KR102563212B1

KR102563212B1 - 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇

Info

Publication number: KR102563212B1
Application number: KR1020210038938A
Authority: KR
Inventors: 고정재; 김미혜
Original assignee: 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2023-08-03
Also published as: KR20220133612A

Abstract

본 발명에 따른 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇은, 하단 또는 그 부근에 이동수단을 포함하는 몸체, 몸체의 상단 부근에 설치되고 카메라를 포함하여 몸체와 대면해 있는 인체의 안면을 인식하는 동시에 인체의 체온을 측정하는 안면인식체온측정부, 안면인식체온측정부의 아래쪽으로 일정 간격 이격되어 설치되며 안면인식체온측정부를 통하여 측정한 인체의 체온 및 검사 진행과 관련된 안내문을 몸체 외부에서 시인 가능하게 표시하는 디스플레이, 다관절 구성을 포함하고 몸체의 외면에 장착되어 인체로부터 자동으로 바이러스 진단에 필요한 검체를 채취하는 검체채취다관절암 및 몸체의 내부에 안면인식체온측정부를 통하여 측정한 인체의 체온을 인식하고 검체채취다관절암을 제어하며 바이러스 진단 과정과 관련된 현재 진행 상황에 따라 다른 구성요소들을 제어하는 제어부를 포함하고, 인체가 검사대에 착석하여 몸체와 대면해 있을 때, 디스플레이를 통하여 바이러스 진단 과정과 현재 진행 상황을 안내하고, 인체로부터 바이러스 진단에 필요한 검체를 채취하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 인체 바이러스 진단을 위하여 검사 대상자로부터 검체를 채취하고 검사하는 과정을 자동으로 수행할 수 있는 로봇을 제공함으로써, 의료분야 종사자들의 업무 수행중의 안전을 보장하는 동시에 보다 신속, 정확하게 검사를 진행할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇{SAMPLE COLLECTION ROBOT FOR HUMAN VIRUS TESTING}

본 발명은 바이러스 검체 채취 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 인체 바이러스 검사용 키트를 구비하고, 검사 대상 인물에게 안내 방송 및 화면을 제공하며 해당 인물의 체온을 측정함과 동시에 자동으로 바이러스 검사용 검체를 채취하는 로봇에 관한 것이다.

코로나바이러스는 단일가닥 양성 RNA를 게놈으로 가지고 있는 외피가 있는 바이러스로 1937년 처음 발견된 이후 사람을 포함하여 다양한 동물에게서 분리되었다. 코로나바이러스는 4개의 그룹으로 나눌 수 있다. 이중 알파-코로나바이러스(Alpha-coronavirus)와 베타-코로나바이러스(Beta-coronavirus)는 주로 포유류에 감염되고, 감마-코로나바이러스(Gamma-coronavirus)와 델타-코로나바이러스(Delta-coronavirus)는 조류에 감염되지만 최근 돼지에서 델타-코로나바이러스(Delta-coronavirus)의 감염이 확인된 사례가 있다.

코로나바이러스는 이종 간 감염이 이루어질 수 있다. 대표적인 사례로서 2003년에 전세계적으로 유행한 중증급성호흡기증후군을 일으키는 사스(SARS) 코로나바이러스와 2015년에 국내에 전파되어 확산된 메르스(MERS) 코로나바이러스를 들 수 있으며, 이들 바이러스 모두 박쥐에서 유래된 것으로 알려져 있다.

박쥐는 포유동물 중 비행능력이 있어 광범위한 지역에 서식할 수 있으며, 동굴 등 협소한 공간에서 다수의 개체가 집단으로 생활하는 특성으로 인하여 한 개체가 바이러스에 감염될 경우 집단으로 감염이 전달되고 비행을 통한 광범위한 지역으로의 이동을 통하여 다른 동물에 감염을 확산시킬 수 있다. 또한 박쥐는 다른 포유류와 달리 체온이 높아 바이러스에 대한 저항력이 있어 코로나바이러스 숙주인 박쥐는 영향을 받지 않고 지속적인 감염을 전파할 수 있다.

