小欣：这节课，我们就来了解一下胶囊机器人的研发过程与难点。

吉朋松：小机器人在消化道是怎么工作的呢？胶囊机器人由口腔随水吞服下去，然后它就开始沿着食道实时连续的拍摄图像。进入胃腔后，我们在外面的柔性机器人的控制下就像开汽车一样，对胃部的各个部位进行多角度的精准检查和拍摄。移动步长两毫米，转动精度是三度，在这个精度下可以把胃部的所有地方都看得清清楚楚，然后经过小肠就排出体外了。

要实现这些功能，研发过程中我们遇到了比较多困难：

第一个困难是光学。胶囊机器人在胃里面不管是近距离还是远距离都可以照清楚，而且是在十公分以内的近距离微变焦系统，所以光学系统是比较难的设计。

第二个困难是在光学系统前面有一个透明的罩子，因为经过人类消化道的时候会有很多黏液粘上去。所以我们在整个机器人的前端会有防粘的这层膜，什么都不会粘上去可以干干净净的让光学系统完成所有拍摄。

第三困难是微器件。现在由于手机的高速发展，所以成像系统其实并不难，但我们这个系统非常小。在类似于女士小指末端大概长度两公分左右的腔体内，我们要容纳将近400个元件。其中包含成像的芯片，也包括类似于手机GPS路径的轨迹系统以及轨迹系统的传感器。这些器件都要定制，所以它的定制成本和数量都是非常庞大的。

第四个困难是电池。机器人在消化道里面需要电，而且锂电池是不能进入人体内的。假如人的消化液由于某种特殊原因进入到胶囊机器人里面，一旦短路就会出现打火等危险。所以进入人体的所有机器人尤其我们这款机器人，只能用氧化银电池。而氧化银电池的特点是电量特别小，你需要在非常低功耗的情况下设计电路，并且电池的生产价格也比较高，这也是一个比较难的地方。

另一个难点是微型化。前面说过400个元件都需要集成到这么小的一个空间里面，所以每个器件都非常小，这要求相当于航天级别了，因为航天级就是要求要小而轻，功能强大。

第六个难点是要低功耗。整个机器人系统从开机开始，需要一次性工作十个小时，这么长的时间就只靠2颗非常小的氧化银电池来供电，所以整个系统的数据处理、图像获取和传输、自动控制等工作都需要用非常低的功耗来支撑，这个设计是非常难的一个点。

再有一个难点就是它的可靠性要高。这是进入人体的东西，所以它的抗腐蚀能力要强，在体内可以待很长时间不会坏，在图像拍摄过程当中图像不能断，数据传输不能少，这都对它的可靠性提了非常高的要求。

再有就到生产。因为胶囊机器人很小，所以很多对焦，电路的调节和功能测试都非常精细。整个的生产线是用机器人生产机器人，所以这为生产实施提出了非常多的难点，所以我们的生产线在上海建设花了好几年的时间才完成，这也是机器人行业里面为数不多的由机器人生产机器人的完整生产线。我们现在有一年200多万颗的产能，将来随着应用的扩大也会进一步扩大生产。

小欣：下节课，吉朋松老师会为我们讲解怎样提高全民健康水平。

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