CN110497420A - 一种基于人工智能的感控机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的感控机器人，包括机器人主体、数据采集模块、数据分析处理模块和智能决策模块，当感染概率达到一定阈值，机器人会利用声光报警器自动发出告警，并进一步根据对不同区域空气质量和感染概率的分析，智能决策模块会自动为机器人规划路线，使其智能地向空气质量差，感染概率高的区域移动，对该片区域进行感控处理，同时可以对感控监测数据进行分布式的存储和计算，以便医护人员随时随地掌握院内环境、感染控制情况，实现感控工作的实时性、有效性和准确性本发明可以智能地对数据分析结果进行决策，及时地对院内潜在传染病情进行有效的控制和告警，避免疫情爆发造成的巨大医疗损失和人员伤亡。

Description

一种基于人工智能的感控机器人

技术领域

本发明涉及计算机技术和智慧医疗领域，具体是一种基于人工智能的感控机器人。

背景技术

随着全国各大医院人流量的剧增，医院感染已成为医疗质量和安全的重要隐患之一，对医疗活动的效率和质量造成巨大影响。根据全国医院感控监控网络现患率调查结果，全国住院病患医院感染现患率为5％～6％。目前平均一家三甲医院的日门诊总量约为6000人次，在这样过分拥挤的环境下是难以对传染性疾病进行有效检测和控制的。

目前的医院感控工作覆盖范围小、工作流程复杂、效率亟待提高，缺少医院环境检测数据的有效采集、分析和整理，很难保证监控的准确性和及时性。传统医院感染管理工作以回顾调查为主，无法满足实时监控的要求。

由于医院人流量大、环境监测内容复杂、监测信息源涉及范围广泛，海量的数据信息很难在第一时间得到分析和处理。

现有的医院感染数据信息获取方式是通过院内各级医疗人员的书面报告逐级上报至感控科室，往往会造成统计分析准确度的下降和决策效率低下。

获取院感信息数据后，如何对复杂庞大的数据进行分析和处理，也是感控工作中至关重要的一个环节。传统的数据分析统计方法无法满足高效分析决策的要求，随着信息化医院的发展，分析不仅仅局限在数据层面，还需要将进行前瞻性的预测，并对可能出现的疫情进行及时智能化、自动化的处理。

针对上述现有技术的不足，本发明提出一种基于人工智能的感控机器人。该机器人可对一定区域内的空气、人员体征数据进行采集，通过大数据技术对采集的数据进行处理和分析，对院内空气质量、病菌密度、人员健康状况进行分析和预测，把数据处理结果传送至云平台和感控系统，对潜在的感染状况进行处理，从而实现对院内感染的实时性监测、前瞻性预测和智能化控制处理

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于人工智能的感控机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于人工智能的感控机器人，包括机器人主体，所述机器人主体包括第一壳体、第二壳体、行走轮和手臂，所述第一壳体顶部安装有第二壳体，第一壳体底部对称安装有行走轮，第一壳体两侧对称安装有手臂，机器人主体上设置有数据采集模块、数据分析处理模块和智能决策模块，数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、有害颗粒物传感器、微生物采集器、图像采集器和超声波传感器，所述数据分析处理模块包括微生物状态分析单元、路况分析单元、数据存储单元、空气质量分析单元、人员特征分析单元和数据传输单元，所述智能决策模块包括感染预测单元、告警单元、紫外线消毒单元、消毒剂杀菌单元和路线规划单元。

作为本发明进一步的方案：所述温度传感器、湿度传感器、图像采集器、有害颗粒物传感器和微生物采集器均嵌设在第二壳体前表面，设置温度传感器用于检测室内温度和患者体温，设置湿度传感器用于对室内空气湿度进行检测，设置有害颗粒物传感器用于对采集室内空气中PM2.5的浓度信息，设置微生物采集器用于对空气中微生物的活动进行采样，设置图像采集器用于对患者舌苔、面部外观等特征信息进行检测和采集。

作为本发明再进一步的方案：所述超声波传感器安装在第二壳体顶部，设置超声波传感器用于发射超声波从而测量机器人主体与障碍物距离和行人移动路线。

作为本发明再进一步的方案：所述微生物状态分析单元用于对微生物微生物采集器所采集的数据信息进行分析，从而得出区域内微生物活动状况，设置路况分析单元用于对超声波传感器测量机器人主体与障碍物距离和行人移动路线而取得的数据进行分析，从而实现对机器人周围路况的分析，设置空气质量分析单元用于对温度传感器和湿度传感器所采集的数据信息进行分析，从而对区域内环境质量进行分析，设置人员特征分析单元用于对图像采集器采集的患者舌苔、面部等特征信息进行分析，设置数据存储单元用于对数据采集模块取得的数据信息和各单元分析后产生的数据信息进行存储，设置数据传输单元用于将数据存储单元存储的数据信息上传至感控云平台资源池和医院感控管理系统。

