KR20210156786A - 격리 환자를 위한 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템 - Google Patents

격리 환자를 위한 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템 Download PDF

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KR20210156786A
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Abstract

인공지능 기반으로 주행하여 정해진 위치에 약물이나 물품 등을 이송하는 역할을 하며, 비대면 진료 보조를 수행할 수 있는 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템은: 병동에서 자율주행하여 약물이나 물품을 이송하도록 구성되는 물품 이송 로봇; 상기 병동에서 자율주행하여 비대면 진료 보조를 수행하도록 구성되는 진료 보조 로봇; 및 상기 병동에서 자율주행하여 오염 폐기물을 이송 배출하도록 구성되는 오염 폐기물 이송 로봇;을 포함한다.
상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇은 상호 간에 물품 관련 정보, 진료 관련 정보 및 오염 폐기물 관련 정보를 송수신하도록 구성된다. 상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇은 상기 물품 관련 정보, 상기 진료 관련 정보 및 상기 오염 폐기물 관련 정보에 따라 물품 이송 작업, 진료 보조 작업, 및 오염 폐기물 이송 작업을 수행하도록 구성된다.

Description

격리 환자를 위한 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템{A transport and medical assistant robot system with artificial intelligence for quarantine patients}
본 발명은 물품 이송 및 진료 보조 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공지능 기반으로 주행하여 정해진 위치에 약물이나 물품 등을 이송하며 비대면 진료 보조를 수행할 수 있는 격리 환자를 위한 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템에 관한 것이다.
격리시설 및 선별진료소 등 감염 질환자를 위한 물품 및 약물 운반시 방호복(LEVEL D)을 착용하고 전달해야 하는 번거로움이 있다. 또한, 의심환자 선별을 위한 대규모 지원 인력이 소모되고, 종이 문진표 사용으로 새로운 감염 위험이 있으며 대기 시간이 길어지는 문제가 있다. 특히 사람 간 전파 위험이 높은 질환의 경우 의료진의 안전을 위해 비대면으로 환자를 관리, 진료할 수 있는 방안이 요구된다.
한편, 최근에 들어 물류센터 및 공장 등에서 IoT 기술 및 자율주행 기술의 발전으로 환경, 상황인식, 스케쥴링 등 물류 효율 향상을 목적으로 하는 로봇 시스템이 주로 포장, 분류, 적재, 이송 등의 업무에 활용되고 있다. 그러나, 종래의 IoT 기술 및 물류 로봇은 감염 질환 환자의 물품 및 약물 운반, 원격 진료 보조, 오염 폐기물의 이송 배출과 같은 다양한 기능들을 효율적으로 수행하도록 활용되기에는 한계점이 있다.
본 발명은 인공지능 기반으로 주행하여 정해진 위치에 약물이나 물품 등을 이송하는 역할을 하며, 비대면 진료 보조를 수행할 수 있는 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 격리시설 및 선별진료소 등에서 감염 질환자 자동 선별 로봇으로 활용 가능하고, 의료 지원 인력 보조 및 스마트 병원 도입 효과를 가지는 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템은: 병동에서 자율주행하여 약물이나 물품을 이송하도록 구성되는 물품 이송 로봇; 상기 병동에서 자율주행하여 비대면 진료 보조를 수행하도록 구성되는 진료 보조 로봇; 및 상기 병동에서 자율주행하여 오염 폐기물을 이송 배출하도록 구성되는 오염 폐기물 이송 로봇;을 포함한다.
상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇은 상호 간에 물품 관련 정보, 진료 관련 정보 및 오염 폐기물 관련 정보를 송수신하도록 구성된다.
상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇은 상기 물품 관련 정보, 상기 진료 관련 정보 및 상기 오염 폐기물 관련 정보에 따라 물품 이송 작업, 진료 보조 작업, 및 오염 폐기물 이송 작업을 수행하도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템은: 하우징; 상기 하우징에 설치되고, 상기 물품 이송 로봇, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇을 무선 충전하도록 구성되는 무선 충전 모듈; 및 상기 하우징에 설치되고, 상기 물품 이송 로봇, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇을 UV 살균 소독하도록 구성되는 UV 멸균 모듈을 포함하는 충전 및 소독 기기;를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 및 소독 기기는: 내부 공간을 가지는 하우징; 및 상기 하우징의 내부 공간에 위치한 물품 이송 로봇, 진료 보조 로봇 또는 오염 폐기물 이송 로봇의 UV 멸균 소독을 위해 상기 하우징의 내면에 배열되는 다수의 UV 멸균 모듈;을 포함할 수 있다.
상기 물품 이송 로봇은: 본체; 상기 본체를 자율 주행시켜 목적지로 이동시키도록 구성되는 자율 주행부; 상기 물품 이송 로봇의 현재 위치와 주변 장애물을 인지하여 상기 물품 이송 로봇이 상기 목적지로 주행할 수 있도록 상기 자율 주행부로 주행 정보를 제공하도록 구성되는 센서부; 이송될 물품이 놓일 수 있도록 상기 본체에 마련되는 물품 이송대; 및 상기 물품 이송대 상에 지지부에 의해 지지되고, 상기 물품을 들어올려 상기 물품 이송대로 이동시키거나, 상기 물품을 상기 물품 이송대에서 들어올려 주변으로 이동시키는 물품 이송 기능을 수행하도록 구성되는 로봇팔;을 포함할 수 있다.
