机器人在突发公卫事件中的应用分析与发展趋势探讨

陈 杰，魏 强

（南京市急救中心，江苏 南京 210003）

0 引言

智能人工技术近年来发展迅猛，人工智能具有自主学习和自动控制功能。此外，随着科学技术的发展，高水平的人机、脑机相互协同和融合成为智能人工技术重要功能的开发方向，由此产生了应用广泛的多功能人工智能机器人。这类智能机器人不同于以往的自动化设备，而是作为具有互动功能的辅助设备介入各项领域的。本文侧重从医疗领域来阐述人工智能机器人的导诊、医疗、手术、护理、康复功能，期望能从具体的技术应用中预测人工智能的发展前景，为后续研究提供佐证。

1 机器人在我国医疗行业中的应用分析

与其他行业的机器人相比，医疗行业对于机器人的专业性要求更高。从其应用场景及功能上看，医疗机器人是指用于医院辅助医护人员开展相关诊疗工作的辅助型机器人。医疗机器人是基于大数据及人工智能技术的产物。它通过深度学习，可以实现独立的操作计划编排，在实际运用的过程中，医疗机器人可根据实际情况对其执行动作做出指引，最终完成相关工作。在医疗行为中，机器人根据其用途的不同可以分为医疗辅助机器人、远程医疗机器人、手术机器人、康复机器人、物流机器人、护理机器人、排查防控机器人、消毒机器人等［1］。

医疗机器人目前正处于高速发展的阶段，我国智能感知、多模态人机交互、云计算等智能化技术不断成熟，在人工智能技术方面与全球基本处于同一起跑线，特别是在图像识别、语音识别、语义识别等多模态人机交互技术领域，部分已接近和达到全球领先水平，而人工智能与医疗业务深度融合的产品，近几年更是层出不穷［2］。如医疗服务类机器人，医院物流、患者服务、消毒感控等业务场景的机器人早已走向一线，其应用效果、用户满意度较高，正为传统医疗产业向智慧化医疗的转型助力。

2 医疗机器人在传统医疗活动中的应用分析

2.1 远程医疗导诊机器人

远程医疗机器人的智能导诊系统通过电子病历获取患者的基本信息，包括性别、年龄、病史等［3］。远程医疗机器人通过与患者的互动获取患者的诊疗诉求及基本健康信息，结合其在院的历史相关诊疗数据，为患者本次就诊提供参考建议。患者与远程医疗导诊机器人的互动方法可以通过语音式交互来进行，也可以通过患者主动输入相关信息来进行。在机器人的操作系统中，开发者会提前内嵌类别频数集、类别先验概率集、特征属性频数集、特征属性条件概率集等判断方法，然后通过相关算法及知识库来综合判断患者病情，同时为其提供治疗方案，如果有需要，远程医疗导诊机器人还可以为患者提供远程咨询服务。远程医疗机器人的工作逻辑流程，如图1所示。

图1 远程医疗机器人的工作逻辑流程

2.2 手术医疗机器人

手术机器人是一种结合了医学、力学、生物力学和信息学等多个学科的医疗设备［4］(见图2）。利用计算机技术及大数据分析技术、人工智能技术集成的外科系统和医疗类机器人控制系统是组装一套完整手术机器人的基础要素。手术机器人用于辅助医生在某些感官层面进行外科手术，如在手术过程中涉及的视觉、听觉、触觉等方面。由机器人介入来协助医生共同完成手术，会使手术的成功率更高，使手术对患者所造成的损害更低。

图2 手术医疗机器人

2.3 护理医疗机器人

护理类智能医疗机器人具有视觉、听觉、病症记录、远程传输数据等功能，并且护理机器人不需要休息，在工作过程中能够长时间的持续监护，通过自身的传感器等进行监视，观察监护病人的生理特征信息，便于以后的针对性治疗与分析［5］。护理机器人还可以在一些突发事件中担当紧急救护的任务。

2.4 康复医疗机器人

康复机器人技术致力于通过应用机器人设备来了解和加快患者病情康复情况的一项技术。康复机器人包括为协助不同的感觉运动功能而量身定制的机器人设备，例如手臂、手掌、腿、脚踝。当前，行业内开发了多种辅助治疗训练的方案和评估患者的感觉运动表现(运动能力）系统。在这些系统和方案中，机器人主要是作为辅助治疗工具。经研究，患者通常能较好地使用机器人进行康复，并且研究发现其对于治疗患有运动障碍(尤其是中风）的患者而言是有效的辅助手段。

