采样区域进行精细定位，能根据采样位置变化而自行调整，并且能控制合适的采样力度，实现咽拭子的精准柔顺采集。

样机实物图

3. 竞争优势分析

现有的咽拭子采集机器人均通过遥操作机械臂的方式完成样本采集，需要额外对医护人员进行培训，对于遥操作的技能也有较高要求。本项目开发的全自主型咽拭子采集机器人系统，采集效率更高，与2个护士完成全流程采集所用时间相当，采集速度比当前同类产品快约30秒。

4. 市场应用前景

咽拭子采集机器人可减少人工采集带来的风险，特别是海关、隔离酒店、医院等场景。即使疫情过后，咽拭子在呼吸道病毒种类检测科室中仍然有大量的检测需求（如扁桃体病毒检测等），仍然可以有效的缓解医务人员紧缺的问题。咽拭子机器人自动采集系统不仅保证了医护人员的安全，而且采集更加高效规范（医护人员平均采样有效性约为80%，机器人有效性超过96%），能有效降低假阴性率。

5. 发展规划

（1）通过卫健委等政府组织机构协调，迅速与核酸检测机构对接身份信息上传，使得机器能快速应用于各大医院、自助核酸检测点等。

（2）联系海关部门，特别是入境机场、陆、海口岸等。全国共100余海关，每天入境约2万人次，入境后仍需隔离3周，且隔离期间隔离酒店内需完成一天一检，鉴于海关港口对核酸检测具有迫切需求，因此亟需咽拭子自主采集机器人。

6. 知识产权情况

本成果已获得2项中国发明专利授权、申请1项PCT国际专利并进入美国。

三、合作需求

寻求在医疗器械领域有相关技术开发、市场推广经验，能推广本技术落地的高科技企业，可以进行深度合作。

合作方式：技术许可或部分转让。

四、团队介绍

本项目由清华大学孙富春教授团队完成，团队成员包含国家杰出青年科学基金获得者2人，主持承担国家自然科学基金委重大国际合作项目、2030新一代人工智能项目、国家重点研发计划课题等项目，获得中国人工智能学会吴文俊科学技术奖创新奖一等奖、吴文俊科学技术奖进步奖一等奖、教育部自然科学奖二等奖、北京市科学技术奖理论类二等奖等。团队的多模态感知、灵巧操作等技术成果入选了十四五科技成就展，并且多次在IROS国际机器人抓取操作比赛中夺得冠军。

五、联系方式

E-mail：ott@tsinghua.edu.cn

成果编号：2022035

注：所有成果发布内容未经授权，请勿转载！

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