Klíčové technologie pro čisticí roboty ve zdravotnictví

Práce Fraunhofer IPA na čištění a dezinfekci povrchů jsou založeny na robotu »DeKonBot 2« a dále rozvíjejí jeho schopnosti. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Existující roboty na čištění podlah již mohou být nasazeny pro automatické čištění rozsáhlých prostor. © Klinikverbund Südwest

Čištění a dezinfekce hraje v klinikách důležitou roli. Zdroj: Klinikverbund Südwest. © Fraunhofer IPA

Pravidelná úklidová a dezinfekční činnost v zařízeních zdravotnického systému je náročná a časově i technicky složitá. Aby se ulehčilo úklidovým pracovníkům, vzniká v rámci výzkumného projektu „RoReBo“ kompaktní podlahový úklidový robot například pro nemocnice nebo domovy důchodců, stejně jako technologie pro čištění povrchů a robotické otevírání dveří.

Hygiena v zařízeních zdravotnického systému není důležitá až od dob pandemie, ale již dříve byla klíčová pro prevenci infekcí. Pro toto prostředí definuje nově zavedená norma hygieny DIN 130643 „Nemocniční úklid“ vykonávané činnosti. Norma sice zajišťuje kvalitu, ale zároveň zvyšuje nároky na úklidový personál. Čím více úkolů je třeba splnit v kratším čase, tím větší je riziko, že „hygienická shoda“ nebude dodržována. Nedostatek kvalifikovaných pracovníků a demografické změny tento problém zhoršují. V současnosti na trhu nejsou dostupní vhodní úklidoví roboti, kteří by technicky a ekonomicky vyhověli zvláštním výzvám ve zdravotnictví.

Tento problém řeší výzkumný projekt „Roboticky založené čištění a dezinfekce podlah a povrchů v zařízeních zdravotnického systému“ (RoReBO). Partnery projektu jsou Adlatus Robotics, InMach Intelligente Maschinen, bwcon research a Fraunhofer IPA. Jako aplikační partner je zapojen například klinický svaz Südwest. Společně vyvíjejí partneři nové klíčové technologie a obchodní modely pro použití úklidových robotů například v nemocnicích a domovech důchodců. Roboti mají podporovat a ulehčit práci úklidových pracovníků. Úzké propojení s klinikami a domovy důchodců zajišťuje cílený vývoj a umožňuje ověřit výsledky projektu v reálných podmínkách. Finanční prostředky na projekt poskytuje Ministerstvo hospodářství, práce a turistiky Bádenska-Württemberska v rámci podpůrného programu Invest BW Innovation.

Velký potenciál

V posledních letech výrazně vzrostl trh s průmyslovými roboty pro úklid. Podle „International Federation of Robotics“ vzrostl v roce 2020 počet prodaných kusů oproti předchozímu roku o 92 procent. Zařízení určená speciálně pro průmyslové čištění podlah se prodala v počtu 20 600 kusů, což je dvojnásobek a půl oproti předchozímu období.

Mnoho výrobců robotů si tohoto potenciálu všimlo, mezi nimi i firma Adlatus Robotics ze spolkové země Bádensko-Württembersko, jejíž podlahové úklidové roboty již čistí haly v logistice, průmyslu, nemocnicích nebo na letištích a jsou ovládány bez zvláštních předchozích znalostí. To vytváří dobré předpoklady pro širší nasazení autonomních úklidových robotů v nemocnicích a domovech důchodců. S novými schopnostmi, které se vyvíjejí v rámci projektu RoReBO, chce firma lépe reagovat na potřeby těchto zařízení.

Automatizované čištění na odděleních a v pokojích pacientů

„Na odděleních a v pokojích pacientů není obvykle mnoho místa, často jsou zde různé lékařské přístroje nebo osobní věci. Přesto je cílem zařízení, aby i zde byly důkladně vyčištěny hrany a rohy,“ vysvětluje Matthias Strobel, jednatel firmy Adlatus Robotics, podmínky pro nasazení robotů. Tento úkol je nejlépe řešitelný malým, kompaktním robotem, který je obratný při manévrování v prostředí. Proto firma Adlatus v rámci projektu RoReBO vyvíjí novou platformu pro čištění podlah, která je zvláště vhodná pro použití v těchto úzkých prostorách. Kromě konvenčních modulů pro čištění podlah bude pod platformou také umístěn akční člen, který spustí doplňkové funkce pro čištění obtížně přístupných rohů a zákoutí.

Po tom, co vědci z Fraunhofer IPA již v projektu „MobDi – Mobile Disinfection“ vyvinuli funkce pro robotické dezinfikování často dotýkaných předmětů v kancelářských prostředích, jako jsou kliky dveří a vypínače, se nyní projekt RoReBo zaměřuje na nemocnice, konkrétně na chodbové prostory, pacientské a ošetřovací místnosti. K tomu bude robot „DeKonBot 2“, který vznikl v rámci MobDi, rozšířen o nové funkce. Například získá nové adaptivní čistící nástroje, přizpůsobené zvláštním požadavkům nemocnic a povrchům, které je třeba vyčistit. „Důležitá je také funkce otevírání dveří. Tím může robot rozšířit své autonomní možnosti a dostat se i do prostředí, kam dříve neměl přístup, například do pacientských pokojů,“ vysvětluje Simon Baumgarten, vedoucí projektu z Fraunhofer IPA. „Plánujeme, aby byl robotický rameno pro otevírání dveří tak jednoduché, že ho bude možné snadno využít i u jiných robotů. To může výrazně rozšířit možnosti nasazení servisních robotů ve veřejných prostorách,“ dodává Baumgarten.

Software vyvíjený partnerem InMach dále rozvíjí metody autonomní navigace, aby robot mohl sledovat složité navigační vzory a spolehlivě čistit i okrajové a rohové oblasti. Experti z Fraunhofer IPA rozšiřují své technologie zpracování obrazu, aby mohli rozpoznat nové povrchy v chodbách a pokojích, například směry otevírání dveří. Výzkumníci také upravují své metody tak, aby robot na základě zpracovaných obrazových dat mohl objekty čistit. Obzvlášť výzvou je řízení otevírání dveří, protože je třeba synchronizovat pohyby mobilní platformy s pohyby robotického ramene.

Řešení praktických potřeb

Plánované vývoje vycházejí z analýz potřeb a požadavků z praxe v nemocnicích. V rámci návštěv v klinikách a domovech důchodců sledují projektoví partneři aktuální manuální procesy úklidu a podmínky pro jejich optimální provádění. Workshopy s odborníky z praxe slouží k identifikaci potřeb a požadavků na vyvíjené robotické funkce a k ověření konceptů jejich realizace. Kromě toho je možné vycházet z výsledků předchozích praktických testů s mobilními úklidovými roboty.

Po úspěšné realizaci budou vyvinuté technologie a roboty nejprve testovány v laboratoři, poté v klinikách a domovech důchodců, a na základě získaných zkušeností optimalizovány. Pro přenos do praxe vyvíjí bwcon vhodné obchodní modely pro zařízení zdravotnického systému.