醫學實驗室正面臨嚴重的技能短缺
人口結構變化加劇了這一短缺——?近年來我國檢驗科人員配比嚴重不足,醫院檢驗量成倍增長。與每年爬坡式增長的檢驗量相比,檢驗人員的發展速度是不成比例的。在德國,三分之二的檢驗醫學專家已經超過 50 歲。醫院里,四分之一的醫療技術助理(MTA)也已年過半百,而約有一半的人至少是 45 歲。
因此,在不久的將來,德國大多數實驗室員工將陸續退休。與此同時,隨著人口老齡化的不斷發展,人們對醫學測試的需求越來越大,對測試能力的要求也越來越高。即使是現在,每處理 4500 份樣本通常也需要 8 名員工,而要實現這樣的測試目標,德國 87% 實驗室已經無能為力。那么,在不久的將來,誰才是處理實驗室樣本的有力“擔當”?
挑戰迫在眉睫,我們亟需找到相應的解決方案。而這正是 ASR600 的用武之地——ASR600 是總部位于慕尼黑的 robominds 公司開發的一款智能機器人單元,其核心是基于人工智能的 robobrain? 技術。它集成了技術合作伙伴 UR、item、Zimmer Group 和 SICK 提供的各種零部件,為樣本測試提供了一體化的解決方案。因此,實驗室可借助靈活而智能的自動化對各種樣本進行識別和分類。ASR600 智能機器人無需編程,實驗室可以輕松地使用這項技術。
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智能、技能和視覺輸入
這是智能協作型機器人的典型優勢?
robominds 公司成立于 2016 年,目前有 30 多名員工,他們秉持的理念是“每個機器人都需要一個大腦”。這究竟是什么意思?“機器人有一個大腦,并具有視覺輸入功能。這樣,用戶在使用機器人時就能輕松入門。人不需要具備任何編程技能,換句話說,任何人都能輕松地使用這款機器人。”robominds 的**銷售官 Christian Fenk 解釋說。至于創新,robominds 團隊認為,一項技術只有在本質上具有可行性,并且無需任何專業知識就能輕松使用,這才是名副其實的創新。robominds 技術確實如此,因為它的核心是 robobrain? 技術——這是一個基于人工智能且為機器人提供“大腦”或智能的控制平臺。通過它的“眼”——2D/3D 攝像頭 robobrain.eye,ASR600 可實現光學輸入。長期以來,手眼協調對機器人來說是不小的挑戰,而 robominds 智能協作型機器人則具備了觀察、識別和抓取物品的能力。顯然,配備了末端執行裝置的協作型機器人功不可沒。此外,robominds 產品還能與任何制造商的硬件搭配使用。
這款協作型機器人的另一個亮點是,您無需教它怎么做就可以直接使用,因為它已經接受過人工智能技能培訓。
這款智能機器人的第三個特點是技能,即 robobrain.skills——這是一項確保機器人完成指定任務的定制技能。它涵蓋各種技能,包括智能物品檢測技能(檢測小中型零件)、智能平行拾取技能(識別小中型零件并用雙指抓手進行處理),以及樣本試管檢測技能(根據尺寸和顏色對架子上的樣本進行識別和分類)。*后一種技能是專為 ASR600 機器人單元而開發的。它也可以根據需要靈活定制。機器人具有靈活的交互性,可以自動完成各種任務,用戶不需要具備編程知識。這款協作型機器人的另一個亮點是,您無需教它怎么做就可以直接使用,因為它已經接受過人工智能技能培訓。
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靈活的智能機器人
?在實驗室大顯身手
為了創建更高的效率的更可靠的端到端解決方案,您需要靈活使用各種零部件,并確保它們之間相互匹配。為此,ASR600 智能機器人的 robobrain? 控制底座采用 item XMS 系列來搭建外殼,此外還使用了 UR 機器人的 Ur5e 協作型機器人、SICK 的安全技術以及 Zimmer Group 的抓手。“我們則提供專門訓練的網絡,經過優化后,它可以對血液、尿液、糞便和組織樣本進行分類和分離。”Fenk 補充說。“分離”是指將不同類型的樣本放在帶有不同蓋子的試管中。要完成“分離”,需要先對樣本進行識別和分類。根據相關技術標準,不同的樣本要放在不同類型的試管中,因此這是一個非常復雜的過程。通常來說,實驗室要處理 34 種不同類型的樣本,因此要實現標準自動化在過去幾乎是不可能的。
每個協作型機器人還配備了條形碼掃描儀。這意味著,它可以正確分配患者數據并檢查代碼質量。