상기 진료 보조 로봇은: 본체; 자율주행 알고리즘에 따라 상기 본체를 자율 주행시켜 목적지로 이동시키도록 구성되는 자율 주행부; 상기 본체에 마련되고, 사용자의 체온을 측정하거나, 비정상 체온 측정시 알람을 발생하는 기능을 수행하도록 구성되는 적외선 센서부; 상기 본체에 마련되고, 사용자가 문진 정보를 입력할 수 있도록 마련되는 전자 문진 시스템과 사용자가 원격 진료를 위한 화상 통화를 수행할 수 있도록 화상을 표시하는 표시부를 포함하는 인터페이스부; 상기 본체에 마련되고, 상기 진료 보조 로봇의 주변 상황을 인지하기 위한 영상을 촬영하도록 구성되는 영상 촬영부; 및 상기 본체에 마련되고, 진료 보조를 위해 상기 진료 보조 로봇의 주위에 위치한 사용자의 호흡을 측정하는 전자청진기;를 포함할 수 있다.
상기 진료 보조 로봇은: 상기 본체에 마련되고, 센서의 교체가 가능하도록 구성되는 센서 탈착부;를 더 포함할 수 있다. 상기 센서 탈착부는: 센서 삽입홈을 가지는 몸체; 상기 몸체의 내면에 상기 센서 삽입홈과 마주보도록 형성되는 가이드부; 상기 몸체의 저면에 형성되어 상기 센서와 전기적으로 연결되도록 구성되는 연결부; 및 상기 센서 탈착부에 결합된 상기 센서에서 측정된 데이터를 무선 전송하도록 구성되는 통신부;를 포함할 수 있다.
상기 오염 폐기물 이송 로봇은: 본체; 상기 본체에 마련되고, 상기 오염 폐기물 이송 로봇의 현재 위치와 주변 장애물을 인지하도록 구성되는 센서부; 상기 센서부에 의해 인지된 상기 현재 위치와 상기 주변 장애물에 따라 인공지능 자율주행 알고리즘을 기반으로 상기 본체를 폐기물 허브로 자율 주행시키도록 구성되는 자율 주행부; 상기 오염 폐기물의 투입을 위해 상기 본체의 상단부에 마련되는 투입구; 상기 본체 내에 마련되고, 상기 투입구로 투입되어 낙하된 오염 폐기물이 수납되는 오염 폐기물 수납 공간; 및 상기 오염 폐기물 수납 공간 내의 오염 폐기물을 상기 폐기물 허브로 배출시키는 배출 수단;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템 제어 방법은: 병동에서 물품 이송 로봇을 자율주행시켜 약물이나 물품을 이송하는 단계; 상기 병동에서 진료 보조 로봇을 자율주행시켜 비대면 진료 보조를 수행하는 단계; 상기 병동에서 오염 폐기물 이송 로봇을 자율주행시켜 오염 폐기물을 이송 배출하는 단계; 상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇을 포함하는 로봇들 간에 물품 관련 정보, 진료 관련 정보 및 오염 폐기물 관련 정보를 송수신하는 단계; 및 상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇이 상기 물품 관련 정보, 상기 진료 관련 정보 및 상기 오염 폐기물 관련 정보에 따라 물품 이송 작업, 진료 보조 작업, 및 오염 폐기물 이송 작업을 수행하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템 제어 방법은: 충전 및 소독 기기에 의해, 상기 물품 이송 로봇, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇을 무선 충전하고, UV 살균 소독하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템 제어 방법은: 상기 오염 폐기물 이송 로봇에 의해, 상기 오염 폐기물을 오염 폐기물 수납 공간에 수납하여 폐기물 허브로 이동시키는 단계; 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇에 마련된 배출 수단에 의해, 상기 오염 폐기물을 상기 오염 폐기물 수납 공간에서 상기 폐기물 허브로 배출시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 인공지능 기반으로 주행하여 정해진 위치에 약물이나 물품 등을 이송하는 역할을 하며, 비대면 진료 보조를 수행할 수 있는 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 격리시설 및 선별진료소 등에서 감염 질환자 자동 선별 로봇으로 활용 가능하고, 의료 지원 인력 보조 및 스마트 병원 도입 효과를 가지는 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템이 제공된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템의 다양한 사용 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 물품 이송 로봇을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 진료 보조 로봇을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 'A'부 확대도로서, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 진료 보조 로봇의 센서 탈착부를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 진료 보조 로봇의 센서 탈착부의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 충전 및 소독 기기를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 격리 병동 물품 이송 로봇을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 오염 폐기물 이송 로봇을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템의 작동 프로세스를 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 '~부, ~모듈'은 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. '~부, ~모듈'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소에 의해 분리되어 수행되거나, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수도 있다. 