風險更低、效率比人工高10倍!台灣醫師創業家推全球第一台自動鼻咽採檢機器人
風險更低、效率比人工高10倍!台灣醫師創業家推全球第一台自動鼻咽採檢機器人

台灣新冠狀病毒(COVID-19,俗稱武漢肺炎)疫情趨緩,日常生活幾乎已不受影響,但全球發展卻非如此。7月份至今,全球每日確診案例都在20萬人以上;8月初,美國單日有近5萬名新增確診患者出現。

這些驚人數字背後,更代表耗費大量醫護採檢資源。

「在台灣,每採檢一位疑似個案,平均需要花20到30分鐘時間。很多醫護乾脆4小時都不去上廁所,減輕穿脫防護衣的體力負擔。」鈦隼生物科技執行長兼創辦人陳階曉強調:「就不用說還有被傳染的心理壓力了,看看美國,有超過9,200名醫護確診、超過30人因防疫而死亡。」

全球第一台,MIT鼻咽採檢機器人亮相,

Brain Navi Nasal Swab Robot from Brain Navi on Vimeo.

自己是執業外科醫師、能體會前線醫護辛勞,加上有醫師友人因對抗SARS過世的悲傷回憶,他號召團隊同仁,用約2個月時間研發出全球首部「自動鼻咽採檢機器人」,並已於5月份送審台灣、美國的EUA(緊急醫療器材認證)系統。

這台機器人能辨識鼻孔位置、以夾爪握住鼻咽拭子(外型如長條棉花棒),接著自動伸入患者的鼻咽,停留約10-25秒收集分泌物檢體;整體採檢時間僅需要2-5分鐘,8小時可採檢近百人。除了一開始的臉部定位掃描設定,會由醫護人員在透明的防護板後執行,整個過程不需要人為介入。

實際上,工研院先前也以類似概念推出「正壓式檢疫亭」,同樣強調能降低醫護被傳染機率,不過仍以人工方式取得檢體。

陳階曉表示,鈦隼的自動鼻咽採檢機器人誤差值約在2mm(毫米)以下,專利與技術源自前一款已完成15例人體臨床手術的產品—「自動腦部手術導航系統」。

延伸閱讀:人體試驗全紀錄!台灣首例腦部導航手術

鈦隼生技_鼻咽自動採檢機器人
鈦隼鼻咽自動採檢機器人可在無人為介入下,從個案鼻咽處取得檢體。
圖/ 蔡仁譯攝影

他指出,標準的鼻咽檢體採檢應符合放置深度,資深的醫師會憑經驗放置,但仍可能受情緒波動影響到實際效果。相較之下,機器人會先掃描臉部表面結構,較不會有變因出現。

對鈦隼科技來說,這款產品有話題性,也有時效需求存在,日前在亞洲生技大會亮相亦受到不少矚目。但若疫情逐步受控制,未來還會有「商機」嗎?

「想恢復到人類原本的生活狀態,一定會需要大量採檢,才有辦法reopen(重啟)。」陳階曉舉例,在1918年的西班牙流感事件裡,第二波爆發帶來的死傷遠比第一波來得嚴重,這代表觀察疫情的重點除了是否緩解,決定「重啟」經濟的時機點也很重要。

鈦隼生技_鼻咽自動採檢機器人
陳階曉(右)認為,台灣有組成機器人國家隊實力,看好採檢、試劑、快篩等每一階段都有廠商掌握領先技術。
圖/ 蔡仁譯攝影

「自動化」成全球疫情解封關鍵?台灣隊成員喊讚

檢測試劑廠普生總經理林孟德觀察,自動化採集可以大幅降低醫護人員採檢時的被感染機率,而且可提高「從採集到後端檢測」的精準度。

普生日前宣布與高醫大共同投入新冠病毒「自動快篩試劑」開發,僅需將患者檢體加入試劑中,全自動化儀器就能分析出最後檢測結果,可在90分鐘內篩檢90人,一天篩檢的檢體量達1,440人。林孟德表示,公司與鈦隼有很大的合作空間。

另一頭,台灣生技ODM(委託設計代工)龍頭大江生醫也對自動化寄予厚望。

大江生醫旗下子公司大江基因日前成功開發全球首台「新冠病毒掃描機」,機器檢測精確度達99.9%,可在4小時內檢測出96個樣本。若以流水線排序,則能在24小時內檢測2016組樣本。

大江生醫營運長陳彥任指出,大江能在4小時內確認一個航班裡的旅客採檢結果,這代表可以阻絕外國境外移入案例,讓受檢者在海關外等待。若確認為陽性反應,可搭乘原班機離境。

他表示,自動化的主要目的之一是「加速流程」,但若只有某一個階段變化,用處並不大。由於鈦隼的檢測機器人屬於前端檢體取得,他認為雙方若合作將有很大互補的空間。

「若把機器人布置在機場,會有最好的發揮空間。」
陳階曉指出,自動化檢測除了是防範於未然,不要讓醫護暴露在高風險環境中,更重要的是能避免人手不足情況。

他說,假設在桃園、國外機場都有自動化採檢機器人設備,藉由大量採檢患者,搭配快篩試劑等台灣隊設備,就有機會在登機前就得知旅客的健康結果,「而這正是全球生活能否回歸常態的起步。」

鈦隼(Brain Navi)生物科技公司檔案
成立:2015年
創辦人:陳階曉
產品:自動腦部手術導航系統、自動鼻咽採檢機器人

責任編輯:蕭閔云

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導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?
導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?

