核酸採取ロボット、数千億規模の新興市場

感染症はここ数年で私たちの生活を大きく変えました。日常の挨拶さえ「食べましたか?」から「核酸を摂取しましたか?」に変わりました。核酸検査が生活の一部になっているのは間違いありません。私たちの日常生活。

しかし、核酸検査の需要が膨大なため、各地で医療従事者や人員不足が生じ、病院の通常運営にも影響が生じ、他の患者がタイムリーに治療を受けられなくなるケースも発生しています。また、長期間にわたる高強度の繰り返し採取作業は採取者の精神的・体力的にも大きな負担となり、当然のことながらこの状態を長時間維持することはできません。

そのため、手動のサンプリング作業に代わる無人非接触ロボットの使用は自然な選択となりました。これにより、医療スタッフの感染リスクが軽減されるだけでなく、反復的で重労働を共有することもできます。医療資源の不足。

不完全な統計によると、国内の10以上の研究機関や企業が全自動核酸採取ロボット製品を発表しており、中には複数回の反復を完了し、実用化に達しているものもあります。これは、核酸サンプリングロボットが大規模に適用される前夜にあることを意味します。

核酸採取ロボットは、私たちの生命や健康に密接に関わる新しいタイプのロボットアプリケーションですが、信頼性はあるのか、将来的に本当に普及できるのかなど疑問に思われる方も多いと思います。議論しています。

核酸採取ロボットはどのように動作するのですか?

一般に、核酸サンプリングのプロセスは、採取、回収、包装、保存、滅菌というステップに分かれますが、ロボットによるサンプリングでも同様です。より難しいのはサンプリングです。標準的な操作では、綿棒を口の中にゆっくりと伸ばし、舌の付け根を横切り、咽頭後壁を上下に拭き、扁桃のくぼみまたは口蓋弓を前後に少なくとも 3 回拭きます。粘膜細胞を採取します。

現在試作中の核酸採取ロボットを見ると、採取完了までにかかる時間は約 30 秒と手作業に比べてはるかに遅いが、今後大規模に普及する場合には、必然的にスピードが上がります。

ロボットがサンプリングを安全に完了したい場合、その背後には視覚システムと力制御システムという 2 つの最も重要なシステムがあり、前者は位置決めされ、後者は実行されることが理解されています。

ビジョンシステムでは、ロボットが人間の喉、口全体、奥の小さな舌の位置をマシンビジョンで深く認識し、綿棒で拭くべき部分を決定します。ここで難しいのは、人や撮影角度が異なると口腔状態が異なることです。たとえば、扁桃腺が腫れている人もいれば、扁桃腺すらない人もいます。ロボットは導入エリアを正確に特定する必要があります。ロボット会社によっては、従業員を動員して搬送を行っているところもあります。咽頭の写真サンプリングでは、サンプリング領域が正確に特定されるまで、機械学習のために 5,000 を超えるサンプルが収集されました。

力制御システムでは、サンプリングプロセスの安全性を確保するために、大人と子供にとって安全な作業範囲が設定されており、同時にサンプリング力は通常0.2 Nから0.4 Nの間で制御されます。 N、1ニュートン およそ100gに相当し、卵2個分の重さ、つまり卵半分の重さのサンプリング力です この力は弱い口腔内を傷つけず、移動精度も良好です。 0.02mmまで制御でき、基本的にはどちらの面でもサンプリングが保証されており安全です。

実は、画像を認識するためのマシンビジョンシステムと、力を調整するためのフォースコントロールシステムという現在の2つの主要なシステムはすでに非常に成熟しており、その精度は人間の精度をはるかに上回っています。人間の喉はより壊れやすいです もちろん、技術は非常に成熟していますが、結局のところ、核酸採取ロボットは人間の口に直接接触するため、人間とコンピュータの相互作用、検出においては引き続き改善する必要があります精度、安全性、その他の側面。

核酸サンプリング ロボットには大きな需要があります

今年 5 月、国家衛生健康委員会は、大都市に核酸サンプリング ロボットを実施するために徒歩 15 分の距離に核酸サンプリング サークルを設置することを義務付けました。定期的な核酸検査の実施と、その後多くの都市がフォローアップを発表したことにより、関連検査員の需要が急増しています。

国務院共同予防管理メカニズムは会議で、サンプリングポイントの配置は人口、地理的交通、核酸検査機関を考慮する必要があると指摘した。 2,000 ～ 3,000 人ごとに 1 つのサンプリング ポイント、600 ～ 800 人ごとに 1 つのサンプリング ポイントを設置します。

このデータを参照すると、現在、一級都市と二級都市の人口は約5億5,000万人であり、2,000人に対して1つのサンプリングポイントを設定する基準に基づいて計算すると、約275,000の会計サンプリングポイントが必要となります。各サンプリングポイントは通常 3 か所であり、5 つのサンプリングステーションには少なくとも 10 人が必要であり、これは 275 万人の核酸従事者が必要となることを意味し、将来的に全国に展開する場合にはさらに多くの人員が必要となり、これは膨大な量であることを示しています。プロのギャップ。

また、核酸検査の膨大な需要に伴い、規格外の核酸採取業務、不合理な検査配分、ピーク時の長蛇の列、特殊なグループの検査の不便さなど多くの問題も抱えています。中でも専門人材の不足、規格外の核酸採取作業は早急に解決すべき課題であり、その解決策の一つとしてロボットの活用が挙げられる。

核酸サンプリング ロボットは、手動サンプラーに代わって繰り返しのサンプリング作業を完了し、医療スタッフの仕事のプレッシャーを共有できるだけでなく、交差感染のリスクを軽減することもできます。この利点は、人の流れを分散させ、人々が柔軟にサンプルを採取し、交差感染を最大限に回避できるようにすることにもつながります。

将来、技術がさらに成熟し、サンプルデータが豊富になるにつれて、核酸サンプリングロボットは手動サンプリングよりも効率と精度が高くなるでしょう。

一部の専門家は、検出効率を向上させ、人的エラーを減らすために、核酸サンプリングロボットのハイスループット定量化と自動化を改善することが急務であると述べています。将来、核酸採取ロボットは開発の見通しと市場スペースに非常に大きな影響を与えるでしょう。

その他の困難は何ですか?

核酸サンプリングロボットは、非常に有望な将来性を持っているように見えますが、新興アプリケーションとしてはまだ開発の初期段階にあり、解決すべき多くの問題を必然的に抱えています。

1つ目は効率の問題ですが、現在、最速の核酸採取ロボットでも1人を検出するのに30秒かかり、熟練した医療従事者には遠く及ばず、採取速度の向上は避けられない傾向です。

2つ目はサンプリング精度です。マシンビジョン技術は現在非常に成熟していますが、十分なサンプルがあれば正確な位置決めが可能です。ただし、人間は固定された装置ではありません。人体は揺れます。現在の解決策は、マウスピースを使用して人の口の範囲を狭い範囲に制限することですが、これは資源の無駄であるだけでなく、多くの人が受け入れたがりません。

最後に、コストが高すぎるという問題もありますが、核酸採取ロボットには現在2種類あり、1つはスピードを追求し、組み立てラインにある本来の産業用ロボットを、産業用ロボットに改造したものです。核酸サンプリングのシナリオ。これはやりすぎだと思われます。もう 1 つは、コアコンポーネントをカスタマイズして核酸ロボットを作成することで、価格的には安価です。それでも、一部の研究者は、そのようなマシンの価格は約 1 であると述べています。核酸採取ロボットの現在の価格は主に政府であり、大規模な適用にはまだ長い道のりがある。

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