广东省智能机器人在新冠肺炎疫情防控中的应用情况及启示
2020-03-11王欢王彬
文/王欢 王彬
自新冠肺炎疫情爆发以来,广东省科学技术厅(以下简称“省科技厅”)成立应急科研攻关组,组织开展疫情防控科技攻关,支撑打赢疫情防控阻击战。此次疫情防控,智能机器人在医疗防控救治、物资自动生产、城市管理服务等方面提供了多种有效的技术手段,实现了以“智”取胜。
我国智能机器人产业发展及在抗击疫情中的应用情况
当前,我国智能机器人市场正进入高速增长期,需求潜力巨大,应用场景不断扩展,创新型企业大量涌现,部分技术已形成规模化产品,并应用到社会生产生活的方方面面,创造出可观的经济价值和社会效益。据中国电子学会统计,2014年以来我国智能机器人市场年均增长率超过20%,远高于全球平均增速,2019年已达到86.8亿美元,约占全球市场份额三分之一,预计到2021年,我国智能机器人市场规模将突破120亿美元。
新冠肺炎疫情给我国医疗防控体系、企业复工复产、社会保障服务等带来巨大挑战的同时,也为我国智能机器人产业发展带来了前所未有的机遇。国内多家机器人企业快速响应政府号召,加快研发能够满足抗疫需求的智能机器人产品,在医疗防控救治和城市管理服务等领域,机器人充分发挥了安全保障、效率提升的作用,为疫情防控作出了较大贡献。
医疗防控救治方面,智能医疗机器人通过内嵌的人工智能算法对患者实施远程诊疗,可有效预防交叉感染,还能完成日常消毒、送餐、清扫等服务工作。中科大相关技术团队开发出无接触式医用多功能自助终端设备;猎豹移动研制出无人导诊、递送化验单等功能的机器人;安之卓在武汉红十字会医院投入使用了配药机器人;钛米研发的智能消毒机器人已在多地医院投入使用。
城市管理服务方面,机器人应用于多个细分场景,包括室内智能测温消毒机器人,室外智能巡逻测温机器人,物流配送、餐饮的智能社会服务机器人,疫情信息采集、宣传、咨询问答的智能公共服务机器人,这些智能机器人均具有精准化、无接触、快速化等特点,在疫情防控过程中发挥了重要作用。如上海高仙研发的清洁消毒一体机器人,有效降低二次传染,起到高效控尘、消毒的作用,并应用于北京协和医院等多个医院和社区;上海擎朗智能向杭州、上海等地的隔离区投送数十台送餐机器人,用于疫情期间隔离人员的三餐、药品等生活必需品的免接触配送服务;浙江阿里巴巴达摩院团队研发的智能机器人能够准确理解人类语言,答复大部分常规问询,并帮助一线医护人员进行疫情随调,目前已同时支援了浙江、黑龙江、山东济南等地。
我省智能机器人产业发展及在疫情防控中的作用
广东省是国内机器人产业规模最大、企业最集中的地区,产值连续多年保持高速增长。目前,全省拥有机器人相关企业超800家,产值超800亿元,建有机器人领域工程技术研究中心320个、新型研发机构21个、重点实验室17个。广东省在机器人本体制造技术、电机驱动技术、激光雷达传感器技术,以及基于人工标签、激光雷达或相机等导航控制技术、电池供电技术、调度系统等多个方面均领先全国,并在若干核心技术领域实现重大突破。
为提高我省应对新冠疫情的科技防控能力,省科技厅于1月28日紧急征集了一批新冠病毒感染防治技术和产品以及科技攻关应急项目,第一批共受理申报材料1752份,其中智能机器人领域项目120余项,已立项9项。目前,已有上百款机器人应用于医疗防控、物资生产以及城市管理等场景的疫情防控。
1.协助医疗防控救治,极大降低医护人员负担。
疫情爆发后,我省30余家智能机器人企业积极响应国家号召,将最新科技产品投入抗疫一线,多款设备已交付省内外定点医疗机构,主要应用到辅助诊疗、定点递送、消毒防疫等方面。
辅助诊疗方面,以“非接触式处理”为核心原则,通过视觉和人脸识别技术,采集病患体温、舌苔等数据进行初步诊断,发送诊疗问答,协助病情智能诊治,降低医护人员感染风险。追一科技与安徽省霍山中医院合作,通过AI疫情机器人实时在线解答新冠病毒症状、诊断、治疗、日常防护等多种问题,极大缓解了当地医护人员的问诊压力。
