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小欣：這節(jié)課，我們就來了解一下膠囊機(jī)器人的研發(fā)過程與難點(diǎn)。

吉朋松：小機(jī)器人在消化道是怎么工作的呢？膠囊機(jī)器人由口腔隨水吞服下去，然后它就開始沿著食道實(shí)時(shí)連續(xù)的拍攝圖像。進(jìn)入胃腔后，我們?cè)谕饷娴娜嵝詸C(jī)器人的控制下就像開汽車一樣，對(duì)胃部的各個(gè)部位進(jìn)行多角度的精準(zhǔn)檢查和拍攝。移動(dòng)步長(zhǎng)兩毫米，轉(zhuǎn)動(dòng)精度是三度，在這個(gè)精度下可以把胃部的所有地方都看得清清楚楚，然后經(jīng)過小腸就排出體外了。

要實(shí)現(xiàn)這些功能，研發(fā)過程中我們遇到了比較多困難：

第一個(gè)困難是光學(xué)。膠囊機(jī)器人在胃里面不管是近距離還是遠(yuǎn)距離都可以照清楚，而且是在十公分以內(nèi)的近距離微變焦系統(tǒng)，所以光學(xué)系統(tǒng)是比較難的設(shè)計(jì)。

第二個(gè)困難是在光學(xué)系統(tǒng)前面有一個(gè)透明的罩子，因?yàn)榻?jīng)過人類消化道的時(shí)候會(huì)有很多黏液粘上去。所以我們?cè)谡麄€(gè)機(jī)器人的前端會(huì)有防粘的這層膜，什么都不會(huì)粘上去可以干干凈凈的讓光學(xué)系統(tǒng)完成所有拍攝。

第三困難是微器件?，F(xiàn)在由于手機(jī)的高速發(fā)展，所以成像系統(tǒng)其實(shí)并不難，但我們這個(gè)系統(tǒng)非常小。在類似于女士小指末端大概長(zhǎng)度兩公分左右的腔體內(nèi)，我們要容納將近400個(gè)元件。其中包含成像的芯片，也包括類似于手機(jī)GPS路徑的軌跡系統(tǒng)以及軌跡系統(tǒng)的傳感器。這些器件都要定制，所以它的定制成本和數(shù)量都是非常龐大的。

第四個(gè)困難是電池。機(jī)器人在消化道里面需要電，而且鋰電池是不能進(jìn)入人體內(nèi)的。假如人的消化液由于某種特殊原因進(jìn)入到膠囊機(jī)器人里面，一旦短路就會(huì)出現(xiàn)打火等危險(xiǎn)。所以進(jìn)入人體的所有機(jī)器人尤其我們這款機(jī)器人，只能用氧化銀電池。而氧化銀電池的特點(diǎn)是電量特別小，你需要在非常低功耗的情況下設(shè)計(jì)電路，并且電池的生產(chǎn)價(jià)格也比較高，這也是一個(gè)比較難的地方。

另一個(gè)難點(diǎn)是微型化。前面說過400個(gè)元件都需要集成到這么小的一個(gè)空間里面，所以每個(gè)器件都非常小，這要求相當(dāng)于航天級(jí)別了，因?yàn)楹教旒?jí)就是要求要小而輕，功能強(qiáng)大。

第六個(gè)難點(diǎn)是要低功耗。整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)從開機(jī)開始，需要一次性工作十個(gè)小時(shí)，這么長(zhǎng)的時(shí)間就只靠2顆非常小的氧化銀電池來供電，所以整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、圖像獲取和傳輸、自動(dòng)控制等工作都需要用非常低的功耗來支撐，這個(gè)設(shè)計(jì)是非常難的一個(gè)點(diǎn)。

再有一個(gè)難點(diǎn)就是它的可靠性要高。這是進(jìn)入人體的東西，所以它的抗腐蝕能力要強(qiáng)，在體內(nèi)可以待很長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)壞，在圖像拍攝過程當(dāng)中圖像不能斷，數(shù)據(jù)傳輸不能少，這都對(duì)它的可靠性提了非常高的要求。

再有就到生產(chǎn)。因?yàn)槟z囊機(jī)器人很小，所以很多對(duì)焦，電路的調(diào)節(jié)和功能測(cè)試都非常精細(xì)。整個(gè)的生產(chǎn)線是用機(jī)器人生產(chǎn)機(jī)器人，所以這為生產(chǎn)實(shí)施提出了非常多的難點(diǎn)，所以我們的生產(chǎn)線在上海建設(shè)花了好幾年的時(shí)間才完成，這也是機(jī)器人行業(yè)里面為數(shù)不多的由機(jī)器人生產(chǎn)機(jī)器人的完整生產(chǎn)線。我們現(xiàn)在有一年200多萬顆的產(chǎn)能，將來隨著應(yīng)用的擴(kuò)大也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)。

小欣：下節(jié)課，吉朋松老師會(huì)為我們講解怎樣提高全民健康水平。

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