醫院的挑戰
醫療系統是現代社會與國家的重要資產,但科技技術卻鮮少有針對醫療人力不足、緩解醫療人員日常勞務的解決方案。2020 年開始的 COVID-19 疫情,讓世界看見醫療系統超載的結果,也加速推動了自主移動機器人(Autonomous Mobile Robot, AMR)進入醫療場域的應用與發展。
台中榮民總醫院於 2021 年起,在新世代機器人與凌華科技的協助下,成功地將 AMR 應用於手術器械與物料的搬運作業,不只免去人員搬運的勞務辛苦,每年還能省下了約 5,000 小時的人力工時。
新世代機器人暨人工智慧副理林中漢指出,AMR 應用有二大重點,其一是思考可以解決哪些問題,其二需要具備客製化的設計,讓機器人可以結合既有作業流程與運作環境,如此才能貼近使用者需求,展現機器人的應用價值。
因此,當初台中榮總在規劃導入 AMR 應用時,便是從減輕護理人員高度重覆性的工作負擔為出發點來思考,透過 AMR 可取代哪些作業呢?最終發現護理人員日常作業中,以運送醫療器材、物料最為耗時費力,所以,新世代機器人開始針對此項作業進行規劃設計,希望減少護理人員的重複性作業,讓護理人員有更多時間去照護病患,進而彰顯人與設備協作的價值。
客製化醫療專用 AMR
確認應用方向後,新世代機器人即著手進行客製化設計。
首先,新世代機器人針對醫院作業流程設計軟體應用,將日常作業程序數位化,護理人員只需按一個鍵,AMR 就會自動行走至手術室,再走回去器械室,整體操作模式非常簡單,和原有作業流程幾乎沒有太大的差別。
其次則是因應實際運行環境進行調整。AMR 在台中榮總醫院實際運行的走道寬度最小僅有狹窄的 80 公分,倘若碰撞到病患、醫護人員或醫療器材,將可能導致安全意外事故。因此,新世代機器人透過系統演算法調校,讓 AMR 動態地配合環境進行移動,結合光達、3D 攝影機及超音波等元件,全面提升 AMR 的避障能力,實現零碰撞意外事件。
兼具軟硬整合能力與專業 ROS 團隊,凌華科技助力加速機器人開發時程
新世代機器人從事機器人開發已有 7 年,過程中接觸過許多控制器的廠商,只有凌華科技具備軟硬整合的能力,可以協助新世代機器人縮短產品開發時程。凌華科技王健豪博士表示:「凌華科技從工業電腦起家,近年來更積極耕耘機器人領域,將工業電腦整合機器人作業系統(Robot Operating System, ROS),提供移動式機器人軟硬整合的即時控制器,為機器人公司省下整合的時間與人力。」
凌華科技的 ROS 專業與技術支援能力,讓新世代機器人不需煩心機器人控制器軟硬體整合的問題,內部團隊成員專注於機器人的應用開發,可加速完成客製化設計、UI/UX 優化等作業,透過與凌華科技專業分工的過程,大幅加速新世代機器人的產品開發時程。
「在協助台中榮總建置 AMR 應用的專案中,有很多需要客製化設計的地方,很幸運新世代機器人與凌華科技合作,不必擔心底層整合問題,開發人員才能將心力專注在客製化作業上,順利打造出符合中榮需求的機器人。」新世代機器人暨人工智慧副理林中漢表示。
「在協助台中榮總建置 AMR 應用的專案中,有很多需要客製化設計的地方,很幸運新世代機器人與凌華科技合作,不必擔心底層整合問題,開發人員才能將心力專注在客製化作業上,順利打造出符合中榮需求的機器人。」新世代機器人暨人工智慧副理林中漢表示。
結合 Intel 高效運算、凌華科技 ROS 2 技術,打造 AMR 合作夥伴生態圈
AI 機器人在自主行走的過程中,其感測器需持續且快速地監控環境變化並即時調整行進路線,因此非常考驗控制器的運算效能,新世代機器人這次開發的這款機器人採用的是 ADLINK 與 Intel 合作開發的小型化控制器,搭載了 Intel 的 11代 Tiger Lake CPU,運算速度較上一代產品提高了 20%,系統執行速度也提升了 20%,功耗卻更低,讓 AI 機器人在避障以及整體運作續航力上得到有效提升,多元的連接埠也能符合新世代機器人的應用需求。
隨著第二代機器人作業系統 (Robot Operating System 2, ROS 2) 的快速發展與市場接受度,凌華科技基於 ROS 2 開發了 Neuron SDK 軟體開發套件,讓新世代機器人不必投資太多人力,也能輕鬆透過 ROS 2 打造機器人應用。
展望未來,林中漢希望能持續深化與凌華科技的合作,藉由凌華科技和 Intel 長期且緊密的合作關係,在未來爭取更多 Intel 資源,開發更聰明、高效率的機器人產品。王健豪也表示相同看法,凌華科技希望攜手更多機器人系統整合商與相關零組件廠商,共同打造機器人生態圈,加速推動 AMR 在各產業的應用,讓更多人都能看見 AMR 的應用價值。