機器人成為公共衛生和傳染病防控奇兵

醫學科普顧事 發佈 2020-04-03T15:41:02+00:00

如果不藉此次疫情推動機器人開發和應對傳染病方面研究,一旦再次出現第二波疫情或其他公共衛生突發事件,我們仍然面臨著不得不再次讓醫護人員冒著生命危險去迎接下一次疫情爆發。



在義大利北部布雷西亞一家醫院外,為簡化急救程序而緊急搭建應急帳篷,醫護人員在裡面工作


抗擊伊波拉疫情「珠玉」在前,機器人有望成為抗擊新冠病毒「神兵利器」嗎?

機器人可用於凈化消毒、運送食品藥品、協助醫護人員監測生命體徵和管控出入境等。隨著疫情進入新階段,機器人遙控優勢正變得越來越明確。


新冠病毒疫情已經全球蔓延,這是當代人經歷的第一次傳染病疫情全球大流行。

美國、義大利、西班牙、德國、伊朗和其他歐洲國家確診病例急劇增加,全球確診人數數日內有望突破百萬人!經濟全球化和彼此緊密關聯意味著絕大多數國家將受疫情影響,重新布局全球供應鏈,建立新的經濟協作聯盟機制,旨在截斷病毒的傳播鏈。

智能機器人有望成為抗擊疫情的特殊資源嗎?

機器人系統已經可以用於凈化消毒、運送食品藥品;輔助醫護人員監測患者生命體徵和協助管控人員入境/監獄等。隨著疫情趨於平緩(沒有結束),機器人的作用越來越明確了:防控無症狀病毒攜帶者

2015年,伊波拉疫情爆發期間,白宮科學技術政策辦公室和美國國家科學基金會組織研討會,確定了遠程機器人可在三個領域發揮核心作用:臨床醫護(遠程醫療和凈化環境)、後勤(運送和處理污染廢物),以及監測(監測醫學隔離人員)。



遠程醫療機器人系統


我國也在探索一些臨床應用領域,但仍局停留在測試驗證階段或概念化項目。核心技術並不困難,難的是遠見視野。



此次疫情高峰期間,上萬醫護人員奔赴武漢一線搶救患者,很難避免被傳染上病毒,無論個人防護多麼完備,依然身處高風險中,特此建議:


為了安全返回醫院工作崗位,希望對所有馳援武漢的醫護人員進行篩查檢測,為了自己、為了同事、為了更多患者,這是應當做的首要工作。



疫情已然影響了全球各國的製造業和經濟發展,這也凸顯了對推廣應用遠程智能操作開展研究的必要性,遠程操控不僅需要靈活性,更要涵蓋從製造業、到遠程操控發電廠或廢物處理設施,特別是醫療機構污物的處理(參見文章)。

在每一個領域,智能機器人都有廣泛的擴增空間。特別是臨床醫護方面,重要應用領域包括:疾病預防、篩查診斷,以及病人監護和隔離人員健康管理。

預防疾病

在預防傳染病方面,有證據顯示新冠病毒不僅通過飛沫和接觸傳播,更可能出現封閉空間氣溶膠或無症狀攜帶者傳播(最新爭議和趨勢)。

遙控機器人的非接觸紫外線(UV)可對污染物體表面進行凈化消毒。冠狀病毒可以在無生命的表面,包括金屬、玻璃或塑料,存活數天,研究證實紫外線設備(如PX-UV)可有效減少醫院環境接觸頻率較高物體表面的病毒污染。

傳統的人工消毒需要調派工作人員,增加環衛人員暴露風險。而自動機器人或遠程控制機器人消毒環境,更加經濟、快速和有效果。機器人兼具智能導航和檢測高風險、高接觸區域功能,也可以結合其他預防措施。新一代智能機器人從宏觀到微觀用於高危疫區的巡航,對接觸物體表面進行徹底消毒檢測等。


