Fraunhofer IPA představuje dezinfekčního robota »DeKonBot«

Mobilní čisticí a dezinfekční robot DeKonBot jezdí samostatně k kritickým objektům, jako jsou kliky dveří, a tyto dezinfikuje. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

S pomocí svého flexibilního čisticího nástroje může DeKonBot provádět utírání a dezinfekci různých objektů, například i tlačítek výtahu. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Na intuitiv ovládaném grafickém uživatelském rozhraní se učí pracovní prostředí. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Metody strojového učení umožňují detekci objektů k čištění v prostoru, zde na příkladu klik v chodbě. (© Fraunhofer IPA)

Pro snížení šíření koronaviru vyvinulo Stuttgarské výzkumné centrum během krátké doby prototyp mobilního čisticího a dezinfekčního robota. Ten sám autonomně dojíždí k potenciálně kontaminovaným objektům, jako jsou například kliky dveří, důkladně je dezinfikuje a přitom šetří zdroje i čas.

Nový prototyp mobilního dezinfekčního robota „DeKonBot“ představuje automatizační řešení, které samo vykonává čištění a dezinfekci potenciálně kontaminovaných oblastí, jako jsou kliky dveří, vypínače nebo tlačítka výtahů. Ve srovnání s ručním čištěním snižuje nasazení robota riziko nákazy pro pracovníky úklidu a zároveň zajišťuje, že čištění je prováděno spolehlivě a srozumitelně. Díky nepřetržitému nasazení robota i během noci může být čištění prováděno častěji než při manuálním provozu.

Cílená a bezpečná dezinfekce

Ve srovnání s dostupnými robotickými řešeními na trhu se DeKonBot odlišuje v několika ohledech. Za prvé, cíleně a přímo čistí relevantní povrchy a nesype dezinfekční prostředky do prostoru jako různí jiní roboti. To šetří nejen dezinfekční prostředky a čas, protože plocha určená k čištění je omezena na podstatné části, ale také zabraňuje nebezpečí jako uklouznutí na vlhkých plochách nebo vdechnutí potenciálně škodlivých látek. Za druhé, DeKonBot může být bezpečně používán v prostředí s lidmi. Dezinfekční roboti, například využívající UV záření k usmrcení virů, vyžadují z bezpečnostních důvodů prostředí bez lidí.

Pro úspěšné fungování DeKonBotu je nejprve nutné, aby byl pomocí tabletu, který je jednoduchý na obsluhu i bez odborných znalostí robotiky, naučen v novém prostředí nasazení. Nejprve obsluha projede robotem okolí, přičemž robot sám vytvoří mapu svého nasazení. Navíc uživatel „ukáže“ robotovi objekty určené k čištění a požadovaný pohyb čištění: například přivede robotický rameno s dezinfekčním nástrojem k například klikám dveří a pohybuje s nástrojem podle potřeby čištění. Robot si trajektorii uloží a může ji následně sám opakovat.

Aktuálně je rozpoznávání objektů určených k čištění stále založeno na tzv. „pásech“, tedy malých černobílých štítcích. Robot se vůči nim orientuje. V budoucnu již nebude potřeba žádných štítků. Místo toho budou využity nové metody vyvinuté na Fraunhofer IPA, které umožní automatické rozpoznávání těchto objektů na základě kamerových dat. Dále byl v rámci projektu vyvinut nový 3D senzor, který lépe než dostupné senzory rozpoznává objekty určené k čištění a jejich polohu v prostoru – například i pokud se jedná o kovový, zrcadlový povrch. Na základě těchto rozpoznávacích funkcí bude robot v konečné fázi schopen automaticky plánovat a provádět pohyby čištění.

Společný rychlý vývoj

Prototyp je výsledkem společného vývoje na Fraunhoferově institutu, který zahrnuje oddělení robotických a asistivních systémů, laboratořové automatizace a bioprodukční techniky, stejně jako vývoje čistících a mikroprodukčních technologií. DeKonBot získal podporu z interního programu Fraunhofer-Gesellschaft „Anti-Corona“, který realizuje rozsáhlé výzkumné a inovační aktivity v boji proti pandemii.

Vývoj servisního robota probíhal rychle. Již v dubnu tohoto roku byla provedena první studie proveditelnosti, při níž byl použit jednoduchý postřikovač na dezinfekci. „Pouhé čtyři měsíce poté jsme mohli uvést do provozu robota s novým nástrojem na utírání dezinfekce – a to i přes omezení, která nám přinesla pandemie COVID-19,“ říká Dr. Birgit Graf, vedoucí skupiny domácích a asistivních robotů a odpovědná za vývoj DeKonBotu.

Vývoj prototypu těžil z rozsáhlé předchozí práce institutu v oblasti mobilní servisní a čisticí robotiky. Například byla využita mobilní platforma asistivního robota Care-O-bot® 4, která je již nabízena jako sériový produkt. Stávající softwarové moduly pro navigaci, 3D rozpoznávání objektů a manipulaci byly dále přizpůsobeny specifickým požadavkům. Momentálně jsou prováděny první dlouhodobé testy robota v kancelářských prostorách Fraunhofer IPA. Následně budou robot testovat zaměstnanci úklidové firmy v externí budově. Do konce projektu v únoru 2021 bude robot dále optimalizován na základě těchto testů. Měření mikrobiální zátěže v dezinfikovaných oblastech mají za cíl ověřit přidanou hodnotu robota.

Kromě toho bude technologie DeKonBotu rozvíjena v rámci nového výzkumného projektu „Mobilní dezinfekce“ (MobDi), který začíná v říjnu tohoto roku a je rovněž financován Fraunhofer-Gesellschaft. V průběhu ročního projektu budou vyvinuty nové metody a nástroje pro dezinfekci a složitější metody rozpoznávání a plánování, aby bylo možné ještě cíleněji čistit a dezinfikovat.

Vize sériové výroby

DeKonBot zatím nedosáhl plného rozsahu funkcí, ale již nyní vědci z Fraunhofer IPA vypracovali koncept pro budoucí sériový produkt. „Chceme společně s podniky uvést servisního robota do praxe a tím přispět k obnovení veřejného života i v době pandemie,“ říká Graf o svých cílech. Několik úklidových firem, které se aktivně podílely na vývoji robota, již vyjádřilo zájem o jeho nasazení.