본 명세서의 '~부, ~모듈'은 반드시 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되지 않으며, 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템은 약물이나 물품 등을 이송하는 물품 이송 로봇과, 비대면 진료 보조를 수행하는 진료 보조 로봇, 및 오염 폐기물을 이송 배출하는 오염 폐기물 이송 로봇을 포함한다. 물품 이송 로봇과, 진료 보조 로봇 및 오염 폐기물 이송 로봇은 물품 관련 정보, 진료 관련 정보 및 오염 폐기물 관련 정보를 송수신하고, 물품 관련 정보, 진료 관련 정보 및 오염 폐기물 관련 정보에 따라 물품 이송 작업, 진료 보조 작업, 및 오염 폐기물 이송 작업을 수행할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템의 다양한 사용 상태를 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템은 약물이나 물품 등을 정해진 위치의 격리 환자 등에게 이송하거나, 격리 환자 등의 비대면 진료 보조, 오염 폐기물의 이송 배출 등의 기능을 수행하기 위해 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템은 병동(10)에서 자율주행하여 약물이나 물품 등을 이송하는 물품 이송 로봇(100), 병동(10)에서 자율주행하여 비대면 진료 보조를 수행하는 진료 보조 로봇(200), 격리 병동(20)에서 약물이나 물품 등을 이송하는 격리 병동 물품 이송 로봇(300), 격리 병동(20)에서 오염 폐기물을 이송 배출하는 오염 폐기물 이송 로봇(400), 각 로봇(100, 200, 300, 400)을 무선 충전하고 UV 살균 소독하기 위한 충전 및 소독 기기(500, 600)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 물품 이송 로봇을 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 물품 이송 로봇(100)은 인공지능 자율주행 알고리즘을 기반으로 자율 주행하여 오염구역 또는 비오염구역 등의 원하는 목적지로 환자의 물품이나 약물을 전달하는 자율주행 로봇으로 제공될 수 있다. 물품 이송 로봇(100)은 병동(10) 내의 로비, 출입구, 진료실, 치료실, 수술실, 대기실, 병실 등의 다양한 단위 공간(14)을 이동하면서 환자 또는 의료진에게 필요한 물품이나 약품을 전달할 수 있다.
물품 이송 로봇(100)은 본체(110), 자율 주행부(120), 센서부(130), 물품 이송대(140), 지지부(150) 및 로봇팔(160)을 포함할 수 있다. 자율 주행부(120)는 자율주행 알고리즘에 따라 본체(110)를 자율 주행시켜 원하는 목적지로 이동시키는 기능을 한다. 이를 위해 센서부(130)는 물품 이송 로봇(100)의 현재 위치와 주변 장애물을 인지하여 물품 이송 로봇(100)이 목적지로 주행할 수 있도록 자율 주행부(120)로 주행 정보를 제공할 수 있다. 자율 주행부(120)는 본체(110)를 이동시킬 뿐만 아니라, 본체(110)를 회전시켜 방향을 전환하도록 구성될 수도 있다.
본체(110)에는 이송될 물품이 놓일 수 있는 물품 이송대(140)가 마련될 수 있다. 로봇팔(160)은 지지부(150)에 의해 물품 이송대(140) 상에 지지되고, 물품을 들어올려 물품 이송대(140)로 이동시키거나, 물품을 물품 이송대(140)에서 들어올려 주변으로 이동시키는 등의 물품 이송 기능을 수행할 수 있다. 도시되지 않았으나, 물품 이송대(140)는 로봇팔(160)에 마련될 수도 있다. 이 경우, 로봇팔(160)은 물품 이송대(140)의 높이나, 방향, 위치 등을 조절하여 물품이 정해진 위치로 전달되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 진료 보조 로봇을 보여주는 도면이다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 진료 보조 로봇(200)은 현재 위치와 주변 장애물을 인지하여 인공지능 기반의 자율주행 알고리즘에 따라 오염구역, 비오염구역 등의 목적지로 자율 주행이 가능한 자율주행 로봇으로 제공될 수 있다.
진료 보조 로봇(200)은 본체(210), 자율 주행부(220), 적외선 센서부(230), 인터페이스부(240), 영상 촬영부(250), 전자청진기(260), 및 센서 탈착부(270)를 포함할 수 있다. 자율 주행부(220)는 자율주행 알고리즘에 따라 본체(210)를 자율 주행시켜 원하는 목적지로 이동시키는 기능을 한다. 자율 주행부(220)는 본체(210)를 이동시킬 뿐만 아니라, 본체(210)를 회전시켜 방향을 전환하도록 구성될 수도 있다.
적외선 센서부(230)는 체온을 측정하거나, 비정상 체온 측정시 알람을 발생하는 등의 기능을 수행할 수 있다. 인터페이스부(240)는 사용자가 문진 정보를 입력할 수 있도록 하는 전자 문진 시스템과, 사용자가 원격 진료를 위한 화상 통화를 수행할 수 있도록 화상을 표시하는 표시부를 포함할 수 있다. 영상 촬영부(250)는 진료 보조 로봇(200)의 주변 상황을 인지하기 위한 영상을 촬영하는 카메라를 포함할 수 있다. 전자청진기(260)는 진료 보조를 위해 진료 보조 로봇(200)의 주위에 위치한 사용자의 호흡을 측정할 수 있다.
