核酸採樣機器人，一個新興的千億市場

疫情幾年深刻改變了我們的生活，連日常寒暄都從“你吃了嗎”變成“你做核酸了嗎”，毫無疑問，測核酸已成為我們日常生活的一部分。

然而核酸檢測的龐大需求，讓各地都出現了醫務人員短缺和人力不足的情況，甚至因此影響到了醫院的正常運轉，導致不時出現其他病人得不到及時醫治的案例，此外長時間、高強度的重複採樣工作，對採樣人員的精神與體力也是一個巨大的挑戰，顯然這種狀態不能長時間持續下去。

於是使用無人的、非接觸性的機器人，來取代人工進行採樣工作，就成為了很自然的選擇，不僅可以降低醫護人員感染風險，分擔重複性的繁重勞動，一定程度上，還能緩解醫療資源缺損的現況。

據不完全統計，目前國內已有超過10家研究院及企業公佈了全自動核酸採樣機器人產品，其中有的產品已完成了多次迭代，達到了實用的標準，意味著核酸採樣機器人已來到了規模化應用的前夕。

核酸採樣機器人作為一種新的機器人應用品類，並且與我們的生活健康息息相關，許多人或許都會疑惑其是否可靠，未來也是否真的能普及，種種問題值得探討一二。

核酸採樣機器人如何運作的？

一般而言，核酸採樣的流程可分為採集、收樣、封裝、保存、消殺等環節，機器人採樣也是如此。其中較為困難的環節就是採樣，標準操作動作要求將拭子緩慢伸入口腔，越過舌根，在咽後壁上下擦拭，扁桃體隱窩或腭弓來回擦拭各部位至少3次，以收集黏膜細胞。

以目前試用的核酸採樣機器人來看，完成一次採樣的時間在30秒左右，比人工慢了許多，未來想要大規模普及，勢必要將速度提升上來。

據了解，機器人想要安全的完成一次取樣，背後最重要的有兩套系統，即視覺系統和力控系統，前者定位，後者執行。

在視覺系統上，機器人可透過機器視覺深度感知到人類喉嚨、整個口腔的以及後面小舌頭的位置，以確定拭子該擦拭的部位。這裡面的難點在於不同的人員和拍攝角度，顯示出來的口腔情況各異，如有的人扁桃體上火腫大，有的人甚至沒有扁桃體，需要機器人準確識別採用區域，有機器人企業發動員工進行咽部的照片採樣工作，收集五千多張樣本讓機器學習，直到能準確辨識採樣區域。

在力控系統上，為了確保採樣過程的安全性，則設定了針對成年人和小孩的安全工作範圍，同時一般將採樣力度控制在0.2牛至0.4牛之間，1牛頓約等於100g，大概兩個雞蛋的重量，即採樣力度大概是半個雞蛋的重量，這個力度不會傷到脆弱的口腔，同時動作精度也能控製到0.02mm，兩方面基本就能保證採樣的安全了。

事實上，目前這兩大系統－辨識影像的機器視覺系統與調整力度的力控系統都已十分成熟，在精度上早已遠超人類，現在只是由機器部件換成了更脆弱的人體咽喉而已，當然儘管技術很成熟，畢竟核酸採樣機器人是直接接觸人體口腔，所以在人機互動、偵測精準度、安全保障等各方面仍需持續精進。

核酸採樣機器人需求龐大

今年五月，國家衛健委要求在大城市建立步行15分鐘核酸採樣圈，進行常態化核酸檢測，隨之多城市宣布跟進，對相關檢測人員的需求暴增。

國務院聯防聯控機制會上指出，採樣點佈局方面，要綜合人口數量、地理交通以及核酸檢測機構情況，可以參考每2000-3000人設置一個採樣點，每600-800人設置一個採樣台。

參考此數據，目前一二線城市人員約為5.5億，如果以2000人配置一個採樣點的標準計算，就需要約27.5萬個核算採樣點，而每個採樣點一般3- 5個採樣台，需要至少10人，意味著需要275萬核酸工作人員，未來如果鋪開全國，需要的人員更多，可見專業人員的缺口之大。

此外與核酸檢測龐大需求同時而來的還有諸多的問題，如核酸採樣操作​​不標準、檢測分佈不合理、高峰時期排隊長、特殊人群檢測不便等，其中專業人員缺失、核酸採樣操作​​不標準的情況更是亟待解決的難題，使用機器人就是解決方法之一。

核酸採樣機器人，不僅能取代人工採樣員完成重複採樣工作，分擔醫護人員工作壓力，也能降低交叉感染的風險，儘管並不能完全避免，但其24小時待機的優勢，也能夠分散人流，方便人們靈活採樣，最大程度避免交叉感染。

未來隨著技術的進一步成熟，以及樣本數據越來越豐富，核酸採樣機器人相比人工將具有更高的效率和精準度。

有專家表示，為了提高檢測效率，減少人為誤差，亟需提高核酸採樣機器人的高通量化及自動化程度，目前雖有部分產品上市，但有待普及，未來核酸採樣機器人有著非常大的發展前景和市場空間。

還有哪些困難？

雖然核酸採樣機器人看起來前景十分美好，但作為一種新興應用，處於發展初期，不可避免的存在諸多問題需要解決。

首先就是效率問題，目前最快的核酸採樣機器人檢測一人也需要30秒，遠比不上熟練的醫護人員，提升採樣速度是必然趨勢。

其次則是採樣準確率，儘管目前機器視覺技術已經十分成熟，只要樣本足夠，可以做到精確定位，但人並不是固定的器件，人體會晃動，讓採樣難度大幅提升，目前的解決方法是採用咬口器的方式，將人的嘴巴限定在一個較小的範圍內，這樣浪費資源不說，很多人也不願意接受。

最後還有成本過高的問題，目前的核酸採樣機器人有兩種，一種是追求速度，將原本流水線上的工業機器人改造成能在核酸採樣場景使用，有些大材小用的意味；另一種則是透過核心部件量身定制生產核酸機器人，在價格上更便宜，但即使如此，有研發人員表示，這樣一台機器的報價也在100萬元左右，因此目前核酸採樣機器人的買家也主要是政府，規模化應用還有很長一段路要走。

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