機器人在突發(fā)公衛(wèi)事件中的應用分析與發(fā)展趨勢探討

陳 杰，魏 強

（南京市急救中心，江蘇 南京 210003）

0 引言

智能人工技術近年來發(fā)展迅猛，人工智能具有自主學習和自動控制功能。此外，隨著科學技術的發(fā)展，高水平的人機、腦機相互協(xié)同和融合成為智能人工技術重要功能的開發(fā)方向，由此產生了應用廣泛的多功能人工智能機器人。這類智能機器人不同于以往的自動化設備，而是作為具有互動功能的輔助設備介入各項領域的。本文側重從醫(yī)療領域來闡述人工智能機器人的導診、醫(yī)療、手術、護理、康復功能，期望能從具體的技術應用中預測人工智能的發(fā)展前景，為后續(xù)研究提供佐證。

1 機器人在我國醫(yī)療行業(yè)中的應用分析

與其他行業(yè)的機器人相比，醫(yī)療行業(yè)對于機器人的專業(yè)性要求更高。從其應用場景及功能上看，醫(yī)療機器人是指用于醫(yī)院輔助醫(yī)護人員開展相關診療工作的輔助型機器人。醫(yī)療機器人是基于大數(shù)據及人工智能技術的產物。它通過深度學習，可以實現(xiàn)獨立的操作計劃編排，在實際運用的過程中，醫(yī)療機器人可根據實際情況對其執(zhí)行動作做出指引，最終完成相關工作。在醫(yī)療行為中，機器人根據其用途的不同可以分為醫(yī)療輔助機器人、遠程醫(yī)療機器人、手術機器人、康復機器人、物流機器人、護理機器人、排查防控機器人、消毒機器人等［1］。

醫(yī)療機器人目前正處于高速發(fā)展的階段，我國智能感知、多模態(tài)人機交互、云計算等智能化技術不斷成熟，在人工智能技術方面與全球基本處于同一起跑線，特別是在圖像識別、語音識別、語義識別等多模態(tài)人機交互技術領域，部分已接近和達到全球領先水平，而人工智能與醫(yī)療業(yè)務深度融合的產品，近幾年更是層出不窮［2］。如醫(yī)療服務類機器人，醫(yī)院物流、患者服務、消毒感控等業(yè)務場景的機器人早已走向一線，其應用效果、用戶滿意度較高，正為傳統(tǒng)醫(yī)療產業(yè)向智慧化醫(yī)療的轉型助力。

2 醫(yī)療機器人在傳統(tǒng)醫(yī)療活動中的應用分析

2.1 遠程醫(yī)療導診機器人

遠程醫(yī)療機器人的智能導診系統(tǒng)通過電子病歷獲取患者的基本信息，包括性別、年齡、病史等［3］。遠程醫(yī)療機器人通過與患者的互動獲取患者的診療訴求及基本健康信息，結合其在院的歷史相關診療數(shù)據，為患者本次就診提供參考建議?；颊吲c遠程醫(yī)療導診機器人的互動方法可以通過語音式交互來進行，也可以通過患者主動輸入相關信息來進行。在機器人的操作系統(tǒng)中，開發(fā)者會提前內嵌類別頻數(shù)集、類別先驗概率集、特征屬性頻數(shù)集、特征屬性條件概率集等判斷方法，然后通過相關算法及知識庫來綜合判斷患者病情，同時為其提供治療方案，如果有需要，遠程醫(yī)療導診機器人還可以為患者提供遠程咨詢服務。遠程醫(yī)療機器人的工作邏輯流程，如圖1所示。

圖1 遠程醫(yī)療機器人的工作邏輯流程

2.2 手術醫(yī)療機器人

手術機器人是一種結合了醫(yī)學、力學、生物力學和信息學等多個學科的醫(yī)療設備［4］(見圖2）。利用計算機技術及大數(shù)據分析技術、人工智能技術集成的外科系統(tǒng)和醫(yī)療類機器人控制系統(tǒng)是組裝一套完整手術機器人的基礎要素。手術機器人用于輔助醫(yī)生在某些感官層面進行外科手術，如在手術過程中涉及的視覺、聽覺、觸覺等方面。由機器人介入來協(xié)助醫(yī)生共同完成手術，會使手術的成功率更高，使手術對患者所造成的損害更低。

