机器人独角兽紧急突围二十天,「大安防」揭开新一幕 | AI 战疫

机器人独角兽紧急突围二十天,「大安防」揭开新一幕 | AI 战疫

日益成熟的人工智能,正成为抗击新冠肺炎疫情战线上一群特别的「逆行者」。

无论是加速前期的疫情科研攻关,还是协助一线的疫情诊疗和现场防控,以及后端的信息化平台搭建,都已经出现了人工智能技术和解决方案的身影,并且取得了实际效果。

机器之心特设「AI战疫专题报道」,跟踪人工智能技术应用抗疫现场的最新进展及效果,聚焦人工智能工作者英勇抗疫故事。

我们正在寻找AI战疫中优秀的人工智能公司和应用案例,欢迎提供报道线索,请联系houdijing@jiqizhixin.com。

今天是该系列的第九篇之《机器人独角兽紧急突围二十天,「大安防」揭开新一幕| AI 战疫》。

撰文 | 吴昕

行人匆匆步入深圳三院普通门诊。虽身体不适,但他并不知道体温正在发生重要变化。

值班护士照例拿出额温枪,在距离额头约十厘米的地方,垂直对准他的眉心,一两秒后,额温枪提示体温正常。

行人继续前行,就在步入机器人视野顷刻之间,警报响起,红色边框和数字显示人体温度 37.4 度。闻讯而来的医护人员迅速将他转至发热门诊。

这一天正是优必选机器人在深圳第三人民医院(以下简称深圳三院)正式上岗第一天。

疫情期间,优必选机器人一分钟可以监测 200 多个人的体温,已经极大提升医护人员的工作方式和效率,深圳三院发热门诊主任刘粤接受媒体采访时说。

 一 AI 机器人守住抗疫头道防线

武汉封城后,广东省在全国率先启动重大突发公共卫生事件一级响应。作为深圳唯一一家收治新冠肺炎的定点医院,如何快、准、狠完成人群测温,成为院方最重要的需求。

几个点位都必须测量体温,优必选科技市场技术部负责人劳佩锋告诉机器之心,除了发热门诊,还有普通门诊、急诊、职工食堂和住院部。

特别是发热门诊,设有专门预检分诊点,一线护士六班倒,24 小时轮流值班。每个班次需要两个护士兼职做测温,一位拿着额温枪去测体温,另一位护士负责记录。

通常,比较高端的额温枪需要停留 2 秒才能完成测温工作,加上护士举起、放下时间,一人一分钟大约只能测 15 人。不仅效率低下,有时也难免出现错漏。

近距离接触增添了医护人员的感染机率,医院还要定时重复进行消杀,每天会有市民来医院咨询疫情,都给抗疫一线医护人员带来了比较大的工作压力,这也更加坚定了优必选科技将机器人用于抗疫一线的决心。

劳佩锋透露,公司是 2 月 5 日收到深圳三院的抗疫号召,紧急成立了疫情应急技术攻关小组,2 月 6 日,150 人左右的软件研发和硬件调试团队就开始紧张工作,「当时还不能去公司现场办公,硬件调试有 20 人左右不得不特殊申请了现场作业,其它员工都是远程上班。」劳佩锋说,「一些测温器件当时根本拿不到产品,我们拿到图纸和参数就开始设计。团队知道这是为防疫设计的产品,都有一种使命感,所有的设计开发都是超短时间内完成的。」

期间,他和主要的团队成员还特地前往深圳三院,与一线医护人员交谈,了解医院防控疫情的实际需求。在这次交流中,团队了解到,他们最初为防疫机器人设计的功能太多了,医院场景中最重要的就是发热检测能力。产品团队紧急调整方案,减少了医护人员暂不需要的功能,确定了在原有机器人上增加测温、消杀等功能的设计,并开始部署测试。

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优必选科技防疫机器人项目团队在深圳三院

最终,2 月 25 日和 26 日,室内测温巡检机器人 AIMBOT(智巡士)、室外智能防疫机器人 ATRIS(安巡士)和医疗咨询机器人 Cruzr(克鲁泽)三款防疫机器人,分别在深圳市第三人民医院的发热门诊和门诊部上岗,提供室内体温监测与消杀、室外疫情管控与消杀、宣传与导诊三个场景的服务。