진료 보조 로봇(200)은 일반 병동이나 격리 병동 등의 병동(10) 내의 다양한 단위 공간(14)을 이동하면서 환자를 원격으로 보조 진료할 수 있다. 예를 들어, 진료 보조 로봇(200)은 병동(10)의 출입문(12)으로 출입하거나 각 단위 공간(14)에 위치한 환자 또는 의료진의 체온을 측정하거나, 각 단위 공간(14)에 위치하는 환자의 호흡, 심박 등을 측정하거나 문진 정보를 입력받고, 의료진이 제공하는 의료 정보를 제공하는 등의 원격 진료를 수행할 수 있다.
도 5는 도 4의 'A'부 확대도로서, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 진료 보조 로봇의 센서 탈착부를 보여주는 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 진료 보조 로봇의 센서 탈착부의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 센서 탈착부(270)는 각종 센서(280)를 장착하거나 교체하는 등의 기능을 제공할 수 있다. 센서 탈착부(270)는 센서 삽입홈(272a)을 가지는 몸체(272)와, 몸체(272)의 내면에 센서 삽입홈(272a)과 마주보도록 형성되는 가이드부(274)와, 몸체(272)의 저면에 형성되어 센서(280)와 전기적으로 연결되는 연결부(276), 센서 탈착부(270)에 결합된 센서(280)에서 측정된 데이터를 무선 전송하기 위한 통신부(278)를 포함할 수 있다.
센서의 용이한 탈착을 위하여, 몸체(272)의 센서 삽입홈(272a)은 몸체(272)의 상단부에 형성된 개구로부터 상하 방향으로 센서(280)의 몸체(282)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 가이드부(274)는 센서(280)가 삽입되는 상하 방향으로 연장될 수 있다. 센서(280)의 몸체(282)에는 가이드부(274)와 결합되는 가이드 결합부(284)가 형성될 수 있다.
가이드부(274)가 가이드돌기로 구성되는 경우, 가이드 결합부(284)는 가이드홈으로 형성되고, 가이드부(274)가 가이드홈으로 구성되는 경우, 가이드 결합부(284)는 가이드돌기로 형성될 수 있다. 즉, 가이드부(274)와 가이드 결합부(284)는 서로 대응되는 형상으로 상보적인 구조로 제공될 수 있다. 이에 따라 센서(280)를 센서 탈착부(270)의 센서 삽입홈(272a)에 삽입하면, 센서(280)의 저면에 위치한 커넥터 등의 결합부(도시 생략됨)가 연결부(276)의 커넥터에 안정적으로 결합되어 센서(280)와 센서 탈착부(270) 간의 전기적 연결이 수행될 수 있다.
센서(280)의 몸체(282)의 상부 영역에는 센서(280)가 센서 탈착부(270)에 삽입된 상태에서 노출되도록 센서 모듈(286)이 형성될 수 있다. 센서 모듈(286)은 진료 보조를 위한 다양한 단위 센서(예를 들어, 원격 진료를 위한 ECG 시스템, 초음파 진단기기, 전자청진기, 체온측정 IR 카메라 등)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 다양한 센서(280)를 모듈 형태로 구현하여, 필요에 따라 특정 센서(280)를 자율주행 가능한 본체에 마련된 센서 탈착부(270)에 자유롭게 탈부착함으로써, 다양한 단위 센서를 교체하여 사용할 수 있다.
센서 탈착부(270)는 센서(280)와 결합시 센서(280)의 유형을 자동으로 감지하여 센서(280)에서 측정된 정보를 감지된 유형에 따라 가공하는 제어부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(280) 마다 커넥터에 결합시 설정된 펄스 패턴의 전기신호를 출력하도록 하고, 제어부에서 센서(280)에서 출력되는 전기신호의 펄스 패턴을 인식하여 센서(280)의 유형을 감지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 충전 및 소독 기기를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 충전 및 소독 기기(500)는 앞서 설명한 물품 이송 로봇(100)과, 진료 보조 로봇(200)을 무선 충전하거나 자외선 멸균 소독하기 위해 병동 내의 충전 소독실(16)에 마련될 수 있다.
충전 및 소독 기기(500)는 내부 공간을 가지는 하우징(510)과, 하우징(510)의 내부 공간에 위치한 물품 이송 로봇(100) 및/또는 진료 보조 로봇(200)의 UV 멸균 소독을 위해 하우징(510)의 내면(도시된 예에서는 양 측면)에 상하 또는 좌우로 배열되는 다수의 UV 멸균 모듈(520), 및 하우징(510)의 내부 공간에 위치한 물품 이송 로봇(100) 및/또는 진료 보조 로봇(200)의 무선 충전을 위한 무선 충전 모듈(530)을 포함할 수 있다.
