同济大学研发国内首款全自动无针疫苗注射机器人

　　■本报记者 吴金娇

　　很多人都害怕打针甚至“恐针”，未来，接种疫苗能不能不使用针头?日前，由同济大学副教授齐鹏带领的团队正式发布了一款全自动无针头疫苗注射机器人。该项目基于世界领先的人体三维模型识别算法及自适应机器人技术，结合机电一体化无针注射器设计，联合多家技术企业和中国心血管医生创新俱乐部共同开发完成，是国内首次发布此项完整技术验证方案。

　　无针注射不仅打得准，还可降低痛感

　　无针注射，打得准不准?会疼吗?齐鹏介绍，该自动疫苗注射机器人可自动识别人身上指定的疫苗注射位置，如常用的人体上肢三角肌部位。

　　注射过程大体分为三步。首先，自动疫苗注射机器人会通过一个简单的三维点云相机对人体进行拍摄，快速自动拟合人体对应部位的三维模型，准确识别疫苗注射部位及注射角度。同时，多自由度的机械臂自适应地完成柔性自动化操作。机械臂应用高精度力控贴合算法，能够确保注射器末端垂直紧密贴合注射部位，提升注射效果，降低痛感体验。

　　然后，机器人的无针注射部分能通过高压的水柱，推动药剂经过一个极细的喷嘴，形成射流，高速穿过皮肤直接进入到治疗部位。药管是无菌一次性使用，在药液注射后丢弃，保证使用安全。由于水柱非常细，因此可以说是几乎无痛，由于没有针头，也可以避免由于针头所带来的创伤和交叉感染。

　　针对疫苗注射的医院应用场景，目前该机器人注射系统采用气压驱动技术，优点是适合快速的连续注射。药液注射可以在半秒内完成，注射精度可精确到0.01m L(毫升)，可适用于不同的疫苗对注射剂量的要求。同时，它还有注射深度调节功能，可适用于皮下或肌肉注射的不同种类疫苗。注射器头部与皮肤表面贴合越密切、接触角度越垂直，则注射效果越好、且痛感越小。

　　这款机器人被命名为“后羿”，名字蕴含两重含义：“一方面，我们已经进入了后疫情时代，‘后羿’是‘后疫’的谐音，而疫苗是人类抵抗病毒的一大重要方式;另一方面，‘后羿’是我们传统神话中的射日英雄，将无针注射机器人命名为后羿，也可以凸显这一技术的有效性和准确性。”齐鹏说。

　　解放医护双手，医疗机器人应用场景广阔

　　事实上，无针注射并非全新概念。去年9月，印度批准的一款DNA疫苗ZyCoV-D，也是通过无针装置给药。

　　据介绍，无针注射的模式能够显著降低注射者对于针头的恐惧感，以及针头所带来的疼痛感。但这样的无针注射仍存在一个问题：由于人体表面具备一定的柔性、且人体形态各异，使用机器人实现贴合密切、接触角垂直的无针注射对机器人控制能力的要求较高。因此，此前无针注射的技术，并未得到广泛普及。

　　此次同济大学齐鹏团队所开发的全自动无针头疫苗注射机器人，在传统的需要人来操控的无针注射的基础上，加入了医疗机器人的元素，使注射过程真正实现了自动化。

　　在业内人士看来，自主智能无针疫苗注射机器人概念的推出，无疑打开了新世界的大门，全自主智能化且高精准度的操作流程，打破常规的固化思维，应用场景广泛。

　　“机器人的诞生，可以解放医护人员的双手，让重复性高的打针工作不再成为他们的负担。医护人员可以把精力和时间花在更具难度和人力需求更大的地方，提升工作效率和质量，救助更多患者。”齐鹏告诉记者，团队希望通过医疗机器人能够更好地服务医生，帮助患者。“让科技惠及大众，让创想照亮现实，这是非常有意义的事情。”