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AIMBOT(智巡士)深圳三院发热门诊监测体温

其中,AIMBOT(智巡士)在发热门诊担当第一护卫,可以承担体温监测、口罩佩戴识别、人流密度监测、防疫播报和环境消毒杀菌等任务。

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ATRIS(安巡士)在深圳三院门诊部监测体温

室外智能防疫机器人 ATRIS(安巡士)则在门诊部担当第一护卫,监测来访人员的体温和口罩佩戴信息,它还加挂了喷雾消杀组件,单次消杀能够覆盖 1Km 路径,可对广场重点区域实施每日多次定时巡回式消杀。

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Cruzr(克鲁泽)深圳三院门诊大厅服务

医疗咨询机器人 Cruzr(克鲁泽)则在门诊部大厅负责口罩佩戴识别、疫情宣传与导诊、隔离区娱乐互动等任务,全天 24 小时为访客提供最新的疫情知识、疫情政策、疫情防控等信息服务,如访客有疑问需要进一步咨询医护人员,可通过 Cruzr(克鲁泽)的视频远程功能咨询值班医生,进行在线视频诊断。

在测温方面,优必选科技选择了双光方案(红外+可见光)。先用红外检测算法找到人脸再到额头,读出温度,再使用对齐的算法,把温度数据返回到可见光上面。

由于机器人使用的红外相机,读取的数值会出现和人体的实际温度不一样的情况。为了提升精度,团队通过人为测温,拟合实际测温场景中的参数,不断得调整优化算法,获得比较准确的人体测温结果。

目前,在远距离(2.5—3.5 米)范围内,防疫机器人的体温监测技术非接触式人体测温精度范围达到≤±0.3℃,支持同时监测体温多达 15 人,测温效率可达人工测温的 20 倍以上。作为初筛体温第一道关卡,这个数字也满足落地需求。

同时,它还采用了人体测温双光筒机,可见光照片与红外照片共同锁定,测量体温的同时可以拍照记录,有效识别并追踪体温异常人员,进一步提升工作效率,也降低了拥堵造成二次传染的风险。

 二 全新领域,艰难突围二十天

「感觉豁出老命了。」对隔离状态下的攻坚时光,谢琨至今感触尤深。

虽然公司在 AI 机器人方面积累了不少相关技术,比如机器视觉、控制、SLAM 等,但深圳三医院项目「需求基本都是新的,没人接触过,」谢琨说。不管是硬件选型,还是算法,都要从零开始。

谢琨所在的团队负责提供核心算法,如何获取数据集成为摆在他们面前的一道挑战。

市面上已有防疫机器人的口罩检测功能,基本只能检测「有没有戴口罩」,但是做不到「是否戴好了口罩」,为了在这个点上有所突破,整组团队仅用半天的时间重新标定 4 万张图像。

如何获取额头发热的 bad case 更富戏剧性。去公司上班的同事都是不发热的,为了能让自己发热,有的人试着用热水袋捂热前额,但是,一旦取下热水袋,额头温度急速恢复到正常体温,数据定不下来。直到有人将蒸汽眼贴敷在眉心位置,才算成功采集到「发热」数据。

为了证明系统可以识别 37.4 度这样的临界值,有同事甚至想到了用黑体模拟临界值的办法,成功验证了算法的有效性。谈到这些,谢琨难掩内心对团队的骄傲。

然而,这只是困难的冰山一角。算法与产品中心的产品化,其实是有距离的。一个典型的例子是,三院门诊早晚会有背光现象,导致图像不清,但这种现象仅发生在早晚。

(我们)把机器拉过去时,正好不在这个时点,当时没碰到这个问题。「后来,我们一直改进核心算法,用 WDR 算法解决了背光问题。」谢琨说。

当时,团队经常半夜两三点出测试报告,第二天早上继续迭代新版本,再出测试报告,发布周期非常频密。最夸张的时候,曾一周发布了四五个版本口罩识别算法,而且,每个版本都要走测试、研发、迭代流程。

消杀方案团队也遇到了类似挑战。安防机器人设计之初并未考虑加载消杀模块,当两侧需要加挂消杀喷壶,负载 18 升消毒液,顶部还要加一个测温摄像头工作时,机器人实际高度发生了变化。

高度变化会给智能充电来带隐患,「智能对桩对精度要求很高,精度偏差严重时,会给机器人造成损伤。」优必选科技解决方案经理陈鹏说,他们因此对自动充电技术的容差做了调整。

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ATRIS(安巡士)在深圳三院门诊部广场消毒杀菌

除了技术挑战,寻找红外摄像头、传感器、消杀器件,进入陌生供应链也构成了另一类难题。

虽然优必选科技在机器人这个行业已经形成一定的规模,C 端和 B 端产品的出货量都有一定基础,上下游供应商和合作伙伴非常多,但是,疫情直接导致原有的一部分固定供应商达不到要求。