作为本发明再进一步的方案：所述数据分析处理模块进一步将分析和处理后的数据信息传送至智能决策模块，设置感染预测单元根据数据信息对工作区域内微生物活动是否活跃、病患体征是否异常、是否有潜在感染的几种情况进行预测，告警单元包括声光报警器，声光报警器安装在第二壳体前表面，设置声光报警器用于在感染预测单元预测到异常情况时进行告警。

作为本发明再进一步的方案：所述紫外线消毒单元包括紫外线放射灯，紫外线放射灯安装在第二壳体前表面，设置紫外线放射灯用于放射紫外线进行杀菌，消毒剂杀菌单元包括消毒剂投放口，消毒剂投放口开设于第二壳体前表面，设置消毒剂投放口用于投放消毒剂进行消毒，设置路线规划单元用于自动为机器人规划路线。

作为本发明再进一步的方案：其操作步骤如下：

S1:首先开启设备，利用数据采集模块对医院空气湿度、室内温度、有害颗粒物浓度、微生物活动、人员体征进行数据采集；

S2:数据采集模块进一步将采集的各项数据信息通过接口传送至数据分析处理模块进行处理和分析；

S3:数据分析处理模块分析和处理后的数据信息进一步通过数据传输单元上传至感控云平台资源池和医院感控管理系统；

S4:感控云平台对上传的数据进行存储和计算，并进一步把采集的数据资源整合到一起，医疗人员可以通过随时访问医院感控管理系统从而获取院内各区域环境质量指标和感染信息；

S5:根据数据分析结果对室内温度、空气湿度、有害颗粒物浓度、微生物活跃指数、体征异常人员数量这几个指标设定阈值；

S6:智能决策模块实时判断室内温度、空气湿度、有害物颗粒浓度、微生物活跃指数、体征异常人员数量指标是否超过阈值，由此判断该区域发生感染的概率是多少，是否需要进行紫外线消毒、消毒剂杀菌等感控处理；

S7:当感染概率达到一定阈值，机器人利用声光报警器自动发出告警，并进一步根据对不同区域空气质量和感染概率的分析，以及对障碍物距离和行人移动路线的分析，智能决策模块会自动为机器人规划路线，使其智能地向空气质量差，感染概率高的区域移动，对区域进行感控处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明以机器人为主体，可以很好地对医院空气质量、人员体征、病菌活动情况进行实时有效的监测，大大降低感控工作的复杂度和人工投入成本。

2、本发明可以很好地对采集的数据进行深度的处理和分析，在短时间内得出分析结果，节省了院感信息统计的时间成本，提高感控工作的效率。

3、本发明可以对感控监测数据进行分布式的存储和计算，以便医护人员随时随地掌握院内环境、感染控制情况，实现感控工作的实时性、有效性和准确性。

4、本发明可以智能地对数据分析结果进行决策，及时地对院内潜在传染病情进行有效的控制和告警，将院内感染防患于未然，避免疫情爆发造成的巨大医疗损失和人员伤亡，保护医护人员和患者的生命健康。

