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        手持红外额温计OUT了 清华大学研发的“荼与机器人”如何实现智能筛查

        放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-30 浏览次数:118
         为了防控疫情,国内大多高校、科研院所等单位均停课并开展线上教学,但停课完全没有阻止科研团队研究工作的脚步。室外环境下的准确测温是极大挑战,为了研发出能够快速准确检测体温的机器人系统,2月7日,世界机器人大赛共融机器人挑战赛专家组成员、清华大学现代机构学与机器人化装备实验室刘辛军老师的团队成立了研发小组。工作刚开展时,小组通过网络会议的方式讨论。到了后期,研发小组中的七位学生从家里赶到了烟台,与合作企业工程师一起研发和生产,另有两位学生在北京,等测温设备运到北京后,配合做测试。疫情期间团队开会至少一天一次,晚上9:30的会议是每天必须的,经常开到晚上12点多,直到技术稳定。
          团队牵头研发的这种能够快速检测体温的机器人系统被命名为“荼与机器人”。该机器人的名称源自中国民间信奉的两位门神(神荼shēn shū和郁垒yù lǜ)之一的神荼,又名荼与(shū yú),寓意将瘟疫挡在门外。


          目前高速路、车站、机场、办公区、居民小区等各种通道的流动车辆司乘人员和入口行人的体温筛查主要使用的是手持红外额温计,其准确度一般为0.3℃-0.4℃其测温过程中,经常出现离谱的体温计数,不仅效率低且涉及人员近距离接触,有交叉感染和不安全的风险。 “荼与机器人”体温自动快速筛查系统即针对这些问题在机器人本体、测温装置及温补算法、视觉语义感知、控制策略等方面进行了技术攻关,有效的提高了室外测温的效率及准确率,并具有如下特点:
          1、采用深度神经网络和超声与视觉融合的多维数据集,可实现车辆司乘人员的精确识别和人像分割,并准确统计人数和相应位置,识别置信度达90%以上。
          2、稳定、分布式体温测量机器人装置和温度环境适应性智能补偿算法,采用手腕脉搏处非接触测温,能够实现高准确度的人体温度安全检测,室内和室外环境测温准确度均达0.2℃。
          3、通过视觉识别、超声波探测、红外探测等多传感器融合方式,可实现车辆位置、司乘人员和行人的快速定位与体温无人化筛查:对于流动车辆,可20秒内完成一辆乘用车所有司乘人员的检测;对于行人,可实现2秒通行;体温合格则通行,不合格则报警。
          4、针对一定时间周期内的温度筛查,通过大数据处理技术,可快速形成任何时间段的车、人流量-温度图谱。
          “荼与机器人”体温自动快速筛查系统已申请10项中国发明专利,填补了国内外空白,可广泛应用于高速路、机场、车站、检查站等快速通道流动车辆司乘人员以及学校、医院、银行、场馆、酒店、宾馆、小区、超市等各种入口处对行人进行体温非人接触快速自动筛查。近期,该机器人已经应用到北京协和医院、武汉同济医院光谷院区、北京华信医院、东直门医院东区等医院进行人员的体温自动筛查,并得到了测温“稳定、快速、便捷、精准”、“测温精确度高,与水银体温计结果接近”的一致好评。
          世界机器人大会自2015年至今已成功举办五届,是推动机器人领域全球产业和技术交流合作的重要平台。大会汇聚了大量创新资源、产业资源、市场资源、资本资源、人才资源,已发展成为机器人领域规模最大、规格最高、国际元素最丰富的顶级盛会,对构建开放包容、互学互鉴的全球机器人生态体系作出了重要贡献。

          清华大学现代机构学与机器人化装备实验室简介
          清华大学现代机构学与机器人化装备实验室依托于清华大学摩擦学国家重点实验室、精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室、清华大学(机械系)—西门子先进工业机器人联合研究中心,实验室在并联机器人相关理论、关键技术和装备研制方面有20余年的积累,部分理论工作处于国际引领地位。
          实验室重点研发和正在研发四类机器人,包括:高速并联机器人、混联加工机器人、自主移动机器人以及协作和软体机器人。目前已研制成功高速多并联机器人协同作业系统成套装备、可实现一次装卡五面加工的混联机器人、具有多模态感知功能的软体仿生手、机器人体温自动快速筛查系统等,形成了独具特色的高端制造装备自主设计及研发体系。出版中、英文专著各1部,发表SCI/EI论文百余篇,授权发明专利80余项,先后获国家自然科学二等奖、教育部自然科学二等奖、中国机械工业科学技术发明一等奖等多项科技奖励。

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