상기 기술한 바와 같이 코로나바이러스는 이종 간의 전파가 가능하고 박쥐에서 유래한 신종 코로나바이러스는 사람에게 전파하여 큰 문제를 발생시킬 수 있음이 확인되어 신종 박쥐 유래 코로나바이러스를 검출하기 위한 효과적인 진단법의 개발이 시급하다.

즉, 사스나 메르스 바이러스 대유행으로 큰 혼란을 겪은 바와 같이 사람에게 감염되지 않는 것으로 알려진 박쥐 유래 코로나바이러스의 경우에도 사람에게 감염될 가능성을 배제할 수 없게 되었고, 만약 사람에게 감염되지 않는 것으로 알려진 박쥐 유래 코로나바이러스가 사람에게 감염되어 전파될 경우 감염 확산의 조기 차단이 어려워져 국민 건강의 위협과 그 사회적 파장 및 혼란은 매우 크다고 할 수 있다. 따라서, 사전 예방적인 방역망 구축을 위해 사람에게 감염을 일으킬 수 있는 잠재적 위험성을 갖고 있는 다양한 박쥐 유래 코로나바이러스를 신속하면서 정확하게 그리고 값싸고 편리하게 검사할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.

또한, 전 세계적으로 코로나 감염자가 속출하고 있는 근래에는 코로나 바이러스 감염 여부를 알기 위하여 여러 가지 진단 키트를 활용한 검사가 활발하게 진행되고 있다.

코로나바이러스 감염 여부를 확인하기 위한 진단 검사 대상자 및 희망자들로부터 검체를 채취하는 과정이 반드시 필요하기 마련이고, 의료분야 종사자들이 직접 검체를 채취하여 해결하고 있다.

따라서, 코로나 바이러스 감염 의심자 또는 진단 희망자로부터 직접 검체 채취 업무를 수행하는 의료분야 종사자들은 코로나바이러스에 노출될 가능성이 높아지므로 자연히 검채 채취 업무를 수행하는 의료분야 종사자들의 바이러스 감염 가능성도 높아지게 된다.

이와 같은 위험성을 가지고 있는 검체 채취를 인간이 아닌 로봇이 할 수 있게 된다면 의료분야 종사자들의 업무 수행중의 안전을 보장하는 동시에 보다 신속, 정확하게 검사를 진행할 수 있게 될 것이다.

대한민국 등록특허 제10-2018201호( 명칭: 리얼타임 ＰＣＲ을 이용한 박쥐 유래 코로나바이러스 검사 키트 및 방법, 등록일: 2019.05.01. )