附图说明

图1为基于人工智能的感控机器人的结构示意图。

图2为基于人工智能的感控机器人的系统框架图。

图3为基于人工智能的感控机器人的判断流程图。

图中所示：湿度传感器1、温度传感器2、微生物采集器3、超声波传感器4、图像采集器5、机器人主体6、消毒剂投放口7、手臂8、第一壳体9、行走轮10、声光报警器11、紫外线放射灯12、第二壳体13和有害颗粒物传感器14。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种基于人工智能的感控机器人，包括湿度传感器1、温度传感器2、微生物采集器3、超声波传感器4、图像采集器5、机器人主体6、消毒剂投放口7、手臂8、第一壳体9、行走轮10、声光报警器11、紫外线放射灯12、第二壳体13和有害颗粒物传感器14，所述机器人主体6包括第一壳体9、第二壳体13、行走轮10和手臂8，所述第一壳体9顶部安装有第二壳体13，第一壳体9底部对称安装有行走轮10，第一壳体9两侧对称安装有手臂8，机器人主体6上设置有数据采集模块、数据分析处理模块和智能决策模块，数据采集模块包括温度传感器2、湿度传感器1、有害颗粒物传感器14、微生物采集器3、图像采集器5和超声波传感器4，所述温度传感器2、湿度传感器1、图像采集器5、有害颗粒物传感器14和微生物采集器3均嵌设在第二壳体13前表面，设置温度传感器2用于检测室内温度和患者体温，设置湿度传感器1用于对室内空气湿度进行检测，设置有害颗粒物传感器14用于对采集室内空气中PM2.5的浓度信息，设置微生物采集器3用于对空气中微生物的活动进行采样，设置图像采集器5用于对患者舌苔、面部外观等特征信息进行检测和采集，所述超声波传感器4安装在第二壳体13顶部，设置超声波传感器4用于发射超声波从而测量机器人主体6与障碍物距离和行人移动路线，通过设置数据采集模块实现了机器人对空气湿度、室温、有害颗粒物和微生物密度及视距内人员的的体温的自动检测，从而使得机器人可以很好地监测工作区域内的环境质量和人员的体征情况，所述数据分析处理模块包括微生物状态分析单元、路况分析单元、数据存储单元、空气质量分析单元、人员特征分析单元和数据传输单元，设置微生物状态分析单元用于对微生物微生物采集器3所采集的数据信息进行分析，从而得出区域内微生物活动状况，设置路况分析单元用于对超声波传感器4测量机器人主体6与障碍物距离和行人移动路线而取得的数据进行分析，从而实现对机器人周围路况的分析，设置空气质量分析单元用于对温度传感器2和湿度传感器1所采集的数据信息进行分析，从而对区域内环境质量进行分析，设置人员特征分析单元用于对图像采集器5采集的患者舌苔、面部等特征信息进行分析，设置数据存储单元用于对数据采集模块取得的数据信息和各单元分析后产生的数据信息进行存储，设置数据传输单元用于将数据存储单元存储的数据信息上传至感控云平台资源池和医院感控管理系统，基于分布式计算和分布式存储的感控云平台对上传的数据进行存储和计算，并进一步把采集的数据资源整合到一起，提高数据存储效率，提高了数据资源的可扩展性的同时便于统一管理，同时医疗人员可以通过随时访问医院感控管理系统从而获取院内各区域环境质量指标和感染信息，实现院感信息的实时性监控和调度，大幅度地提高了院感数据的可集成性和可调度性，所述智能决策模块包括感染预测单元、告警单元、紫外线消毒单元、消毒剂杀菌单元和路线规划单元，数据分析处理模块进一步将分析和处理后的数据信息传送至智能决策模块，设置感染预测单元根据数据信息对工作区域内微生物活动是否活跃、病患体征是否异常、是否有潜在感染的几种情况进行预测，告警单元包括声光报警器11，声光报警器11安装在第二壳体13前表面，设置声光报警器11用于在感染预测单元预测到异常情况时进行告警，紫外线消毒单元包括紫外线放射灯12，紫外线放射灯12安装在第二壳体13前表面，设置紫外线放射灯12用于放射紫外线进行杀菌，消毒剂杀菌单元包括消毒剂投放口7，消毒剂投放口7开设于第二壳体13前表面，设置消毒剂投放口7用于投放消毒剂进行消毒，设置路线规划单元用于自动为机器人规划路线，使其智能地向空气质量差，感染概率高的区域移动，对该片区域进行感控处理，同时自动地避开离障碍物和人流，避免其与障碍物或行人发生碰撞，保证机器人安全顺利抵达目标区域。

本发明的工作原理是：

当需要机器人工作时，首先根据数据分析结果对室内温度、空气湿度、有害颗粒物浓度、微生物活跃指数、体征异常人员数量这几个指标设定阈值，智能决策模块实时判断室内温度、空气湿度、有害物颗粒浓度、微生物活跃指数、体征异常人员数量指标是否超过阈值，由此判断该区域发生感染的概率是多少，是否需要进行紫外线消毒、消毒剂杀菌等感控处理，当感染概率达到一定阈值，机器人会利用声光报警器11自动发出告警，并进一步根据对不同区域空气质量和感染概率的分析，以及对障碍物距离和行人移动路线的分析，智能决策模块会自动为机器人规划路线，使其智能地向空气质量差，感染概率高的区域移动，对该片区域进行感控处理，同时只能地避开离障碍物和人流，避免其与障碍物或行人发生碰撞，保证机器人安全顺利抵达目标区域。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于人工智能的感控机器人，包括机器人主体(6)，其特征在于：所述机器人主体(6)包括第一壳体(9)、第二壳体(13)、行走轮(10)和手臂(8)，所述第一壳体(9)顶部安装有第二壳体(13)，第一壳体(9)底部对称安装有行走轮(10)，第一壳体(9)两侧对称安装有手臂(8)，机器人主体(6)上设置有数据采集模块、数据分析处理模块和智能决策模块，数据采集模块包括温度传感器(2)、湿度传感器(1)、有害颗粒物传感器(14)、微生物采集器(3)、图像采集器(5)和超声波传感器(4)，所述数据分析处理模块包括微生物状态分析单元、路况分析单元、数据存储单元、空气质量分析单元、人员特征分析单元和数据传输单元，所述智能决策模块包括感染预测单元、告警单元、紫外线消毒单元、消毒剂杀菌单元和路线规划单元。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的感控机器人，其特征在于：所述温度传感器(2)、湿度传感器(1)、图像采集器(5)、有害颗粒物传感器(14)和微生物采集器(3)均嵌设在第二壳体(13)前表面，设置温度传感器(2)用于检测室内温度和患者体温，设置湿度传感器(1)用于对室内空气湿度进行检测，设置有害颗粒物传感器(14)用于对采集室内空气中PM2.5的浓度信息，设置微生物采集器(3)用于对空气中微生物的活动进行采样，设置图像采集器(5)用于对患者舌苔、面部外观等特征信息进行检测和采集。