3 医疗机器人在疫情等突发公卫事件中的应用分析

近年来，各种突发疫情在全球范围都时有发生，而每当这些突发疫情发生的时候，人民群众的生命财产安全及正常的社会秩序和经济发展都会受到较大的影响。就目前而言，在这些突发的公共卫生事件面前，如何快速有效地做出响应，对其进行控制，是世界各国都面临的一个重要问题。随着机器人和人工智能技术的发展，复杂场景下的多类型应急防控智能机器人应运而生，在疾病防控、排查诊断、环境消杀、物资运送、医疗救治等环节中扮演着至关重要的角色［6］。在疫情防控工作中，物资匮乏、环境复杂、医护人员不足是每次疫情防控面临的最大难点，而机器人利用其机器特性可有效解决这些问题。在疫情防控的工作中，人们可以利用物资搬运机器人、消毒机器人、医疗辅助机器人来协助医护工作人员开展疫情防控工作(见图3）。而医疗机器人在疫情防控工作中的应用可大大减轻医护工作人员的工作压力，缓解医护人员不足的情况，降低医护工作人员的感染率，提高疫情防控的工作效率。

图3 多场景疫情应急防控机器人及其应用

3.1 医疗物资搬运机器人

以此次新冠肺炎为例，武汉乃至全国都面临的首要问题是应急医疗物资短缺和医疗物资闭环配送［7］。在防控区域医疗应急物资的运送，采用传统的人工运送方式有极大的局限性。而医疗物资搬运机器人有着更多的优势。

(1）超高运力。医疗物资搬运机器人运载量大，单次配送量可达上百公斤，大大减少了因多次运输而耽误的时间。

(2）灵活调度。医疗物资搬运机器人无需休息，全天工作，随叫随到，对于夜间物资配送也展现极高的配合度，契合院感防控的工作模式。

(3）避免交叉感染。后疫情时代，作为长期与病毒战斗的一线医院，医疗物资搬运机器人可有效降低因人工物资配送而产生的交叉感染风险，保护医护人员生命健康。

3.2 多场景下消毒机器人

在重大疫情的防治过程中，最重要的环节便是针对各种公共场所的消毒，以便于切断传染途径。一般说来，消毒主要分为疫源地消毒和预防性消毒。疫源地消毒是指对有传染源存在的隔离病房进行消毒，以免病原体外传；预防性消毒是指在未发现传染源情况下，对可能被病原体污染的物品、公共场所和人体进行消毒［8］。清洁消毒类机器人主要有两大功能：一是通过路径规划自动巡航洗地消毒，不必驱散人群；二是通过紫外线与雾气自动消毒，不但能在医院的隔离病房、手术室、发热门诊等院内消毒，还可广泛应用于地铁站、机场、码头、道路、商场、人群密集地等公共场所消毒。针对不同场所的消毒要求不同，提供相应的消毒力度。

3.3 医护辅助机器人

医疗本身具有极高的卫生等级和安全要求，尤其是在疫情防控这种特殊时期。机器人技术的发展，可以让医护人员的部分工作由机器人代替，从源头上减轻医护人员的感染风险，并且，机器人代替医护人员，也可以减少防护物资的消耗［9］。医护辅助机器人的应用使医护人员短缺的情况得到很大程度的改善。通过医护辅助机器人，可以使一些非必须人工参与的医护场景交由机器人来处理，医护辅助机器人可利用其强大的知识库及算法为医护工作人员提供相关帮助，比如：病人分诊、引导、基本的血压、脉搏、体温测量等，甚至远程问诊和病人病情的数据监测等。

3.4 排查防控机器人

重大疫情来临时，人员流调、风险排查的任务都将耗费大量的人力物力。由于风险区域的人员流动较大，涉及范围较广，对封控区、管控区、密接、次密接的人员的排查防控是一项非常重的任务，疫情的潜伏期长短和传染性强度也直接关系着排查防控工作的效率。排查防控机器人可以帮助工作人员进行防疫宣传、外来人员登记、排查、巡逻、巡检，对人员进出来往进行监控，有异常信息及时上报。

南京市急救中心在疫情防控期间建设的洗消中心率先投入了洗消机器人和医疗物资搬运机器人，不但减轻了洗消中心监督员的消杀工作，并且从转运车辆进入消杀区到安全区实现了全闭环操作和管理。

4 结语

这次疫情给全社会做了一次深刻的公共卫生安全教育，更多人意识到，机器人除了能应对招人难、招人贵等问题，还具备解决公共卫生安全问题的能力。人工智能、5G、大数据等新基建技术在医疗行为中的应用越来越广泛，医疗机器人与传统的医护人员之间既各司其职，又相辅相成。疫情之下，为避免人与人之间的近距离接触感染，提高防疫效率，各类服务机器人扮演着不同的角色，尤其是在体感检测、配送、送餐、消毒杀菌、手术等场景中，机器人可以有效地替代人员进行作业，减少和降低不必要的风险［10］。

在疫情面前，迅速开展救治与防护是积极的应对手段。每个人都应该尽自己所能为国家做贡献，大至一线人员的日夜奋战，小至个人自主居家隔离。如今，医疗技术的快速发展，科学技术的攻关进步，人工智能的出现及应用，都将为国家打赢疫情防控阻击战提供助力。相信未来机器人的应用深度和广度远不止于此，将会朝着更智能、更多元化的场景创新迭代，实现整体任务自动化、柔性化、万物互联化、应用精细化发展。

（编辑 李春燕）