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清华大学:最特别的“逆行者”,隔离病房巡诊机器人来了!
2020-03-01 22:40:00
清华大学
作者:

  2020年的春天,疫情告急,所有的人停下出行的脚步,却有一群人逆风而行。

  他们穿上白衣,就像一束火焰,点燃自己,照亮人间的希望。

  他们是这个春天最美丽的身影,也是所有清华人的牵挂。

  “医生救人,工程师提供装备,医工结合力量大!”

  2月2日,清华大学航天航空学院教授郑钢铁在他的朋友圈里掷地有声地写道。

  行胜于言。他是这样说的,更是这样做的。

  2月24日,由他作为技术负责人的第二台多功能隔离病房巡诊机器人,走进北京地坛医院。

  从1月25日大年初一项目启动,到第16天投入临床试验,再到第30天奔赴抗击疫情一线正式试用,他们“医工结合”发挥多方优势,科研备“战”,创造了“清华速度”!

  快,就是责任!

  天下武功,唯快不破!疫情当下,时间就是生命!

“快,就是责任!”

  除夕夜,经过和清华大学精准医学研究院院长、北京清华长庚医院执行院长董家鸿的多次讨论,郑钢铁了解到前线隔离病房中的医护人员面临高感染风险。


副校长尤政和长庚医院讨论项目

  身为航天工程方面的教授,郑钢铁和他的团队更善于系统设计和应急处理问题。作为临床医学院的教授,董家鸿对如何对抗疫情和保护医生有丰富的经验,这为机器人的研制提供了充分的现实基础。

  “或许可以用机器人为医护人员隔离风险,让医护人员的常规检查环节更加安全。”经过讨论,几位老师决定用科学在医护人员与冠状病毒之间筑出一道“高墙”。

  于是,隔离病房巡诊机器人的应急课题应运而生。

  根据设想和前线医生的实地反馈,巡诊机器人具备的主要功能包括测量体温、听诊、超声和咽拭子采样。从而,一位医生可以远程控制多台巡诊机器人,达到节约人力、降低感染风险的目的。

  想法一经确定,团队便立即展开项目工作,讨论方案、确定方案、组建团队,迅速投入研制工作中。

  巡诊机器人早一天投入使用,就可能保护更多的医生与患者,时间不等人!

  但是,在机器人开发现场的工程团队成员并不多,航院博士生陈煜、航院硕士生李奇钟、电机系本科生刘寒玉三名同学在现场研究,航院博士生祝世杰在家远程工作,主要负责写控制程序,提供远程支持。

  除此之外,清华校友帮助解决测温仪改装成遥控的问题,计算机系师生帮助解决机械手操作软件兼容的问题,机械系老师帮忙解决诊断器械夹具设计加工问题,车辆学院校友帮助解决机器人移动底盘的问题,医生们提供需要的专业知识和设计建议要求……远在外地的多位清华人都与现场同学们共同奋斗着,一起并肩战斗。

  此外,重要物料的缺失是团队成员们面对的另一个大难题。“刚开始的时候,我们除了机械臂,什么原料都没有,物资非常缺乏。”陈煜说。

  疫期工厂停工、物流不便使得之前易得的日常物料变得尤为“珍稀”,为了节省时间,本着能够买的零件就不定制,能够简单化的零件绝不设计复杂的原则,项目组进行了第一版机器人的设计和制作。

现场实验照片

  期间,团队与各厂商联系供货事宜,逐步解决了多个困难。学校基础工程训练中心的老师和师傅们也在关键时刻进行了援助,加班加点,改造了机器人底盘车。

  “疫情面前,大家所表现出来的团结精神特别让人感动,都在尽自己的一份力。”在多方努力协作下,项目组完成了两台巡诊机器人的制作。

终于,进入前线!

  2月12日,第一版巡诊机器人在北京清华长庚医院进行了第一次现场测试。综合医生提出的医学专业方面的建议后,改进方向和细节显得更加明晰了。

机器人即将送到医院试用,在系馆前留影

  五天后,第二版机器人在清华长庚医院进行测试,经过这次2。0版本的测试,团队根据现场实操情况选择调整个别功能,再次优化其他功能。

  2月24日,是第三版巡诊机器人测试的日子。而今天,距离提出构想的除夕夜,刚刚过去一个月。

  与前两次测试不同,这次测试是在新冠肺炎定点收治医院之一的地坛医院——与病毒面对面的地方。

  团队成员们将巡诊机器人交到了清华临床医学院博士生郭喆手上,郭喆操纵着巡诊机器人慢慢走进了医院,走进了防疫前线。身前,人们好奇地围观着这长着机械手臂的机器人,门口横幅上写着“生命重于泰山 疫情就是命令 防控就是责任”,身后,团队成员们紧张地目送着,又期待着。

  针对正在优化测试中的两台设备,项目组计划下一步将对在地坛医院测试的机器人远程进行软件上的优化,并继续进行功能的测试;另一台将结合在地坛测试的经验进行完善,送往武汉一线。


医学研究生和工科研究生讨论设计改进

  由于批量生产和实验室科研差异较大,机器人地投产还要经历一个重新设计、产品测评的流程。同时,作为一种医疗器械,还需通过医疗伦理审查、相关部门认证等步骤,目前各个环节都在加急审批,争取尽快落地。

  疫情爆发以来,对于医护人员的保护让全社会揪心不已,而巡诊机器人的投产,希望能在此领域作出应有贡献。“我们作为工程师希望看到自己的成果有用武之地,造福他人。”

  对于未来,郑钢铁说,“巡诊机器人项目本就是为大规模传染病爆发设计的,平日使用机会不多,但其中许多技术会从中辐射到别的行业,带动整体的技术发展,巡诊机器人其中的技术既可以作为未来的储备,也有可能引发别的技术进步。”

  冰冷坚硬的钢铁与绝对理性的科学相结合,在医生的妙手下却让生命的源泉涌流。

后方的逆行者

  “居世逢乱离,始辨英雄士”。

  “希望自己能作为清华的一员,在危难关头挺身而出,结合自己的专业知识和能力特点,勇于承担相应的社会责任。”郑钢铁说。

  郑钢铁也常告诉学生,做事情前“首先要问问自己能为国家做点什么”,这次,他将自己的学生评价为“后方的逆行者”。

团队成员在测试巡诊机器人

  团队成员祝世杰虽然在家,但他依然和同学们一起并肩战斗着,而老师和团队成员的团结和互相之间的关心也给他留下了深刻印象。“工作量很大,每个人都有可能累倒,但随时也都可以拿起身边的‘武器’,成为抗‘疫’的战士”。

  在联系设备物料的过程中,陈煜表示:“非常感谢各方的援助,之前机器人的底盘遥控车、前端的机械爪都是没有的,紧急联系了几家厂家,对方了解到该项目是为控制疫情作贡献,在严格遵守疫情政策的前提下,提供了最大支持。”

  “作为清华教师,我们是职责所在,必须这样做,是正常的,但是我要给我的学生们点赞,他们真的是非常棒。”郑钢铁说,“如果真的说感触,那么我想往远了想,希望垂暮之年面对膝下儿孙,乃至最终回首自己一生的时候,可以骄傲地说我这辈子曾做过这么几件小事,曾为国家、为他人作出了一些力所能及的贡献,这才是没有枉费此生。”

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