30秒で署名、上海の核酸採取ロボットが登場！

COVID-19の流行が続き、核酸検査が広範囲で徐々に常態化している中、複数の組織が核酸検査用ロボットシステムを開発している。2022年5月21日、上海人工知能研究所は、何日にもわたる努力の末、人手を代替して核酸採取プロセス全体を完了できるインテリジェント核酸採取車両「SAIRI」を開発したと発表した。

上海ロボット「大百」

上海人工知能研究所は、上海交通大学、閔行区政府、臨港グループ、センスタイムが共同で投資し設立した研究開発機関です。 「SAIRI」インテリジェント核酸採取車両は、上海人工知能研究所、奇瑞控股集団、JEKA Roboticsが共同で開発した。

「SAIRI」のサービスを初めて体験した公式メディア記者によると、ロボット「サンプラー」のサンプリング操作は非常に標準化されており、「喉を突く」動作は非常に穏やかだったという。

解放日報上官ニュースの報道によると、全体のプロセスは次の通り。記者は携帯電話で核酸コードを開き、スマート核酸採取車の窓でスキャンを完了した。その後、記者は別の窓口に行き、ロボット「サンプラー」と対面した。

「口を開けてください」音声案内に従い、記者はマスクを外して口を開けた。ロボットの右腕の電気爪が綿棒を掴み、ゆっくりと喉に向かって伸ばした。 ロボットアームは咽頭後壁に触れた後、左に3回、右に3回円を描いて分泌物を収集し始めました。回転運動による不快感はありませんでした。

サンプリングが完了すると、ロボットの右腕がゆっくりと引っ込みました。 同時に、左腕の電動クローが試験管を掴み、車体上部に設置されたキャップ締め装置まで伸ばし、試験管のキャップを緩めてから、試験管の口を上に向けたまま右下に移動させた。

このとき、ロボットは左手で握った試験管に右手で綿棒を入れ、綿棒の棒を切断します。 そして、左腕は再び試験管をキャッピング装置まで伸ばし、蓋を締めて試験管立てに置きました。 これらのプロセスが完了したら、ロボットの作業エリアに噴霧と消毒が行われます。車内には、存在する可能性のあるウイルスを殺すための紫外線ランプも装備されています。

その背後にある原理は何ですか?

上海人工知能研究所によれば、これらの行動の背後には少なくとも 3 つの原則がある。1 つ目は、機械視覚の原則の応用である。視覚センサーにより、顔の位置や口を開ける動きがサンプリング要件を満たしているかどうかを識別できます。

要件を満たしていれば、ロボットアームが綿棒を挿入し、内視鏡視覚システムを使用して口腔環境を検出し、扁桃腺を識別し、綿棒を誘導して扁桃腺付近の分泌物を採取します。

2つ目は、力と位置のハイブリッド制御です。力制御センサーは、力制御データをリアルタイムでフィードバックし、ロボットアームの力パラメータを安全しきい値内で制御し、力が実際にサンプリングポイントに接触したときに有効なサンプリングを完了できることを保証します。 3つ目は、人工知能によるロボットアームの協調制御です。サンプリング後、2つのロボットアームは人工知能の指示に従ってサンプリングロッドと試薬チューブを正しく一致させる必要があります。

JEKA Roboticsの関係者は「視覚的な誘導と力の制御フィードバックが協働ロボットの特徴だ」と語る。これをもとに、30秒ごとに1人の核酸を採取する効果を実現している。 これを基にしたインテリジェント核酸採取車両が実用化されると、車両には運転手一人だけが乗車でき、核酸採取作業はロボットに完全に引き継ぐことができるため、効率が向上し、労力が簡素化され、交差感染の可能性も低減されます。 もちろん、技術革新にもかかわらず、現在では大量生産を展開するのは困難です。

技術革新を宣伝する公式メディアの記事には必ず、「物流上の理由で生産者にとって困難である」という抜け穴がある。 開発者らは「加工部品や標準部品がないため、過去２週間で設計が一晩で完了し、機器の大半は３Ｄプリントされた」と繰り返した。 そして、リリースされたサンプルでさえ、ハードウェアは寄せ集めです。 「使用したロボットアームはJEKA社の協働ロボットMiniCoboで、同社のショールームではロボットから電動クローが取り外された状態でした。」

もちろん、手作業で組み立てる核酸ロボットが必ずしも製品化の見込みがあるわけではなく、研究開発チームも「全面的に業務を再開したら、金型を製作し、機械加工を行う」と約束した。 しかし、緊急のニーズに応えるために今から大量生産しようとすると、手遅れになってしまいます。 上海人工知能研究所はまた、第3世代のインテリジェント核酸採取車両を開発しており、「採取+検査」プロセス全体の閉ループ無人運転の実現を目指していることを明らかにした。

川崎重工業は核酸の採取と検査のためのロボット一式を開発した。

しかし、この素晴らしい時代において、私たちが独創的だと思うアイデアの多くは、すでに他の人によって提案されています。 例えば、2022年4月には山東省煙台清華大学研究所と清華大学の研究チームが開発した咽頭ぬぐい液採取ロボットが発売された。 核酸の採取と検査は完全に無人で行われ、日本の川崎重工業がすでにこれを実現している。

ロイター通信は2021年1月、厚生労働大臣が川崎重工業の研究所と生産ラインを視察した際、川崎重工業の核酸検査ロボットアームが厚生労働大臣の前で鼻腔ぬぐい液の採取動作を実演し、成功したと報じた。

日本の川崎重工業は2021年春、ロボットだけで操作する核酸採取＋検査システムを開発した。このシステムは2022年2月に神戸市で一般向けに試験運用されました。 川崎重工業が公式に発表したパラメータによれば、このロボットセットは1日あたり2,500件のPCRサンプル採取+検査を完了できる。

このようなシステムが50台あると、1日の検体採取＋検査数は12万5000人となり、これは2021年春の日本の1日当たりの新型コロナウイルス検査数の2倍に相当する。 これに比べて、川崎重工業のロボットシステムは核酸検査をより速く行うことができる。 日本国内の検査機関の平均スピードは、検体受領後3時間以内に核酸検査結果が届くことです。

川崎重工のロボットは、核酸抽出、試薬調製、PCRなどの一連の工程を80分以内に完了し、結果を得ることができる。 さらに、川崎重工業は現在、このシステムの移動型を開発しており、長さ40フィートの貨物コンテナにシステムを搭載して、ロボットトラック版の核酸採取・検査を完成させる準備を進めている。

いかなる激動の時代も、有能な研究開発機関にとっては技術革新とブレークスルーのチャンスとなります。 この素晴らしい時代において、すべては誰がこの機会をつかみ、実現する能力を持っているかにかかっています。​