一般而言,核酸采样的流程可分为采集、收样、封装、保存、消杀等环节,机器人采样也是如此。其中较为困难的环节就是采样,标准操作动作要求将拭子缓慢伸入口腔,越过舌根,在咽后壁上下擦拭,扁桃体隐窝或腭弓来回擦拭各部位至少3次,以收集粘膜细胞。
核酸采样机器人想要安全的完成一次采样,背后最重要的有两套系统,即视觉系统和力控系统,前者定位,后者执行。
在视觉系统上,机器人可通过机器视觉深度感知到人喉咙、整个口腔的以及后面小舌头的位置,以确定拭子该擦拭的部位。这里面的难点在于不同的人员和拍摄角度,显示出来的口腔情况各异,如有的人扁桃体上火肿大,有的人甚至没有扁桃体,需要机器人准确识别采用区域,有机器人企业发动员工进行咽部的照片采样工作,收集五千多张样本让机器进行学习,直到能够准确识别采样区域。
在力控系统上,为了保证采样过程的安全性,则设置了针对成年人和小孩的安全工作范围,同时一般将采样力度控制在0.2牛至0.4牛之间,1牛顿约等于100g,大概两个鸡蛋的重量,即采样力度大概是半个鸡蛋的重量,这个力度不会伤到脆弱的口腔,同时动作精度也能控制到0.02mm,两方面基本就能保证采样的安全了。
事实上,目前这两大系统——识别图像的机器视觉系统与调整力度的力控系统都已十分成熟,在精度上早已远超人类,现在只是由机器部件换成了更为脆弱的人体咽喉而已,当然尽管技术很成熟,毕竟核酸采样机器人是直接接触人体口腔,所以在人机交互、检测精度、安全保障等各方面还需继续精进。
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