定点递送方面,实现化验单、药品、医疗防护物资、消毒工具、医疗废料的定点配送与运输,既降低医护人员工作负荷,又避免交叉感染。赛特智能将50余套具有国内领先无人驾驶技术的智能机器人先后部署到武汉市汉口医院、雷神山医院、广东省人民医院、江西鹰潭人民医院等24家定点医院,完成物资点对点配送工作;普渡科技已向武汉大学人民医院、黄冈中心医院、赤壁人民医院,以及山东、四川、重庆等省市的40多家医院支援部署了100多台机器人,为病房配送餐食、医疗用具等。
消毒防疫方面,以机器人为载体,利用气动系统将高纯消毒气体快速扩散在室内空间,具有高效、均匀、安全等特点。米克力美推出消毒智能机器人已在广州、深圳等多个城市的医疗机构中投入应用,消杀作业速度比人工快3倍,病毒灭杀率高达99.99%。
2.保障物资自动生产,快速缓解防护物资短缺状况。
在疫情影响下,医用防护服、医用口罩、测温设备等医疗防护物品成为急缺物资,我省多家机器人企业跨界支援防护物资生产,成功开发自动化生产设备,保障厂家快速提升产能。
医用防护服方面,其作用是隔离新冠病菌、有害超细粉尘、酸碱性溶液、电磁辐射等,保障前线医务人员及进入特定医药卫生区域的人员安全。目前,我省医用防护服日产量达13万件。擎天实业先后投入1000多万元,解决了医用防护服产能“卡脖子”难题,单台产能提高到150套/天;高科公司陆续出货410多台压条机,大部分发往湖北、河南等防护服生产企业,保障每天约5万件以上的医用防护服生产能力。
医用口罩方面,适用于医务工作人员对经空气传播呼吸道传染病的防护,是一种密合性自吸过滤式医疗防护用品,疫情期间的复工复产,全国对口罩的需求量高达2.3亿只/天。比亚迪口罩产量每日达800万片左右,并仍以每日30万到50万片的速度在增加产能,比预定多产近15吨口罩;普理司“众智”口罩机是全国首发搭载视觉检测设备的柔性AI视觉口罩机,实现单机120片/分钟,合格率达100%;天机机器人开发的高效全自动口罩生产线可以自动完成单人上料、裁断本体片、超声波焊耳线等全流程工序,产能提升53%;拓斯达推出全自动一拖二平面口罩机,可实现从卷料上料、折叠压合成型及分切、耳带上料机焊接、下料的全自动生产过程,单台机器日产9.6万片。
测温设备方面,针对人群密集区域对高热体症作出快速甄别,可实现远距离、大面积、无停留的检测,通过精确、快速、非接触式筛查,实现自动报警、图像抓拍及数据存储分析等功能,具有响应速度快、测温精确度高等特点,一般应用于机场、码头、车站、口岸、医院、学校、写字楼等公共场所。佛山华数建立了日产能100套的红外智能体温检测系统生产线,生产的红外测温设备已在武汉天河机场、武汉火神山医院、深圳机场等防疫抗疫第一线投入使用。
3.辅助城市管理服务,提高疫情防控效率。
城市管理服务类机器人包括巡逻监控、测温防控和宣传外呼等三类,通过计算机视觉、自然语言处理等技术,对视频、语音信息进行分析,帮助政府、医疗机构等完成指定区域的防控防疫服务,疫情期间有力支撑智慧化城市管理与监控服务,实现可视、感知、分析、服务、指挥、监察“六位一体”,提升城市治理管控效能。
巡逻监控方面,可代替人工进行特殊环境的检测判断,采用无轨导航技术,实现设备区域覆盖巡视,搭载多种传感器进行数据采集、数据分析,预警疑似患者,保障区域安全。优必选研制的5G机器人“黄田田”落户深圳鹤洲检查站,全天24小时对过往司机扫码登记,节省4名警力的同时,能和10万义警队伍实现实时通信;5G智慧警务创新实验室研制的5G云端智能巡逻测温防疫机器人用于缓解防疫巡逻中的警力压力,提升防疫检查工作效率。
测温防控方面,以红外热图及高清图像处理、精确测温等技术为核心,实现区域人员识别、精确人员温度检测及基于病理的人体温度监控,助力各场景疫情监控及响应机制的可靠执行。高新兴机器人联合浙江移动创新研发的5G医用测温巡逻机器人通过红外方式,在距离人体10米范围内进行精密测温和口罩识别,并作出相应预警和提醒。