무선 충전 모듈(530)은 전자기 유도 방식, 자기공진 방식, 전자기파 송수신 방식 등에 의해 물품 이송 로봇(100) 및/또는 진료 보조 로봇(200)을 무선 충전할 수 있다. 충전 및 소독 기기(500)는 살균 소독을 위한 UV 광이 병동 내의 환자 등에 노출되지 않도록, 개폐 도어(도시 생략됨)를 구비할 수 있다. 또는, 충전 및 소독 기기(500)가 설치된 충전 소독실(16)에 개폐 도어가 구비될 수 있다. 개폐 도어는 로봇이 접근할 때 개방되고, 로봇이 하우징(510) 내에 이동한 후에 닫히며, 로봇의 무선 충전 및/또는 UV 살균 소독이 끝나면 로봇이 이동할 수 있도록 다시 개방될 수 있다.
물품 이송 로봇(100) 및/또는 진료 보조 로봇(200)은 설정된 주기 또는 설정된 시간에 충전 소독실(16) 내의 충전 및 소독 기기(500)로 이동하여 무선 충전 및 UV 멸균 소독을 실시할 수 있다. 또한, 물품 이송 로봇(100) 및/또는 진료 보조 로봇(200)은 전원이 기준 전원에 미달하는 경우, 감염 질환 의심자와 접촉한 후에 충전 소독실(16) 내의 충전 및 소독 기기(500)로 이동하여 무선 충전 및 UV 멸균 소독을 실시할 수도 있다.
예를 들어, 진료 보조 로봇(200)이 특정 환자의 온도와, 호흡, 심박 등을 체크한 결과, 감염 질환 의심자인 것으로 판단되거나, 의료진과 환자의 원격 문진 과정에서 감염 질환 의심자인 것으로 판단되는 경우, 진료 보조 로봇(200)은 감염 질환 의심자로 판단된 직후에 충전 소독실(16) 내의 충전 및 소독 기기(500)로 이동하여 UV 멸균 소독을 실시할 수 있다. 또는, 진료 보조 로봇(200)은 의료진의 원격 제어에 따라 충전 및 소독 기기(500)로 이동될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 격리 병동 물품 이송 로봇을 보여주는 도면이다. 도 2 및 도 8을 참조하면, 격리 병동 물품 이송 로봇(300)은 격리 병동(20)에 설치될 수 있다. 격리 병동 물품 이송 로봇(300)은 본체(310), 자율 주행부(320), 적외선 센서부(330), 인터페이스부(340), 영상 촬영부(350), 수납 공간(360), 및 개폐문(370)을 포함할 수 있다.
격리 병동 물품 이송 로봇(300)은 물품 이송 로봇(100)과 동일하거나 유사한 구조로 제공될 수 있다. 격리 병동 물품 이송 로봇(300)은 현재 위치와 주변 장애물을 인지하여 인공지능 자율주행 알고리즘을 기반으로 자율 주행부(320)에 의해 본체(310)를 자율 주행시켜 격리 병동(20) 내에서 원하는 목적지로 환자의 물품이나 약물 등을 전달하는 자율주행 로봇으로 제공될 수 있다.
적외선 센서부(330)는 체온을 측정하거나, 비정상 체온 측정시 알람을 발생하는 등의 기능을 수행할 수 있다. 인터페이스부(340)는 사용자가 문진 정보를 입력할 수 있도록 하는 전자 문진 시스템과, 사용자가 원격 진료를 위한 화상 통화를 수행할 수 있도록 화상을 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
영상 촬영부(350)는 격리 병동 물품 이송 로봇(300)의 주변 상황을 인지하기 위한 영상을 촬영하는 카메라를 포함할 수 있다. 수납 공간(360)은 환자에게 이송될 물품이 수납될 수 있도록 마련될 수 있다. 개폐문(370)은 수납 공간(360)을 개방하거나 닫도록 구성될 수 있다. 개폐문(370)은 개폐링크와 구동부에 의해 개폐되거나, 슬라이드 방식 등으로 개폐될 수 있다. 격리 병동 물품 이송 로봇(300)은 격리 병동(20) 내의 격리 병실(24)로 환자에게 필요한 물품이나 약품을 전달할 수 있다.
격리 병동(20)에는 버퍼 세정실(30)이 마련될 수 있다. 버퍼 세정실(30)에서 격리 병동 물품 이송 로봇(300)에 격리 병동(20)의 병실 등으로 이송될 물품이 로딩될 수 있다. 물품의 이송 위치는 로봇에 마련된 태블릿 등을 통해 입력하거나, 로봇과 무선 통신하는 의료진 등의 단말기를 통해 입력될 수 있다. 물품의 로딩은 의료진 등에 의해 수동으로 이루어질 수도 있고, 버퍼 세정실(30) 내의 물품 로딩 위치에 물품을 위치시키면, 로봇이 해당 물품 로딩 위치로 이동하여 물품을 로봇팔 등으로 로딩하도록 구성될 수도 있다.
버퍼 세정실(30)에는 충전 소독 기기(600)가 마련될 수 있다. 충전 소독 기기(600)는 도 7에 도시된 충전 소독 기기(500)와 동일하거나 유사한 구조로 제공될 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 버퍼 세정실(30)은 의료진이나 방문자 등이 세정 후 격리 병실(24)로 출입할 수 있도록, 출입문(22)과 격리 병실(24) 사이에 제공될 수 있다.