圖2 手術醫(yī)療機器人

2.3 護理醫(yī)療機器人

護理類智能醫(yī)療機器人具有視覺、聽覺、病癥記錄、遠程傳輸數(shù)據等功能，并且護理機器人不需要休息，在工作過程中能夠長時間的持續(xù)監(jiān)護，通過自身的傳感器等進行監(jiān)視，觀察監(jiān)護病人的生理特征信息，便于以后的針對性治療與分析［5］。護理機器人還可以在一些突發(fā)事件中擔當緊急救護的任務。

2.4 康復醫(yī)療機器人

康復機器人技術致力于通過應用機器人設備來了解和加快患者病情康復情況的一項技術?？祻蜋C器人包括為協(xié)助不同的感覺運動功能而量身定制的機器人設備，例如手臂、手掌、腿、腳踝。當前，行業(yè)內開發(fā)了多種輔助治療訓練的方案和評估患者的感覺運動表現(xiàn)(運動能力）系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)和方案中，機器人主要是作為輔助治療工具。經研究，患者通常能較好地使用機器人進行康復，并且研究發(fā)現(xiàn)其對于治療患有運動障礙(尤其是中風）的患者而言是有效的輔助手段。

3 醫(yī)療機器人在疫情等突發(fā)公衛(wèi)事件中的應用分析

近年來，各種突發(fā)疫情在全球范圍都時有發(fā)生，而每當這些突發(fā)疫情發(fā)生的時候，人民群眾的生命財產安全及正常的社會秩序和經濟發(fā)展都會受到較大的影響。就目前而言，在這些突發(fā)的公共衛(wèi)生事件面前，如何快速有效地做出響應，對其進行控制，是世界各國都面臨的一個重要問題。隨著機器人和人工智能技術的發(fā)展，復雜場景下的多類型應急防控智能機器人應運而生，在疾病防控、排查診斷、環(huán)境消殺、物資運送、醫(yī)療救治等環(huán)節(jié)中扮演著至關重要的角色［6］。在疫情防控工作中，物資匱乏、環(huán)境復雜、醫(yī)護人員不足是每次疫情防控面臨的最大難點，而機器人利用其機器特性可有效解決這些問題。在疫情防控的工作中，人們可以利用物資搬運機器人、消毒機器人、醫(yī)療輔助機器人來協(xié)助醫(yī)護工作人員開展疫情防控工作(見圖3）。而醫(yī)療機器人在疫情防控工作中的應用可大大減輕醫(yī)護工作人員的工作壓力，緩解醫(yī)護人員不足的情況，降低醫(yī)護工作人員的感染率，提高疫情防控的工作效率。

圖3 多場景疫情應急防控機器人及其應用

3.1 醫(yī)療物資搬運機器人

以此次新冠肺炎為例，武漢乃至全國都面臨的首要問題是應急醫(yī)療物資短缺和醫(yī)療物資閉環(huán)配送［7］。在防控區(qū)域醫(yī)療應急物資的運送，采用傳統(tǒng)的人工運送方式有極大的局限性。而醫(yī)療物資搬運機器人有著更多的優(yōu)勢。

(1）超高運力。醫(yī)療物資搬運機器人運載量大，單次配送量可達上百公斤，大大減少了因多次運輸而耽誤的時間。

(2）靈活調度。醫(yī)療物資搬運機器人無需休息，全天工作，隨叫隨到，對于夜間物資配送也展現(xiàn)極高的配合度，契合院感防控的工作模式。

(3）避免交叉感染。后疫情時代，作為長期與病毒戰(zhàn)斗的一線醫(yī)院，醫(yī)療物資搬運機器人可有效降低因人工物資配送而產生的交叉感染風險，保護醫(yī)護人員生命健康。

