前沿洞察丨万物自动化，机器人也能给你打针抽血

本期前沿洞察带来这些技术：可自动静脉穿刺的扎针采血机器人；科学家在人体肠道中鉴定出超过14万种病毒；让机器人穿针引线夹鸡蛋的新型磁性触觉皮肤……

一起来看看吧：

实现自动静脉穿刺的自动扎针机器人

疫情期间，为解决医患交叉感染、医护人员短缺的问题，智能消毒机器人、体温检测机器人、远程问诊、AI 辅助诊断等系列医疗科技“抗疫助手” 不断涌现。

同济大学科研团队针对疫情中的临床需求，设计研发了自动扎针采血机器人，扎针采血机器人是一种自动化的设备，它不仅能减少交叉感染，还能进行大批量扎针采血工作，这样就大大减轻了医护人员的工作负担。

为保障机器人扎针比人工操作 “更快、更精准、更稳定”，并避免医患交叉感染、实现 “无接触” 医疗自动化，扎针采血机器人系统有 需要有三项技能：

第一，能够准确识别皮下静脉的近红外摄像头，使机器人 “双眼” 看得更清晰，并通过机器学习算法迅速定位出适合的扎针点，提高静脉穿刺效率，实现扎针采血过程 “更快”。

第二，有效识别静脉深度的超声探头，使机器人扎得 “更精准”。

通常在判断静脉血管的位置时，医护人员通过目测以及手感来 “推测”。结合近红外和超声成像，该机器人可以将血管的走向和深度转化为精准的 “坐标”。

基于独特的成像原理，近红外和超声可以不受环境光的干扰，清晰辨识患者皮下浅静脉血管并识别血管深度。

第三，小型、灵巧机器人系统实现自动化扎针采血，标准化操作让扎针 “更稳定”。

静脉穿刺机器人通过自身精确运行的机械系统，可以将穿刺针的定位误差控制在 0.2mm 以内。在对血管进行精准成像的基础上，机器人可将穿刺针的针尖精准、稳定地送到血管腔的中央。

目前扎针采血机器人项目已迭代研发出多款原型机，之后会陆续与各合作医院开展联合实验。

研究人员表示，接下来将重点关注技术研发，可能不需要非得‘无人化’，只要能精准地帮助医生找到扎针的位置就可以。希望通过机器人技术解决更多的临床痛点。

科学家在人体肠道中鉴定出超过14万种病毒

顶级期刊《细胞（Cell）》发表重磅成果，来自维康桑格研究所 (Wellcome Sanger Institute) 和欧洲生物信息学研究所（EMBL-EBI）的研究人员，通过分析在世界不同地区收集的 28000 多个肠道微生物组样本，在人类肠道内鉴定出了超过 14 万种病毒，而且其中一半以上我们以前从未见过 。

研究人员表示，他们发现的人类肠道病毒数量和多样性高得惊人，这些数据为了解肠道病毒如何影响人类健康开辟了新的研究途径。

这项研究结果构成了肠道噬菌体数据库（GPD）的基础，对于未来研究噬菌体及其调节人体健康方面的作用将是宝贵的资源，这种高质量、大规模的人类肠道病毒数据库的出现，将会作为人类肠道病毒的蓝图，指导未来病毒学研究的发展方向。

可以让机器人穿针引线夹鸡蛋的新型磁性触觉皮肤

香港城市大学生物医学工程系申亚京教授课题组、香港大学计算机系潘佳教授课题组及其合作者，共同提出了一种基于磁性薄膜、类人类皮肤功能的触觉传感器，结合深度学习算法，实现了机器人触觉传感器的自解耦和超分辨率，为仿人类皮肤的触觉感知提供了新的思路，也再一次刷新了我们对机器人的新认知。

作为人类最大的器官，皮肤可以感知力的大小和方向，帮助人类完成非常精巧和复杂的任务，比如抓取易碎物品，进行灵巧操作，但现有的工业机器人触觉传感器与人类皮肤相比还存在较大差距。

这一研究将帮助机器人更好地完成自适应抓取、灵巧操作，可用于人机交互，模式识别等重要领域，赋予机器人灵巧操作日常物品的能力，提高人机交互的安全性。

触觉传感器适用于机器人中模仿触觉功能的传感器，可以赋予机器人通过接触来感知外部环境并与之交互的能力，在机器人灵巧操作、人机共融、模式识别等领域有着重要的应用。

在本次研究中，研究人员也同样使用了一种磁性材料，拥有可编程性，可远程操控性等优点，在微型机器人中应用十分广泛，可用于体内药物递送，血管舒通等重要领域。针对磁膜的特性设计深度学习方法，将其超分辨率提高到了 60 倍，达到了与人类皮肤的超分辨率（约 40 倍）可比的程度。这对未来把人工皮肤覆盖于机器人全身，使机器人拥有和人类一样的全身触觉感知能力至关重要。”

随着该研究的发展，机器人表面触觉将获得新一轮提高，或许，工业机器人、协作机器人等也将随着触觉感知的发展迎来新的可能。