버퍼 세정실(30)과 격리 병실(24) 사이에는 개폐 도어(26)가 마련될 수 있다. 개폐 도어(26)는 격리 병동 물품 이송 로봇(300)이 충전 또는 소독을 위해 버퍼 세정실(30)로 진입하는 때와, 소독 완료한 의료진 또는 방문자, 혹은 충전 또는 소독 완료된 격리 병동 물품 이송 로봇(300)이 격리 병실(24)로 이동할 때에 일시적으로 개방될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템을 구성하는 오염 폐기물 이송 로봇을 보여주는 도면이다. 도 2 및 도 9를 참조하면, 오염 폐기물 이송 로봇(400)은 격리 병동(20)에 설치될 수 있다. 오염 폐기물 이송 로봇(400)은 본체(410), 자율 주행부(420), 센서부(430), 및 오염 폐기물 수납 공간(440)을 포함할 수 있다.
오염 폐기물 이송 로봇(400)은 센서부(430)에 의해 현재 위치와 주변 장애물을 인지하여 인공지능 자율주행 알고리즘을 기반으로 자율 주행부(420)에 의해 본체(410)를 자율 주행시켜 격리 병동(20) 내에서 폐기물 허브(40)로 오염 폐기물을 이송 배출하는 자율주행 로봇으로 제공될 수 있다. 오염 폐기물은 예를 들어, 감염 질환자가 사용한 각종 폐물품일 수 있다.
본체(410)의 상단부에는 오염 폐기물의 투입을 위한 투입구(412)가 형성된다. 투입구(412)로 투입된 오염 폐기물은 오염 폐기물 수납 공간(440)으로 낙하된다. 오염 폐기물 수납 공간(440)은 상부 컨테이너(442)와 하부 컨테이너(444)를 포함할 수 있다. 오염 폐기물은 오염 폐기물 수납 공간(440)에 컨테이너 단위로 수납되어 폐기물 허브(40)로 이동된 후 컨테이너 단위로 배출될 수 있다.
본체(410) 내에는 오염 폐기물 수납 공간(440)에 수납된 오염 폐기물을 UV 살균 소독 처리하는 UV 살균 모듈(도시 생략됨)이 구비될 수 있다. 또한, 본체(410) 내에는 오염 폐기물 수납 공간(440)으로 오염 폐기물이 수납된 상태인지를 감지하는 감지 모듈(물체 감지 센서)가 마련될 수 있다. 오염 폐기물 수납 공간(440) 내에 오염 폐기물이 있는 경우, UV 살균 모듈을 가동하여 UV 살균 소독 처리를 수행할 수 있다. 또는, 오염 폐기물 공간(440) 내에 오염 폐기물이 없더라도, 상시적으로 UV 살균 모듈을 가동할 수도 있다.
격리 병실(24)과 폐기물 허브(40) 사이에는 개폐 도어(28)가 마련될 수 있다. 개폐 도어(28)는 오염 폐기물 이송 로봇(400)이 폐기물 허브(40)로 진입하는 때와, 오염 폐기물의 배출을 완료한 오염 폐기물 이송 로봇(400)이 격리 병실(24)로 이동할 때에 일시적으로 개방될 수 있다. 폐기물 허브(40)에는 충전 소독 기기(600)가 마련될 수 있다.
오염 폐기물 이송 로봇(400)은 오염 폐기물 수납 공간(440) 내의 오염 폐기물을 폐기물 허브(40)로 배출시키는 배출 수단(도시 생략됨)을 구비할 수 있다. 배출 수단은 예를 들어, 오염 폐기물 수납 공간(440) 내에 위치한 수직 측판(도시 생략됨)을 구동모터 또는 구동실린더 등에 의해 밀어 오염 폐기물을 측면 배출구를 통해 낙하시키거나, 오염 폐기물 수납 공간(440)의 바닥판을 구동모터 또는 구동실린더 등에 의해 기울여 바닥판 상에 위치한 오염 폐기물을 측면 배출구를 통해 낙하시키는 등의 방식으로 오염 폐기물을 배출시킬 수 있다. 오염 폐기물 이송 로봇(400)은 오염 폐기물을 폐기물 허브(40)에 배출한 후에 충전 소독 기기(600)로 이동하여 무선 충전 및/또는 UV 멸균 소독을 수행할 수 있다.
물품 이송 로봇(100, 300)과, 진료 보조 로봇(200) 및 오염 폐기물 이송 로봇(400)은 상호 간에 물품 관련 정보, 진료 관련 정보 및 오염 폐기물 관련 정보를 송수신하여 물품 이송 작업, 진료 보조 작업, 및 오염 폐기물 이송 작업을 수행할 수 있다. 일 예로, 진료 보조 로봇(200)이 감염 질환 의심자를 인식한 경우, 그 정보와 함께 감염 질환 의심자에게 필요한 물품이나 약품 등의 정보, 감염 질환 의심자가 가지고 있는 오염 폐기물 정보를 주변에 위치한 물품 이송 로봇(100, 300)과, 오염 폐기물 이송 로봇(400)으로 무선 전송될 수 있다. 그에 따라 감염 질환 의심자에게 필요한 물품이나 약품 등이 물품 이송 로봇(100, 300)에 의해 즉시 감염 질환 의심자에게 전달될 수 있으며, 오염 폐기물 이송 로봇(400)에 의해 감염 질환 의심자가 가지고 있는 오염 폐기물이 즉시 이송 배출될 수 있다.
