Fraunhofer IPA présente le robot de désinfection »DeKonBot«

Le robot mobile de nettoyage et de désinfection DeKonBot se déplace de manière autonome vers des objets critiques tels que les poignées de porte et les désinfecte. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Grâce à son outil de nettoyage flexible, DeKonBot peut effectuer une désinfection par essuyage de différents objets, par exemple des boutons d'ascenseur. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Une interface graphique intuitive permet d'apprendre l'environnement d'utilisation. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Procédés d'apprentissage automatique permettent de détecter les objets à nettoyer dans l'espace, ici illustré par l'exemple des poignées de porte dans un couloir. (© Fraunhofer IPA)

Pour limiter la propagation du virus Corona, l'institut de recherche de Stuttgart a rapidement développé un prototype de robot mobile de nettoyage et de désinfection. Il se déplace de manière autonome vers des objets potentiellement contaminés tels que des poignées de porte, les désinfecte minutieusement tout en étant économe en ressources et en temps.

Le nouveau prototype du robot de désinfection mobile « DeKonBot » est une solution d'automatisation qui effectue de manière autonome le nettoyage et la désinfection de zones potentiellement contaminées telles que les poignées de porte, les interrupteurs ou les boutons d'ascenseur. Comparé au nettoyage manuel, l'utilisation du robot réduit le risque d'infection pour le personnel de nettoyage et garantit en même temps que le nettoyage est effectué de manière fiable et traçable. Grâce à une utilisation continue du robot, même pendant la nuit, le nettoyage peut être effectué plus fréquemment qu'en mode manuel.

Désinfecter de manière ciblée et sûre

Par rapport aux solutions robotiques disponibles sur le marché, DeKonBot se distingue à plusieurs égards. D'une part, il nettoie de manière ciblée et directe les surfaces pertinentes, sans disperser les agents désinfectants dans la pièce comme le font plusieurs autres robots. Cela permet d'économiser non seulement du désinfectant et du temps, en limitant la zone à nettoyer à l'essentiel, mais aussi d'éviter des dangers tels que glisser sur des surfaces humides ou inhaler des substances potentiellement nocives. D'autre part, DeKonBot peut être utilisé en toute sécurité en présence de personnes. Les robots de désinfection qui utilisent par exemple des rayons UV pour tuer les virus nécessitent, pour des raisons de sécurité, un environnement dépourvu de personnes.

Pour que DeKonBot puisse fonctionner efficacement, il doit d'abord être entraîné dans son nouvel environnement d'utilisation à l'aide d'une tablette, qui est facile à utiliser même sans expertise en robotique. Dans un premier temps, le personnel de service guide le robot à travers l'environnement, ce qui lui permet de créer une carte de son espace d'intervention. De plus, l'utilisateur « montre » au robot les objets à nettoyer et le mouvement de nettoyage à effectuer : à cette fin, l'utilisateur guide le bras du robot avec l'outil de désinfection jusqu'à la poignée de porte, par exemple, et déplace l'outil comme cela est nécessaire pour le nettoyage. Le robot enregistre le trajet et pourra le répéter de manière autonome par la suite.

La reconnaissance des objets à nettoyer se fait actuellement à l'aide de « tags », de petites plaques en noir et blanc. Le robot se positionne relativement à ces tags. À l'avenir, plus besoin de tags. Des méthodes récemment développées au Fraunhofer IPA seront utilisées, permettant d'une part la reconnaissance automatique de ces objets dans les données de la caméra. D'autre part, un nouveau capteur 3D, développé dans le cadre du projet, permet de mieux détecter les objets à nettoyer et leur position dans l'espace, même s'il s'agit d'une surface métallique ou réfléchissante. Sur la base de ces fonctions de reconnaissance, le robot pourra dans la version finale planifier et exécuter automatiquement les mouvements de nettoyage.

Développement rapide en collaboration

Le prototype est le résultat d'un développement collaboratif du Fraunhofer IPA impliquant les départements de robotique et de systèmes d'assistance, d'automatisation de laboratoire, de technologie de production biologique ainsi que de micro- et nanoproduction. DeKonBot a bénéficié de financements dans le cadre du programme interne de la société Fraunhofer « Anti-Corona », qui soutient ces activités de recherche et d'innovation pour lutter contre la pandémie.

Le développement du robot de service a progressé rapidement. Une première étude de faisabilité a été réalisée dès avril de cette année, utilisant encore un simple outil de pulvérisation pour la désinfection. « Seulement quatre mois plus tard, nous avons pu mettre en service le robot avec son nouvel outil de désinfection par essuyage — et ce malgré les restrictions dues à la pandémie de Covid-19 qui ont également touché nos employés du Fraunhofer », explique le Dr Birgit Graf, responsable du groupe de robotique domestique et d'assistance, en charge du développement de DeKonBot.

Le développement du prototype a bénéficié de travaux préparatoires approfondis du institut dans le domaine des robots mobiles de service et de nettoyage. Par exemple, la plateforme mobile du robot d'assistance Care-O-bot® 4, déjà commercialisée par une filiale de l'institut, est utilisée. Les modules logiciels existants pour la navigation, la reconnaissance 3D d'objets et la manipulation ont été adaptés à l'application spécifique. Actuellement, des tests de durabilité du robot sont en cours dans les bureaux du Fraunhofer IPA. Par la suite, des employés d'une entreprise de nettoyage testeront le robot dans un bâtiment externe. Jusqu'à la fin du projet en février 2021, le robot sera encore optimisé à partir de ces tests. Des mesures de la charge microbienne dans les zones désinfectées permettront de vérifier la valeur ajoutée du robot.

De plus, le projet de recherche « Désinfection mobile » (MobDi), lancé en octobre de cette année et également financé par la société Fraunhofer, reprend et développe les technologies du DeKonBot. En particulier, de nouvelles méthodes et outils de désinfection, ainsi que des méthodes de reconnaissance et de planification plus complexes, seront développés dans le cadre d'une année de projet pour permettre un nettoyage et une désinfection encore plus ciblés.

Vers une production en série

Le DeKonBot n'a pas encore atteint toutes ses fonctionnalités, mais dès à présent, les chercheurs du Fraunhofer IPA ont élaboré un concept pour une future production en série. « En collaboration avec des entreprises intéressées, nous souhaitons mettre le robot de service en pratique et contribuer ainsi à la relance de la vie publique, même en période de Covid », explique Graf. Plusieurs entreprises de nettoyage, impliquées activement dans le développement du robot, ont déjà exprimé leur intérêt pour l'utiliser.