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疫情催生“门神”

科普小知识2022-07-11 11:39:59
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疫情催生“门神”

对司机和乘客进行温度测量。

疫情催生“门神”

清华大学研究人员在停车场安装机器人

随着各地工作和学习的恢复,学校、工厂、医院和其他地方都面临着在避开人群的同时快速完成体温测试的问题。

为了应对这个问题,清华大学刘新军教授的团队花了36天的时间努力开发了一个名为“土赫”的机器人(以门神申屠和申屠之一的名字命名,也称为土赫)。该系统可安装在室外,对行人进行2秒钟的温度测量,车辆可在20秒内对所有驾驶员和乘客进行温度筛选,室外温度测量精度为0.2℃。

“离谱”的体温

我们都有过这样的经历,在社区门口检测到的体温比正常体温低得多。

“我们做了很多实验,有时温度异常低。体温是32℃和30℃,刘新军告诉《中国科学报》,“在这种情况下,低烧根本无法被检测到,甚至一些高烧患者也可能被漏掉。"

测量体温时,温度计的距离和仪器的工作环境,包括脸上的化妆、灰尘和头发堵塞,都会影响检测的准确性。腕关节测量的精度从检测位置来说更高,但是它也受到环境温度的影响。

“目前,市场上的温度测试设备通常误差为0.5℃,一些好的温度测试设备误差为0.3℃。我们的机器人可以将误差控制在0.2℃以内。”刘新军解释说,除了正常的测量误差外,工作环境温度也会影响前额测温枪的检测元件的准确性,“这是我们通常测量异常体温的主要原因”。

“机器人”的优势

与其他检测设备相比,该机器人具有准确、快速、环境适应性好的优点。

“由于环境对测温元件的影响是不可避免的,我们将从补偿优化开始,并设计一种新的算法来解决这个问题。”刘新军说,机器人将首先检测工作环境的温度,然后用一种算法来补偿温度。为了确保室外温度测量更加准确和稳定,在修改温度补偿模型时,团队成员在寒风中一次又一次卷起袖子,露出前臂进行测试比较。

“目前的红外线温度计只能在室内使用,比如机场和地铁。即使检测到发烧的人,他也已经进入并可能已经联系了其他人,这带来了隐患。我们的机器人可以放在室外,从入口处进行测试,以防止病毒携带者进入房间。”刘新军说:“我还有一个想法,比如在医院门口安装这样的设备,然后设计两个通道,让进入医院的人先检查自己的体温,然后根据体温筛查结果分流,这样可以大大减少医院人员接触感染的机会。”

这个机器人有两种型号,一种用于行人,另一种用于车辆。行人专用的可以安装在门口。行人伸出手臂进行检测,在机器人前面停留2秒钟,待体温合格后,门会自动打开,从而避开值班人员。汽车机器人安装在车辆入口处。当汽车经过时,机器人系统会语音提示司机停车,打开车窗,并识别车内的人数和大概位置。然后,机器人将恒温器伸到车窗前部,司机将手臂伸到恒温器的下部,收集手腕脉搏的温度。车内每个人的体温都可以在20秒内检测到,体温合格后,门会自动打开。

用好的技术积累

2月初,烟台开发区的一位朋友在微信上告诉刘新军,烟台开发区放假后复工面临的最大问题是防疫温度检测。刘新军突然意识到这是一个普遍的问题,他们的团队在视觉感知、人机交互和机械设计方面有着大量的技术储备,可以通过自己的研究积累起来为家乡做点什么。

刘新军紧急召集实验室老师和学生解决关键问题,讨论技术路线,反复比较和演示,设计图纸,购买部件,并与烟台青科佳机器人联合研究所有限公司合作组装和生产。经过36天36夜的战斗,他们刚刚创建了一个从想法到物体的机器人体温自动筛选系统。

3月12日,第一台样机在山东省烟台开发区进行了测试。3月18日,第一个体温筛查机器人系统的原型被运到清华大学后,刘新军等人调整了参数、算法和模型。从3月18日开始,每天从8: 00到18: 00,他们一直蹲在停车场的露天里,随时监控,现场调试。有时,为了获得晚间数据,他们不得不坚持到89点。目前,体温筛查机器人系统运行稳定,测温精度为0.2度,并已通过北京计量学院第三方测试。

目前,正在生产第二代移动车辆驾驶员和乘客自动温度筛查系统。用于行人温度检测的10套设备已经联系了许多用户,包括武汉的一个单位、烟台的一所中学和北京的一家医院,第一批现场测试将很快举行。