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 인체 바이러스 진단을 위하여 검사 대상자로부터 검체를 채취하고 진단 키트를 활용하여 바이러스 감염 여부를 검사하는 과정을 자동으로 수행할 수 있는 로봇을 제공함으로써, 의료분야 종사자들의 업무 수행중의 안전을 보장하는 동시에 보다 신속, 정확하게 검사를 진행할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 안출된, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇은, 하단 또는 그 부근에 이동수단을 포함하는 몸체, 몸체의 상단 부근에 설치되고 카메라를 포함하여 몸체와 대면해 있는 인체의 안면을 인식하는 동시에 인체의 체온을 측정하는 안면인식체온측정부, 안면인식체온측정부의 아래쪽으로 일정 간격 이격되어 설치되며 상기 안면인식체온측정부를 통하여 측정된 인체의 체온 및 검사 진행과 관련된 안내문을 몸체 외부에서 시인 가능하게 표시하는 디스플레이, 다관절 구성을 포함하고 몸체의 외면에 장착되어 인체로부터 자동으로 바이러스 진단에 필요한 검체를 채취하는 검체채취다관절암 및 몸체의 내부에 안면인식체온측정부를 통하여 인체의 체온을 인식하고 검체채취다관절암을 제어하며 바이러스 진단 과정과 관련된 현재 진행 상황에 따라 다른 구성요소들을 제어하는 제어부를 포함하고, 인체가 검사대에 착석하여 몸체와 대면해 있을 때, 디스플레이를 통하여 바이러스 진단 과정과 현재 진행 상황을 안내하고, 인체로부터 바이러스 진단에 필요한 검체를 채취하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇에 포함되는 안면인식체온측정부는, 몸체의 주변을 촬영하는 카메라, 인체를 중심으로 촬영하는 열화상카메라 또는 인체에 적외선을 방사하고 반사되어 돌아온 적외선을 감지하여 인체의 체온을 측정하는 적외선체온측정계 및 바이러스 진단 과정 및 현재 진행 상황과 관련된 안내 음성을 발하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇 주변에 설치되는 검사대는, 인체에 해당하는 인물이 착석할 수 있는 착석시트, 인체의 안면 하단 일부를 지지할 수 있는 턱받침 및 착석시트와 턱받침을 지지하는 동시에 각각의 하단을 연결하는 하단지지프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇에 포함되는 검체채취다관절암은, 적어도 하나 이상의 관절, 각각 관절에 일단이 연결되는 적어도 하나 이상의 암, 암의 말단에 설치되어 인체로부터의 검체 채취 시 제어부가 인체의 검체 채취 부위의 깊이를 인식할 수 있게 하는 깊이감지카메라 및 인체로부터 검체를 채취하는 검체채취봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇에 포함되는 검체채취다관절암은, 공간상의 움직임을 인식하는 가속도 센서 3축(X, Y, Z)과 방향성을 감지하는 지자기 센서 3축(X, Y, Z)을 포함하는 6축 기술을 포함하고, 복수의 관절과 이에 연결된 복수의 암, 암의 말단에 설치되어 인체로부터의 검체 채취 시 제어부가 인체의 검체 채취 부위의 깊이를 인식할 수 있게 하는 깊이감지카메라 및 인체로부터 검체를 채취하는 검체채취봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 인체 바이러스 진단을 위하여 검사 대상자로부터 검체를 채취하고 검사하는 과정을 자동으로 수행할 수 있는 로봇을 제공함으로써, 의료분야 종사자들의 업무 수행중의 안전을 보장하는 동시에 보다 신속, 정확하게 검사를 진행할 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇에 관한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇 주변에 설치되는 검사대의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇 및 검사대를 활용한 인체로부터의 검체 채취 상황에 관한 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇에 관한 정면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇(100)은, 하단 또는 그 부근에 이동수단을 포함하는 몸체(50), 몸체(50)의 상단 부근에 설치되고 카메라를 포함하여 몸체와 대면해 있는 인체의 안면을 인식하는 동시에 인체의 체온을 측정하는 안면인식체온측정부(10), 안면인식체온측정부(10)의 아래쪽으로 일정 간격 이격되어 설치되며 상기 안면인식체온측정부(10)를 통하여 측정한 인체의 체온 및 검사 진행과 관련된 안내문을 몸체 외부에서 시인 가능하게 표시하는 디스플레이(30), 다관절 구성을 포함하고 몸체의 외면에 장착되어 인체로부터 자동으로 바이러스 진단에 필요한 검체를 채취하는 검체채취다관절암(20) 및 몸체(50)의 내부에 안면인식체온측정부(10)를 통하여 측정한 인체의 체온을 인식하고 검체채취다관절암(20)을 제어하며 바이러스 진단 과정과 관련된 현재 진행 상황에 따라 다른 구성요소들을 제어하는 제어부를 포함하고, 인체가 검사대(200)에 착석하여 몸체(50)와 대면해 있을 때, 디스플레이(30)를 통하여 바이러스 진단 과정과 현재 진행 상황을 안내하고, 인체로부터 바이러스 진단에 필요한 검체를 채취하는 것을 특징으로 한다.