宣传外呼方面,运用自然语言处理为基础的认知智能技术,通过定向或随机拨打居民电话,自动询问并采集居民疫情信息,实现对隔离人员的二次疫情排查、宣教提醒等,避免基层医护人员被感染的风险,提高了防控工作效率。真机智能抗疫巡控机器人可通过语音大喇叭循环播放抗疫信息,通过人脸识别对未戴口罩的行人进行检测和通过语音播报系统进行提醒。腾讯云推出政务联络机器人,向全国各地政府部门、医疗机构、公益机构提供疫情防控辅助服务。
尽管智能机器人在医疗防控、物资生产以及城市管理领域的应用已有一定基础,但受限于自身技术等局限性,导致机器人在疫情防控方面的支撑作用没有充分发挥出来。一是自主创新能力仍不强,国产化替代进程缓慢,存在进口依赖问题,关键核心技术存在短板。在环境感知方面,现有机器人的环境感知能力大部分还停留在静态环境,对动态环境感知的实时性和深度不足;在人机交互方面,现有机器人对人的意图、行为、情绪等方面的认知亟待提高。二是机器人产业发展环境有待优化,产业综合服务体系还不成熟。融合创业孵化、资源信息共享、标准制定、成果转化、产权保护、政策研究等为一体的公共服务平台尚未建立,导致机器人产业生产要素配置效率不够高,产学研对接不充分,难以满足越来越多的创新型企业增资扩产和招商引资的发展需求。三是机器人产业高质量发展乏力,缺乏龙头企业和先进应用示范,无法形成示范带动、联动发展的集聚效应。四是机器人产业人才队伍建设滞后。机器人作为技术集成度高、应用环境复杂、操作维护较为专业的高端装备,有着多层次的人才需求,近年来,我省龙头企业和科研机构加大机器人技术研究方面的人才引进与培养力度,在关键技术水平上取得了显著提升,但对现场调试、维护操作与运行管理等应用型人才的培养力度依然有所欠缺。
推进我省智能机器人技术创新发展的建议
按照广东省委、省政府关于推进制造强省建设的有关工作部署,建议科技管理部门在智能机器人核心技术攻关、创新平台建设、创新资源引进和构建发展生态等方面加大力度,力争将广东打造成为机器人产业创新发展高地。
1.加强智能机器人关键核心技术攻关。
支持开展面向疫情发现与防治等的智能机器人核心技术研发,推动成果快速产业化应用。持续推进省重点领域研发计划实施,围绕医疗防护、城市管理等机器人整机产品所必备的精密减速器、伺服电机、控制系统等关键核心技术,集聚国内外优势力量开展项目攻关,尽快实现国产替代。加强横纵向联动,依托高校院所创建重点实验室等一批国家级创新平台,面向疫情等重大事件风险防控等关键领域,加强技术攻关,提升产业整体竞争力。
2.推进建设国家级机器人公共服务平台。
充分发挥互联网在生产要素配置中的优化集成作用,将互联网与机器人产业进行深度融合,加快形成以机器人为主体、互联网为依托,以公共服务为支撑,集政策研究、产融合作、标准制定、创业孵化等为一体的综合服务体系。围绕机器人核心技术和产品推广开展跨界交流,促进行业内信息交流和跨界合作,实现跨机构、跨区域的资源整合与信息共享,全面打通创新链、产业链和资本链,促进机器人产业良性可持续发展。
3.促进机器人在细分行业的推广应用。
围绕机器人区域发展特色和重点应用领域,因地制宜实施一批效果突出、带动性强、关联度高的典型行业应用示范工程,引导企业分步骤、分层次开展机器人在细分行业的推广应用。针对需求量大、环境要求高、劳动强度大的工业领域,推进智能机器人与互联网融合发展,提升机器人设备之间的网络连接和数据互通能力,培育重点领域机器人应用系统集成商及综合解决方案服务商。针对医疗康复、城市管理等服务领域,鼓励自主先进技术示范推广,如推动建设医疗手术机器人应用中心。
4.建立多层次、应用型人才教育培训体制。
加大我省机器人领域高技能人才的教育培训力度,培养从系统集成、安装调试、操作维护到运行管理的多层次、多类型应用型人才。积极搭建校企交流平台,探索实施“校企合作、工学结合”的人才培养模式,实现人才培养与企业需求的良好对接,针对社会和市场需求共同制定人才培养计划,切实为机器人企业培养输送一批高素质、高技能的应用型人才。支持第三方行业组织、企业与高等院校、专业培训机构与产业集聚区建立合作关系,共同推动建立符合我省机器人产业发展需求的人才实训基地,重点培训面向操作的应用型人才,对培训合格的专业人才由相关机构出具资格认证,营造有利于机器人产业发展的良好氛围。