診斷和篩選應用

在診斷和篩選方面,智能機器人作為輔助工具,在公共區域和入境口岸進行體溫測量和篩查。

自動攝像系統通常用於在大範圍內同時對多人進行掃描監測。將這些熱傳感器和視覺算法整合到自主或遠程操作的的機器人系統上,可提高篩選效率和覆蓋率。

可移動遠程機器人還可用於監測住院和門診區域停留患者和來訪者的體溫,並將數據與醫院信息化系統連結,提前預警告知有關人員。

將現有安全系統與人臉識別軟體聯網,可追溯感染者的密切接觸人員,向處於感染高風險的其他人發出警報。當然,這些需要尊重個人隱私。


初步診斷檢測應用

在新冠病毒篩查方面,大多數國家採用收集和檢測鼻咽拭子或口咽拭子。該工作流程包括樣本收集、處理、運輸和檢測。

在重大疫情緊急情形下可以組織所有人力支援,但是當疫情趨於平緩後,就凸顯專業人員對疑似人員的嚴格採樣和檢測樣本收集。

自動智能機器人輔助鼻咽拭子和口咽拭子採樣,不僅可以加快這一流程,降低人體被感染風險,而且還能保障取樣的效果一致性,最重要的是讓醫務人員從事更重要的工作。

有些人在檢測時並未出現病毒感染症狀或結果呈陰性。對於這些人進行血液抗體檢測是非常有必要,可用於識別隱性感染者/病毒攜帶者。自動抽取血液進行化驗,可降低醫務人員的暴露風險。

研究人員也在開發用於自動靜脈穿刺的機器人,該機器人是基於超聲成像識別前臂外周靜脈。自動化實時檢測有望實現體外快速定性檢測和識別病原體。無人駕駛飛機或自動駕駛車輛可以用來運輸病毒篩查樣本,也可以為那些受感染病人運送藥品或醫療隔離人員送食物等。

疫情將成為AI機器人發展的催化劑

新冠病毒疫情將成為研發和推廣應用智能機器人系統的催化劑。遠程遙控機器人可通過專家系統和網絡服務平台遠程訪問和監控,實現快速部署防疫能力,無需親自到一線。

在未來一段時間內,醫療隔離人員可能意味著延長個人與社會交往的」阻斷「,對隔離人員的心理健康產生負面影響。為此,可採用社交機器人來保持良好的社交互動,與此同時堅持執行監護規則,不擔心可能的傳播。

這是一個挑戰性領域,因為社交互動需要建立和維護複雜的人際關係,包括知識背景、信仰自由、情緒疏導以及互動背景和生活環境等。

遠程操作機器人已是一種成熟技術,特別是在5G無線通信網絡下,既可以用於遠程醫療,也可以用於遠程工作。現在每天24小時全球範圍內就有上億人在虛擬網際網路平台上上課和辦公,開展遠程醫療和健康管理諮詢。

遠程醫療進入主流醫療服務領域,已成熟,現在是建立規範和準則的時候了

著名麻省總醫院用遠程醫療機器人輔助查房



虛擬工作模式的轉折點

隨著全球化5G帶寬和4-8K視頻的普及應用,此次疫情將成為虛擬工作模型的轉折點和契機。網絡帶寬資源可能比石油資源更重要、更緊俏了

與以往大型國際展覽和學術會議相比,未來的在線會展和學術研討,而非親自出席的新型虛擬會議方式,將正式進入主流而成為新的服務業。

與會者可以操控遠程機器人替身遠程參會和座談。許多會議可以通過高清晰低延遲虛擬現實進行;與會者的虛擬機器人替身可移動並融入虛擬現實會議環境中。

所有這些交流互動模式將大大降低傳染疾病的感染率,但不中斷學術和商貿交流。

在過去,機器人用於枯燥、骯髒和危險的工作。現在它們可以應用於高危險領域,抗擊傳染病涉及的環境,機器人可代替人類完成各種工作。

應用機器人抗擊伊波拉疫情的寶貴經驗奠定了在抗擊傳染病疫情方面的成功例證,但仍需要投入資金,合作研發更加務實的智能機器人系統。

如果不藉此次疫情推動機器人開發和應對傳染病方面研究,一旦再次出現第二波疫情或其他公共衛生突發事件,我們仍然面臨著不得不再次讓醫護人員冒著生命危險去迎接下一次疫情爆發。

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