相比之下,這種用來自動處理實驗室樣本的機器人單元則完全不同。在人工智能賦予的強大技能的加持下,協作型機器人可以單手分離樣本試管,并做出各種靈活的反應。這意味著,它每小時至高可處理 600 份樣本。其支持的樣本試管直徑也非常廣泛,小到 5 毫米,大到 80 毫米都能輕松處理。每個協作型機器人還配備了條形碼掃描儀。這意味著,它可以正確分配患者數據并檢查代碼質量,從而確保實驗室的各種測試設施對條形碼進行后續處理。機器人單元還能充當質量關口,確定樣本試管是否進入下一個處理步驟。借助簡單易懂的用戶界面,任何實驗室員工都能輕松地使用 ASR600 智能機器人,即使他們是機器人“小白”也沒有問題。
Bildunterschrift: 為實驗室自動化提供理想的工作環境——機柜具有高度的靈活性和安全性,并能通過安裝板集成協作型機器人(圖:? robominds)。
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借助 item 模塊化設計理念完成安裝
?輕松滿足各種使用需求
出于安全性和潔凈生產考慮,我們決定為封閉式機器人單元搭建一個機柜。在這方面,XMS 系列的優勢是顯而易見的。它集成了電纜線槽和易于清潔的平整表面——這些優勢使 XMS 系列型材成為搭建潔凈生產機柜的理想選擇。另一個不容忽視的優點是模塊化設計理念,這是 item 所有型材的共性。Fenk 對它的質量至今都記憶猶新:“選擇 item 裝配組件系統,我可以自由搭建各種結構,高的、低的、寬的、窄的,應有盡有,并且調整后就能滿足各種需求。這意味著,我可以輕松快速地幫實驗室客戶實現機械自動化,無論他們身處何處,要求如何,我們都能輕松應對。這真是太棒了!”得益于 item 的模塊化理念,機器人單元可以輕松安裝,從而滿足各大實驗室的特定要求,特別是在測試能力和潔凈室門尺寸方面的要求。而且,對它們進行修改也非常方便,比如,如果客觀環境只允許使用一個協作型機器人,我們只需執行幾步簡單的操作,就能移除一個協作型機器人,并重新安裝另一臺協作型機器人。人工智能可根據所做的修改自動調整——這是 robominds 智能機器人與 item 解決方案強強聯合的**案例。
我們滿意的是,即使是特殊需求,item 也能及時響應。我們所要做的就是完成現場安裝。因此,機器人安裝也能在短時間內完成。
此外,robominds 在其他項目中也使用了面向機器人解決方案的 item 裝配組件系統,并且很高興與德國 item pluspartner 合作伙伴網絡中的公司進行合作。“我相信,我們的每個項目都有很高的質量。我們開發機器人智能化,然后借助合作伙伴網絡進行整合和擴展。而且,客戶也能咨詢本地合作伙伴,獲得相應的支持。在開發機器人硬件時,我們也采用了相同的方法。” Fenk 解釋說。在設計實驗室機器人單元時,robominds 先用 item Engineeringtool 完成初步設計,然后直接聯系 item。正是在雙方不斷協作的過程中,機器人單元表面的觸感有了很大的提升。“我們滿意的是,即使是特殊需求,item 也能及時響應。因此,機器人單元能在短時間內完成安裝。然后,我們用安裝板安裝機器人,使機器人固定在標準型材上。” Fenk 介紹說。
Bildunterschrift: 樣本處理的整個過程都是自動的,攝像頭 robobrain.eye 固定在協作型機器人上,負責視覺輸入。借助 robobrain? 技術和各種強大的技能,協作型機器人可以自動處理實驗室樣本(圖:? robominds)。
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新型實驗室自動化
在 Analytica?展會首次亮相
2022 年 6 月 21 日至 24 日,robominds 攜機器人單元出席世界領頭的德國慕尼黑分析生化及實驗室展覽會( Analytica),并向專業公眾展示了這一新型技術。很快,醫學實驗室和許多相關領域對自動化表現出了強烈的興趣。眾多公司躍躍欲試,不但提前了解相關信息,還到展臺前咨詢他們的想法。在展覽會上,與廢水樣本、食品測試以及啤酒廠酵母培養物分析相關的初始項目都進行了一一展示。Fenk 強調了自動化的重要意義:“人們對自動化展開了廣泛討論,說明各個領域對自動化都有強勁的需求。這項技術的關鍵是人工智能了解什么是樣本以及怎樣處理樣本。至于它究竟是血液樣本還是水樣本,這都無關緊要。重要的是,在處理這些差異時,不需要重新編程。因此,我們希望這個領域出現越來越多的機器人應用,這是多么令人興奮啊!