물품 이송 로봇(100, 300)과, 진료 보조 로봇(200) 및 오염 폐기물 이송 로봇(400) 상호 간에 무선 전송되는 각종 정보는 블루투스 등의 통신을 이용하여 로봇들 상호 간에 직접 무선으로 전송될 수도 있고, 서버를 경유하여 무선으로 전송될 수도 있다. 이때, 로봇들 간에 직접 정보를 무선 전송하는 경우, 정보를 전송하는 로봇은 설정된 송신 세기로 신호를 방송할 수 있으며, 주위에 위치한 로봇이 이에 응답하는 신호를 보내면, 로봇 간에 통신을 설정하여 무선으로 정보 송수신이 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템의 작동 프로세스를 설명하기 위한 모식도이다. 도 10을 참조하면, 진료 보조 로봇(200)은 진료 보조 작동을 중단시키는 잠금 장치(298)를 구비할 수 있다. 인증 서버에서 송신한 승인/거절 정보는 진료 보조 로봇(200)의 무선 통신 모듈(292)을 통해 태블릿(294)으로 전달되고, 수신 모듈(296)을 통해 잠금 장치(298)의 잠금 상태를 제어하게 된다. 이와 같은 작동 프로세스 제어 과정은 다른 로봇에도 유사하게 적용될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예는 격리 시설 및 선별 진료소 등에서 감염 질환자를 자동 선별하는 로봇이나, 감염 질환자에 물품 및 약물을 운반하거나, 진료 보조를 위한 로봇 등으로 활용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 의료 지원 인력 보조 및 스마트 병원 도입에 활용될 수 있으며, 의료진 보호 및 감염병 질환 격리자의 건강 증진이 가능하다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
10: 병동 12: 출입구
14: 단위 공간 16: 충전 소독실
20: 격리 병동 22: 출입문
24: 격리 병실 26: 개폐 도어
30: 버퍼 세정실 40: 폐기물 허브
100: 물품 이송 로봇 110: 본체
120: 자율 주행부 130: 센서부
140: 물품 이송대 150: 지지부
160: 로봇팔 200: 진료 보조 로봇
210: 본체 220: 자율 주행부
230: 적외선 센서부 240: 인터페이스부
250: 영상 촬영부 260: 전자청진기
270: 센서 탈착부 272: 몸체
272a: 센서 삽입홈 274: 가이드부
276: 연결부 278: 통신부
280: 센서 282: 몸체
284: 가이드부 286: 센서 모듈
300: 격리 병동 물품 이송 로봇 310: 본체
320: 자율 주행부 330: 적외선 센서부
340: 인터페이스부 350: 영상 촬영부
360: 수납 공간 370: 개폐문
400: 오염 폐기물 이송 로봇 410: 본체
412: 투입구 420: 자율 주행부
430: 센서부 440: 오염 폐기물 수납 공간
442: 상부 컨테이너 444: 하부 컨테이너
500, 600: 충전 및 소독 기기 510: 하우징
520: UV 멸균 모듈 530: 무선 충전 모듈

Claims (10)

  1. 병동에서 자율주행하여 약물이나 물품을 이송하도록 구성되는 물품 이송 로봇;
    상기 병동에서 자율주행하여 비대면 진료 보조를 수행하도록 구성되는 진료 보조 로봇; 및
    상기 병동에서 자율주행하여 오염 폐기물을 이송 배출하도록 구성되는 오염 폐기물 이송 로봇;을 포함하고,
    상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇은 상호 간에 물품 관련 정보, 진료 관련 정보 및 오염 폐기물 관련 정보를 송수신하도록 구성되고,
    상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇은 상기 물품 관련 정보, 상기 진료 관련 정보 및 상기 오염 폐기물 관련 정보에 따라 물품 이송 작업, 진료 보조 작업, 및 오염 폐기물 이송 작업을 수행하도록 구성되는, 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    하우징과; 상기 하우징에 설치되고, 상기 물품 이송 로봇, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇을 무선 충전하도록 구성되는 무선 충전 모듈; 및 상기 하우징에 설치되고, 상기 물품 이송 로봇, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇을 UV 살균 소독하도록 구성되는 UV 멸균 모듈;을 포함하는 충전 및 소독 기기를 더 포함하는, 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충전 및 소독 기기는:
    내부 공간을 가지는 하우징; 및
    상기 하우징의 내부 공간에 위치한 물품 이송 로봇, 진료 보조 로봇 또는 오염 폐기물 이송 로봇의 UV 멸균 소독을 위해 상기 하우징의 내면에 배열되는 다수의 UV 멸균 모듈;을 포함하는, 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 물품 이송 로봇은:
    본체;
    상기 본체를 자율 주행시켜 목적지로 이동시키도록 구성되는 자율 주행부;
    상기 물품 이송 로봇의 현재 위치와 주변 장애물을 인지하여 상기 물품 이송 로봇이 상기 목적지로 주행할 수 있도록 상기 자율 주행부로 주행 정보를 제공하도록 구성되는 센서부;
    이송될 물품이 놓일 수 있도록 상기 본체에 마련되는 물품 이송대; 및
    상기 물품 이송대 상에 지지부에 의해 지지되고, 상기 물품을 들어올려 상기 물품 이송대로 이동시키거나, 상기 물품을 상기 물품 이송대에서 들어올려 주변으로 이동시키는 물품 이송 기능을 수행하도록 구성되는 로봇팔;을 포함하는, 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진료 보조 로봇은:
    본체;
    자율주행 알고리즘에 따라 상기 본체를 자율 주행시켜 목적지로 이동시키도록 구성되는 자율 주행부;
    상기 본체에 마련되고, 사용자의 체온을 측정하거나, 비정상 체온 측정시 알람을 발생하는 기능을 수행하도록 구성되는 적외선 센서부;
    상기 본체에 마련되고, 사용자가 문진 정보를 입력할 수 있도록 마련되는 전자 문진 시스템과 사용자가 원격 진료를 위한 화상 통화를 수행할 수 있도록 화상을 표시하는 표시부를 포함하는 인터페이스부;
    상기 본체에 마련되고, 상기 진료 보조 로봇의 주변 상황을 인지하기 위한 영상을 촬영하도록 구성되는 영상 촬영부; 및
    상기 본체에 마련되고, 진료 보조를 위해 상기 진료 보조 로봇의 주위에 위치한 사용자의 호흡을 측정하는 전자청진기;를 포함하는, 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 진료 보조 로봇은:
    상기 본체에 마련되고, 센서의 교체가 가능하도록 구성되는 센서 탈착부;를 더 포함하고,
    상기 센서 탈착부는:
    센서 삽입홈을 가지는 몸체;
    상기 몸체의 내면에 상기 센서 삽입홈과 마주보도록 형성되는 가이드부;
    상기 몸체의 저면에 형성되어 상기 센서와 전기적으로 연결되도록 구성되는 연결부; 및
    상기 센서 탈착부에 결합된 상기 센서에서 측정된 데이터를 무선 전송하도록 구성되는 통신부;를 포함하는, 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 오염 폐기물 이송 로봇은:
    본체;
    상기 본체에 마련되고, 상기 오염 폐기물 이송 로봇의 현재 위치와 주변 장애물을 인지하도록 구성되는 센서부;
    상기 센서부에 의해 인지된 상기 현재 위치와 상기 주변 장애물에 따라 인공지능 자율주행 알고리즘을 기반으로 상기 본체를 폐기물 허브로 자율 주행시키도록 구성되는 자율 주행부;
    상기 오염 폐기물의 투입을 위해 상기 본체의 상단부에 마련되는 투입구;
    상기 본체 내에 마련되고, 상기 투입구로 투입되어 낙하된 오염 폐기물이 수납되는 오염 폐기물 수납 공간; 및
    상기 오염 폐기물 수납 공간 내의 오염 폐기물을 상기 폐기물 허브로 배출시키는 배출 수단;을 포함하는, 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템.
  8. 병동에서 물품 이송 로봇을 자율주행시켜 약물이나 물품을 이송하는 단계;
    상기 병동에서 진료 보조 로봇을 자율주행시켜 비대면 진료 보조를 수행하는 단계;
    상기 병동에서 오염 폐기물 이송 로봇을 자율주행시켜 오염 폐기물을 이송 배출하는 단계;
    상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇을 포함하는 로봇들 간에 물품 관련 정보, 진료 관련 정보 및 오염 폐기물 관련 정보를 송수신하는 단계; 및
    상기 물품 이송 로봇과, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇이 상기 물품 관련 정보, 상기 진료 관련 정보 및 상기 오염 폐기물 관련 정보에 따라 물품 이송 작업, 진료 보조 작업, 및 오염 폐기물 이송 작업을 수행하는 단계;를 포함하는 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    충전 및 소독 기기에 의해, 상기 물품 이송 로봇, 상기 진료 보조 로봇 및 상기 오염 폐기물 이송 로봇을 무선 충전하고, UV 살균 소독하는 단계;를 더 포함하는, 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 오염 폐기물 이송 로봇에 의해, 상기 오염 폐기물을 오염 폐기물 수납 공간에 수납하여 폐기물 허브로 이동시키는 단계; 및
    상기 오염 폐기물 이송 로봇에 마련된 배출 수단에 의해, 상기 오염 폐기물을 상기 오염 폐기물 수납 공간에서 상기 폐기물 허브로 배출시키는 단계;를 더 포함하는, 인공지능 기반 물품 이송 및 진료 보조 로봇 시스템 제어 방법.
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