3.根据权利要求1所述的基于人工智能的感控机器人，其特征在于：所述超声波传感器(4)安装在第二壳体(13)顶部，设置超声波传感器(4)用于发射超声波从而测量机器人主体(6)与障碍物距离和行人移动路线。

4.根据权利要求1所述的基于人工智能的感控机器人，其特征在于：所述微生物状态分析单元用于对微生物微生物采集器(3)所采集的数据信息进行分析，从而得出区域内微生物活动状况，设置路况分析单元用于对超声波传感器(4)测量机器人主体(6)与障碍物距离和行人移动路线而取得的数据进行分析，从而实现对机器人周围路况的分析，设置空气质量分析单元用于对温度传感器(2)和湿度传感器(1)所采集的数据信息进行分析，从而对区域内环境质量进行分析，设置人员特征分析单元用于对图像采集器(5)采集的患者舌苔、面部等特征信息进行分析，设置数据存储单元用于对数据采集模块取得的数据信息和各单元分析后产生的数据信息进行存储，设置数据传输单元用于将数据存储单元存储的数据信息上传至感控云平台资源池和医院感控管理系统。

5.根据权利要求1所述的基于人工智能的感控机器人，其特征在于：所述数据分析处理模块进一步将分析和处理后的数据信息传送至智能决策模块，设置感染预测单元根据数据信息对工作区域内微生物活动是否活跃、病患体征是否异常、是否有潜在感染的几种情况进行预测，告警单元包括声光报警器(11)，声光报警器(11)安装在第二壳体(13)前表面，设置声光报警器(11)用于在感染预测单元预测到异常情况时进行告警。

6.根据权利要求1所述的基于人工智能的感控机器人，其特征在于：所述紫外线消毒单元包括紫外线放射灯(12)，紫外线放射灯(12)安装在第二壳体(13)前表面，设置紫外线放射灯(12)用于放射紫外线进行杀菌，消毒剂杀菌单元包括消毒剂投放口(7)，消毒剂投放口(7)开设于第二壳体(13)前表面，设置消毒剂投放口(7)用于投放消毒剂进行消毒，设置路线规划单元用于自动为机器人规划路线。

7.根据权利要求1所述的基于人工智能的感控机器人，其特征在于：其操作步骤如下：

S1:首先开启设备，利用数据采集模块对医院空气湿度、室内温度、有害颗粒物浓度、微生物活动、人员体征进行数据采集；

S2:数据采集模块进一步将采集的各项数据信息通过接口传送至数据分析处理模块进行处理和分析；

S3:数据分析处理模块分析和处理后的数据信息进一步通过数据传输单元上传至感控云平台资源池和医院感控管理系统；

S4:感控云平台对上传的数据进行存储和计算，并进一步把采集的数据资源整合到一起，医疗人员可以通过随时访问医院感控管理系统从而获取院内各区域环境质量指标和感染信息；

S5:根据数据分析结果对室内温度、空气湿度、有害颗粒物浓度、微生物活跃指数、体征异常人员数量这几个指标设定阈值；

S6:智能决策模块实时判断室内温度、空气湿度、有害物颗粒浓度、微生物活跃指数、体征异常人员数量指标是否超过阈值，由此判断该区域发生感染的概率是多少，是否需要进行紫外线消毒、消毒剂杀菌等感控处理；

S7:当感染概率达到一定阈值，机器人利用声光报警器(11)自动发出告警，并进一步根据对不同区域空气质量和感染概率的分析，以及对障碍物距离和行人移动路线的分析，智能决策模块会自动为机器人规划路线，使其智能地向空气质量差，感染概率高的区域移动，对区域进行感控处理。