清華大學:最特別的“逆行者”,隔離病房巡診機器人來瞭!

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  2020年的春天,疫情告急,所有的人停下出行的腳步,卻有一群人逆風而行。

  他們穿上白衣,就像一束火焰,點燃自己,照亮人間的希望。

  他們是這個春天最美麗的身影,也是所有清華人的牽掛。

  “醫生救人,工程師提供裝備,醫工結合力量大!”

  2月2日,清華大學航天航空學院教授鄭鋼鐵在他的朋友圈裡擲地有聲地寫道。

  行勝於言。他是這樣說的,更是這樣做的。

  2月24日,由他作為技術負責人的第二臺多功能隔離病房巡診機器人,走進北京地壇醫院。

  從1月25日大年初一項目啟動,到第16天投入臨床試驗,再到第30天奔赴抗擊疫情一線正式試用,他們“醫工結合”發揮多方優勢,科研備“戰”,創造瞭“清華速度”!

  快,就是責任!

  天下武功,唯快不破!疫情當下,時間就是生命!

“快,就是責任!”

  除夕夜,經過和清華大學精準醫學研究院院長、北京清華長庚醫院執行院長董傢鴻的多次討論,鄭鋼鐵瞭解到前線隔離病房中的醫護人員面臨高感染風險。


副校長尤政和長庚醫院討論項目

  身為航天工程方面的教授,鄭鋼鐵和他的團隊更善於系統設計和應急處理問題。作為臨床醫學院的教授,董傢鴻對如何對抗疫情和保護醫生有豐富的經驗,這為機器人的研制提供瞭充分的現實基礎。

  “或許可以用機器人為醫護人員隔離風險,讓醫護人員的常規檢查環節更加安全。”經過討論,幾位老師決定用科學在醫護人員與冠狀病毒之間築出一道“高墻”。

  於是,隔離病房巡診機器人的應急課題應運而生。

  根據設想和前線醫生的實地反饋,巡診機器人具備的主要功能包括測量體溫、聽診、超聲和咽拭子采樣。從而,一位醫生可以遠程控制多臺巡診機器人,達到節約人力、降低感染風險的目的。

  想法一經確定,團隊便立即展開項目工作,討論方案、確定方案、組建團隊,迅速投入研制工作中。

  巡診機器人早一天投入使用,就可能保護更多的醫生與患者,時間不等人!

  但是,在機器人開發現場的工程團隊成員並不多,航院博士生陳煜、航院碩士生李奇鐘、電機系本科生劉寒玉三名同學在現場研究,航院博士生祝世傑在傢遠程工作,主要負責寫控制程序,提供遠程支持。

  除此之外,清華校友幫助解決測溫儀改裝成遙控的問題,計算機系師生幫助解決機械手操作軟件兼容的問題,機械系老師幫忙解決診斷器械夾具設計加工問題,車輛學院校友幫助解決機器人移動底盤的問題,醫生們提供需要的專業知識和設計建議要求……遠在外地的多位清華人都與現場同學們共同奮鬥著,一起並肩戰鬥。

  此外,重要物料的缺失是團隊成員們面對的另一個大難題。“剛開始的時候,我們除瞭機械臂,什麼原料都沒有,物資非常缺乏。”陳煜說。

  疫期工廠停工、物流不便使得之前易得的日常物料變得尤為“珍稀”,為瞭節省時間,本著能夠買的零件就不定制,能夠簡單化的零件絕不設計復雜的原則,項目組進行瞭第一版機器人的設計和制作。

現場實驗照片

  期間,團隊與各廠商聯系供貨事宜,逐步解決瞭多個困難。學校基礎工程訓練中心的老師和師傅們也在關鍵時刻進行瞭援助,加班加點,改造瞭機器人底盤車。

  “疫情面前,大傢所表現出來的團結精神特別讓人感動,都在盡自己的一份力。”在多方努力協作下,項目組完成瞭兩臺巡診機器人的制作。

終於,進入前線!