當無人機、無人船失去衛星定位訊號,還能繼續完成任務嗎?這道問題不只考驗導航設備的精度,更牽涉不同技術如何搭配,才能兼顧成本、可靠性與實際部署需求。

要理解自主載具如何在衛星訊號中斷時持續導航,得先認識「慣性導航」。互宇向量執行長鍾宏彬拿棒球作比喻:投手把球投出去後,球沒有GPS或遙控器,仍會依照出手角度、力量與旋轉向前運動。慣性導航則透過感測加速度與旋轉變化,持續推算載具的姿態、速度與位置。不過,慣性導航的誤差會隨時間累積,衛星定位訊號一旦中斷,位置推算也可能逐漸偏移。因此,自主載具需要不同定位與感測技術相互配合。2022年成立的互宇向量,便從這項需求切入,協助客戶選擇適合的導航技術,並將系統整合到產品中。

先定義任務,再決定導航規格

「以終點當起點。」鍾宏彬如此形容互宇向量的產品開發原則。相較於先提供設備、再由客戶自行整合,互宇向量在開發初期便參與討論,了解客戶要完成什麼任務,再決定性能、材料、演算法與預算。這套方法稱為「前端部署」。

以無人機精準投送為例,客戶希望載具不只抵達指定區域,還能接近建築物完成投送。飛行距離、定位精度、是否有人遙控,以及衛星訊號中斷後需要自主運作多久,都會影響系統設計。互宇向量必須先釐清這些條件,再選擇感測元件、調整導航架構,而不是直接套用既有產品。

互宇向量的技術涵蓋光纖陀螺儀(FOG)、慣性量測單元(IMU)、姿態與航向參考系統(AHRS),以及GNSS/INS融合導航方案。團隊曾與產業夥伴在實際水域驗證無人船導航系統,也透過觀音山隧道測試,觀察衛星訊號中斷時的導航表現。

對客戶而言,驗證的重點在於系統能否在任務要求的時間內維持足夠精度。互宇向量也不一定選用最高規格的零組件,而是依照需求調整演算法、材料與系統配置,必要時整合其他供應商的技術,減少客戶自行開發、測試與整合的時間及成本。

從光纖陀螺到系統整合,互宇向量把技術推向可部署的產品

鍾宏彬2010年投入光纖陀螺核心技術研究,2016年共同創辦極星光電。當時核心元件的客戶多具備自行整合能力,應用市場相對有限。他逐漸意識到,若想讓技術接觸更多使用者,就不能只停留在零件,還得往感測模組與完整系統發展。2022年成立互宇向量後,鍾宏彬延續過去累積的技術,採取合作設計製造(JDM)模式,讓團隊從產品開發初期便參與設計與驗證。

他把這種服務形容為「高階料理包」:客戶不必自行採購所有原料、研究怎麼煮,而是由互宇向量協助整合適合的技術,完成產品部署。公司不走低價、拚量路線,而是選擇與少數具有長期需求的專業客戶深入合作。目前團隊服務約12家核心客戶,透過持續參與產品開發,累積技術與合作經驗。

航太市場考驗的不只是技術,還有供應鏈與驗證能力

航太是互宇向量積極拓展的市場。目前約四成業務聚焦航太應用;2023年,團隊也與國家太空中心(TASA)展開策略性合作,推進MIOC與FOG技術的太空應用。

航太產業尤其重視「飛行履歷」(Flight Heritage)。鍾宏彬打趣地說,普通杯子就是杯子,但如果真的上過太空,「它就變成太空杯」。設備即使通過完整的地面測試,仍不等於經歷過發射與太空環境。對國際航太客戶而言,實際飛行驗證是評估設備可靠性的重要依據。鍾宏彬回憶,團隊過去花了兩、三年尋找海外企業客戶,始終不得其門而入。後來有國際業者得知互宇向量與國家太空中心合作,反而主動找上門。這段經驗讓他體會到,進入航太供應鏈除了技術能力,還需要讓國際客戶看見合作經驗與可信度。

從中央大學到蘆竹,桃園產官資源如何成為互宇的產業支點?

互宇向量與桃園的淵源,早在公司成立前就已開始。鍾宏彬從中央大學求學、攻讀博士到投入研究,一路留在桃園;第一次創業落腳楊梅,互宇向量則從青埔搬到蘆竹,建立廠辦空間。他笑稱,自己就像桃園「生出來的baby」。

桃園及北部地區聚集電路板、電子製造與機械加工等供應商,具備成熟的產業基礎。不過,部分業者長期專注既有市場,未必想過自身技術還能延伸至無人載具與航太應用。鍾宏彬舉例,互宇向量曾與傳統機械加工業者合作,協助對方了解航太供應鏈的品質驗證與製造要求,探索跨入新市場的可能。對這些業者而言,挑戰未必是技術能力不足,而是過去缺乏接觸航太應用的機會,不熟悉相關規格與驗證流程。

創業過程中,互宇向量也持續接觸桃園市政府青年事務局及相關局處、育成體系,參與創業交流與產業展會。鍾宏彬看重的是這些場合能讓團隊認識不同領域企業,拓展未來合作的可能。包括Meet桃園+在內的創業輔導與產業交流平台,也為在地新創提供接觸產業資源的機會。

從光纖陀螺核心元件走向完整導航系統,再延伸至航太合作與海外市場,互宇向量逐步建立從任務規劃、技術整合到系統驗證的能力。接下來,如何運用桃園既有的電子製造與精密加工基礎,找到更多能共同開發產品的夥伴,將是團隊拓展國際市場的重要課題。

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