3.2 多場景下消毒機器人

在重大疫情的防治過程中，最重要的環(huán)節(jié)便是針對各種公共場所的消毒，以便于切斷傳染途徑。一般說來，消毒主要分為疫源地消毒和預防性消毒。疫源地消毒是指對有傳染源存在的隔離病房進行消毒，以免病原體外傳；預防性消毒是指在未發(fā)現(xiàn)傳染源情況下，對可能被病原體污染的物品、公共場所和人體進行消毒［8］。清潔消毒類機器人主要有兩大功能：一是通過路徑規(guī)劃自動巡航洗地消毒，不必驅散人群；二是通過紫外線與霧氣自動消毒，不但能在醫(yī)院的隔離病房、手術室、發(fā)熱門診等院內消毒，還可廣泛應用于地鐵站、機場、碼頭、道路、商場、人群密集地等公共場所消毒。針對不同場所的消毒要求不同，提供相應的消毒力度。

3.3 醫(yī)護輔助機器人

醫(yī)療本身具有極高的衛(wèi)生等級和安全要求，尤其是在疫情防控這種特殊時期。機器人技術的發(fā)展，可以讓醫(yī)護人員的部分工作由機器人代替，從源頭上減輕醫(yī)護人員的感染風險，并且，機器人代替醫(yī)護人員，也可以減少防護物資的消耗［9］。醫(yī)護輔助機器人的應用使醫(yī)護人員短缺的情況得到很大程度的改善。通過醫(yī)護輔助機器人，可以使一些非必須人工參與的醫(yī)護場景交由機器人來處理，醫(yī)護輔助機器人可利用其強大的知識庫及算法為醫(yī)護工作人員提供相關幫助，比如：病人分診、引導、基本的血壓、脈搏、體溫測量等，甚至遠程問診和病人病情的數(shù)據監(jiān)測等。

3.4 排查防控機器人

重大疫情來臨時，人員流調、風險排查的任務都將耗費大量的人力物力。由于風險區(qū)域的人員流動較大，涉及范圍較廣，對封控區(qū)、管控區(qū)、密接、次密接的人員的排查防控是一項非常重的任務，疫情的潛伏期長短和傳染性強度也直接關系著排查防控工作的效率。排查防控機器人可以幫助工作人員進行防疫宣傳、外來人員登記、排查、巡邏、巡檢，對人員進出來往進行監(jiān)控，有異常信息及時上報。

南京市急救中心在疫情防控期間建設的洗消中心率先投入了洗消機器人和醫(yī)療物資搬運機器人，不但減輕了洗消中心監(jiān)督員的消殺工作，并且從轉運車輛進入消殺區(qū)到安全區(qū)實現(xiàn)了全閉環(huán)操作和管理。

4 結語

這次疫情給全社會做了一次深刻的公共衛(wèi)生安全教育，更多人意識到，機器人除了能應對招人難、招人貴等問題，還具備解決公共衛(wèi)生安全問題的能力。人工智能、5G、大數(shù)據等新基建技術在醫(yī)療行為中的應用越來越廣泛，醫(yī)療機器人與傳統(tǒng)的醫(yī)護人員之間既各司其職，又相輔相成。疫情之下，為避免人與人之間的近距離接觸感染，提高防疫效率，各類服務機器人扮演著不同的角色，尤其是在體感檢測、配送、送餐、消毒殺菌、手術等場景中，機器人可以有效地替代人員進行作業(yè)，減少和降低不必要的風險［10］。

在疫情面前，迅速開展救治與防護是積極的應對手段。每個人都應該盡自己所能為國家做貢獻，大至一線人員的日夜奮戰(zhàn)，小至個人自主居家隔離。如今，醫(yī)療技術的快速發(fā)展，科學技術的攻關進步，人工智能的出現(xiàn)及應用，都將為國家打贏疫情防控阻擊戰(zhàn)提供助力。相信未來機器人的應用深度和廣度遠不止于此，將會朝著更智能、更多元化的場景創(chuàng)新迭代，實現(xiàn)整體任務自動化、柔性化、萬物互聯(lián)化、應用精細化發(fā)展。

（編輯 李春燕）