为了让红外传感器满足测温精度需求,优必选科技只好把供应商一些研发用的样品拿出来改装测试。

机器人消杀需要加挂消杀壶,还需要把喷壶连起来的挂绳,为了找到合适的消杀器件,采购、研发人员一家一家地去做器件选型(包括淘宝),找了三十多家才确定合适的选型。遇到契合度很高的器件,为了避免等货期间夜长梦多,他们甚至直接开车取货,只要卖家位于珠三角。

陈鹏至今都对一件事情印象深刻。2 月 22 日,他们对 AIMBOT(安巡士)机器人消杀功能进行最终调试。产品、项目、软件、电子等多个部门的同事上午 9 点钟就都过来了。本以为上午就能搞定,由于不熟悉器件,调试时,水怎么都喷不出来。

供应商知道情况后,直接驱车前来面授事宜,结果却因没有通行证而被拦在了园区外围。供应商只好站在围栏外的凳子上,「远程」指导。

当水突然从器件喷出来的那一刻,大家异常兴奋。当时,时钟已经指向晚上九点多,这位供应商已经足足站了五六个小时。

 三 「大安防」揭开新一幕

机器人在深圳三院的落地,只是一个开始,劳佩锋说。

尽管最初方案包括测温、口罩识别和消杀,由于医院更多考虑测温的快与准,再加上机器人台数有限,目前重点使用了 24 小时运行的人体测温功能。

疫情得到有效控制后,发热门诊人流量也在收缩。「视野范围内也就两三个人的样子,很注意保持距离和佩戴口罩,」劳佩锋说,相比医院,车站、社区等人群高通量场景更能充分体现优必选科技方案的优势。除了继续迭代技术方案,优必选科技也在寻找更能实现技术优势与商业共赢的落地点位。

疫情只是一场催化剂,背后孕育着机器视觉行业大机会。目前国家法定传染病共计 40 种,其中 25 种都有发热症状,体温监测能帮助用户及时发现体温异常,及早处理,建立起长效管控机制。

这次疫情和 2003 年非典时期不一样,防疫制度建设影响深远,很多动作规范之后,很难磨灭,劳佩峰认为,被拉大的社交距离,带动了机器人的市场空间。

未来在学校、商场、地铁、写字楼等场所,人体测温都会成为长期的基础需求,有可能会成长为一个全新的市场,其需求不亚于固定监控产品,一位业内人士告诉机器之心

对于早已积极切入「大安防」市场的优必选科技来说,「这会是一个持续下去的工作,」劳佩锋说

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高通机构

高通公司(英语:Qualcomm,NASDAQ:QCOM)是一个位于美国加州圣地亚哥的无线电通信技术研发公司,由加州大学圣地亚哥分校教授厄文·马克·雅克布和安德鲁·维特比创建,于1985年成立。两人此前曾共同创建Linkabit。 高通公司是全球3G、4G与5G技术研发的领先企业,目前已经向全球多家制造商提供技术使用授权,涉及了世界上所有电信设备和消费电子设备的品牌。根据iSuppli的统计数据,高通在2007年度一季度首次一举成为全球最大的无线半导体供应商,并在此后继续保持这一领导地位。其骁龙移动智能处理器是业界领先的全合一、全系列移动处理器,具有高性能、低功耗、逼真的多媒体和全面的连接性。目前公司的产品和业务正在变革医疗、汽车、物联网、智能家居、智慧城市等多个领域。

优必选科技机构

深圳市优必选科技股份有限公司成立于2012年3月,是全球领先的人工智能和人形机器人研发、制造和销售为一体的高科技创新企业,公司秉承着“让智能机器人走进千家万户”的使命,专注于人工智能及机器人核心技术的应用型研发、前瞻性研发与商业化落地,同时提供人工智能教育、智慧零售、智慧园区/校园安防等行业解决方案。以智能服务机器人为载体,将“AI+”赋能各行业,为客户提供一站式服务,致力于打造“硬件+软件+服务+内容”的智能服务生态圈。

https://www.ubtrobot.com/cn/
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机器之心,成立于2014年,是国内最具影响力、最专业、唯一用于国际品牌的人工智能信息服务与产业服务平台。目前机器之心已经建立起涵盖媒体、数据、活动、研究及咨询、线下物理空间于一体的业务体系,为各类人工智能从业者提供综合信息服务和产业服务。

https://www.jiqizhixin.com/
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机器视觉(Machine Vision,MV)是一种为自动化检测、过程控制和机器人导航等应用提供基于图像的自动检测和分析的技术和方法,通常用于工业领域。

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