  2月12日,第一版巡診機器人在北京清華長庚醫院進行瞭第一次現場測試。綜合醫生提出的醫學專業方面的建議後,改進方向和細節顯得更加明晰瞭。

機器人即將送到醫院試用,在系館前留影

  五天後,第二版機器人在清華長庚醫院進行測試,經過這次2。0版本的測試,團隊根據現場實操情況選擇調整個別功能,再次優化其他功能。

  2月24日,是第三版巡診機器人測試的日子。而今天,距離提出構想的除夕夜,剛剛過去一個月。

  與前兩次測試不同,這次測試是在新冠肺炎定點收治醫院之一的地壇醫院——與病毒面對面的地方。

  團隊成員們將巡診機器人交到瞭清華臨床醫學院博士生郭喆手上,郭喆操縱著巡診機器人慢慢走進瞭醫院,走進瞭防疫前線。身前,人們好奇地圍觀著這長著機械手臂的機器人,門口橫幅上寫著“生命重於泰山 疫情就是命令 防控就是責任”,身後,團隊成員們緊張地目送著,又期待著。

  針對正在優化測試中的兩臺設備,項目組計劃下一步將對在地壇醫院測試的機器人遠程進行軟件上的優化,並繼續進行功能的測試;另一臺將結合在地壇測試的經驗進行完善,送往武漢一線。


醫學研究生和工科研究生討論設計改進

  由於批量生產和實驗室科研差異較大,機器人地投產還要經歷一個重新設計、產品測評的流程。同時,作為一種醫療器械,還需通過醫療倫理審查、相關部門認證等步驟,目前各個環節都在加急審批,爭取盡快落地。

  疫情爆發以來,對於醫護人員的保護讓全社會揪心不已,而巡診機器人的投產,希望能在此領域作出應有貢獻。“我們作為工程師希望看到自己的成果有用武之地,造福他人。”

  對於未來,鄭鋼鐵說,“巡診機器人項目本就是為大規模傳染病爆發設計的,平日使用機會不多,但其中許多技術會從中輻射到別的行業,帶動整體的技術發展,巡診機器人其中的技術既可以作為未來的儲備,也有可能引發別的技術進步。”

  冰冷堅硬的鋼鐵與絕對理性的科學相結合,在醫生的妙手下卻讓生命的源泉湧流。

後方的逆行者

  “居世逢亂離,始辨英雄士”。

  “希望自己能作為清華的一員,在危難關頭挺身而出,結合自己的專業知識和能力特點,勇於承擔相應的社會責任。”鄭鋼鐵說。

  鄭鋼鐵也常告訴學生,做事情前“首先要問問自己能為國傢做點什麼”,這次,他將自己的學生評價為“後方的逆行者”。

團隊成員在測試巡診機器人

  團隊成員祝世傑雖然在傢,但他依然和同學們一起並肩戰鬥著,而老師和團隊成員的團結和互相之間的關心也給他留下瞭深刻印象。“工作量很大,每個人都有可能累倒,但隨時也都可以拿起身邊的‘武器’,成為抗‘疫’的戰士”。

  在聯系設備物料的過程中,陳煜表示:“非常感謝各方的援助,之前機器人的底盤遙控車、前端的機械爪都是沒有的,緊急聯系瞭幾傢廠傢,對方瞭解到該項目是為控制疫情作貢獻,在嚴格遵守疫情政策的前提下,提供瞭最大支持。”

  “作為清華教師,我們是職責所在,必須這樣做,是正常的,但是我要給我的學生們點贊,他們真的是非常棒。”鄭鋼鐵說,“如果真的說感觸,那麼我想往遠瞭想,希望垂暮之年面對膝下兒孫,乃至最終回首自己一生的時候,可以驕傲地說我這輩子曾做過這麼幾件小事,曾為國傢、為他人作出瞭一些力所能及的貢獻,這才是沒有枉費此生。”