또한, 안면인식체온측정부(10)는, 몸체의 주변을 촬영하는 카메라, 인체를 중심으로 촬영하는 열화상카메라 또는 인체에 적외선을 방사하고 반사되어 돌아온 적외선을 감지하여 인체의 체온을 측정하는 적외선체온측정계 및 바이러스 진단 과정 및 현재 진행 상황과 관련된 안내 음성을 발하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 검체채취다관절암(20)은, 적어도 하나 이상의 관절, 각각 관절에 일단이 연결되는 적어도 하나 이상의 암, 암의 말단에 설치되어 인체로부터의 검체 채취 시 제어부가 인체의 검체 채취 부위의 깊이를 인식할 수 있게 하는 깊이감지카메라 및 인체로부터 검체를 채취하는 검체채취봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 검체채취다관절암(20)은, 공간 상의 움직임을 인식하는 가속도 센서 3축(X, Y, Z)과 방향성을 감지하는 지자기 센서 3축(X, Y, Z)을 포함하는 6축 기술을 포함하여 구현된다.

도 1에 예시적으로 도시된 실시예의 경우에는 관절(21, 23, 25)과 암(22, 24, 26)이 각각 3개씩 포함되어 있으며, 말단에 설치되는 제3암(26)의 단부에는 깊이감지카메라와 검체채취봉이 각각 구비된다. 이때, 깊이감지카메라는 주로 입 또는 콧구멍 중에 선택되는 검사 대상 인체 및 인물의 검체 채취 부위 깊이를 인식하기 위한 것이며, 이는 해당 인물의 검체 채취 부위에 손상을 입히지 않고 안전하게 검체를 채취하기 위한 방안의 일례이다.

또한, 도 1의 실시예와 같이 관절과 암을 각각 3개씩 포함하는 실시예는 하나의 실시예를 보여주기 위한 것이므로, 검체채취다관절암(20) 구현 시 관절과 암을 각각 3개씩 포함하여야만 하는 것으로 한정하기 위한 것이 아님을 유의하여야 한다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 반드시 관절과 암을 각각 3개씩 포함하여 실시될 필요는 없다는 것을 명확히 인식하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇 주변에 설치되는 검사대의 측면도이다.

도 2를 참조하면, 검사대(200)는, 인체에 해당하는 인물이 착석할 수 있는 착석시트(220), 인물의 안면 하단 일부를 지지할 수 있는 턱받침(230) 및 착석시트(220)와 턱받침(230)을 지지하는 동시에 각각의 하단을 연결하는 하단지지프레임(210)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇 및 검사대를 활용한 인체로부터의 검체 채취 상황에 관한 개략적인 사시도이다.

도 3을 참조하면, 도면의 우측 방향에 바이러스 감염 여부 진단을 원하는 인물이 입을 벌리고 있고, 좌측에 검체채취다관절암(20)의 제2암(24) 및 말단의 제3암(26)이 도시되어 있다. 여기에서, 제3암(26)의 말단에 장착된 검체채취봉은 검사 대상 인물의 입 안에 끝부분이 삽입되어 있어, 해당 인물로부터 검체를 채취하고 있는 장면임을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇(100)을 활용하여 검사 대상자/희망자로부터 검체를 채취하는 과정에서는 가장 먼저 해당 인물의 체온을 측정하여 인식하는 과정을 거친다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇(100)은 몸체(50)의 일부분에 QR코드 인식 센서를 구비할 수 있다. 이런 실시예의 경우에는 검사 대상자/희망자가 본인의 스마트폰으로 QR코드 문진표를 미리 다운받아 작성한 후에 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇(100)의 QR코드 인식 센서에 작성한 QR코드 문진표를 인식하게 하여 검체 채취 및 바이러스 진단 과정을 진행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇은 몸체(50)에 홈 또는 거치대, 보관함 중 실시예에 적합한 형태의 것을 설치하여 바이러스 진단 키트를 구비하고, 바이러스 진단 키트를 이용하여 채취한 검체에 대한 바이러스 진단 검사를 진행하고 그 결과를 메모리에 일시적으로 저장하였다가 외부로 전송할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 안면인식체온측정부
20 : 검체채취다관절암
21 : 제1관절
22 : 제1암
23 : 제2관절
24 : 제2암
25 : 제3관절
26 : 제3암
30 : 디스플레이
100 : 검체채취로봇
200 : 검사대
210 : 하단지지프레임
220 : 착석시트
230 : 턱받침
250 : 가이드

Claims

하단 또는 그 부근에 이동수단을 포함하는 몸체;
상기 몸체의 상단 부근에 설치되고 카메라를 포함하여 상기 몸체와 대면해 있는 인체의 안면을 인식하는 동시에 상기 인체의 체온을 측정하는 안면인식체온측정부;
상기 안면인식체온측정부의 아래쪽으로 일정 간격 이격되어 설치되며 상기 안면인식체온측정부를 통하여 측정한 상기 인체의 체온 및 검사 진행과 관련된 안내문을 상기 몸체 외부에서 시인 가능하게 표시하는 디스플레이;
다관절 구성을 포함하고 상기 몸체의 외면에 장착되어 상기 인체로부터 자동으로 바이러스 진단에 필요한 검체를 채취하는 검체채취다관절암; 및
상기 몸체의 내부에 상기 안면인식체온측정부를 통하여 측정한 상기 인체의 체온을 인식하고 상기 검체채취다관절암을 제어하며 상기 바이러스 진단 과정과 관련된 현재 진행 상황에 따라 다른 구성요소들을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 인체가 검사대에 착석하여 상기 몸체와 대면해 있을 때,
상기 디스플레이를 통하여 상기 바이러스 진단 과정과 현재 진행 상황을 안내하고,
상기 인체로부터 상기 바이러스 진단에 필요한 검체를 채취하며,
상기 몸체에 설치된 홈 또는 거치대, 보관함에 구비된 진단 키트를 이용하여 상기 검체에 대한 바이러스 진단 검사를 진행하고,
상기 바이러스 진단 검사의 결과를 메모리에 일시 저장하였다가 외부로 전송 가능한 것을 특징으로 하는 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 안면인식체온측정부는,
상기 몸체의 주변을 촬영하는 카메라,
상기 인체를 중심으로 촬영하는 열화상카메라 또는 상기 인체에 적외선을 방사하고 반사되어 돌아온 적외선을 감지하여 상기 인체의 체온을 측정하는 적외선체온측정계 및
상기 바이러스 진단 과정 및 현재 진행 상황과 관련된 안내 음성을 발하는 스피커
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 검사대는,
상기 인체에 해당하는 인물이 착석할 수 있는 착석시트,
상기 인물의 안면 하단 일부를 지지할 수 있는 턱받침 및
상기 착석시트와 상기 턱받침을 지지하는 동시에 각각의 하단을 연결하는 하단지지프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 검체채취다관절암은,
적어도 하나 이상의 관절,
각각 상기 관절에 일단이 연결되는 적어도 하나 이상의 암,
상기 암의 말단에 설치되어 상기 인체로부터의 검체 채취 시 상기 제어부가 상기 인체의 검체 채취 부위의 깊이를 인식할 수 있게 하는 깊이감지카메라 및
상기 인체로부터 검체를 채취하는 검체채취봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 검체채취다관절암은,
공간상의 움직임을 인식하는 가속도 센서 3축(X, Y, Z)과 방향성을 감지하는 지자기 센서 3축(X, Y, Z)을 포함하는 6축 기술을 포함하고,
복수의 관절과 이에 연결된 복수의 암,
상기 암의 말단에 설치되어 상기 인체로부터의 검체 채취 시 상기 제어부가 상기 인체의 검체 채취 부위의 깊이를 인식할 수 있게 하는 깊이감지카메라 및
상기 인체로부터 검체를 채취하는 검체채취봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 바이러스 검사용 검체 채취 로봇.