Technologies clés pour les robots de nettoyage dans le secteur de la santé

Les travaux du Fraunhofer IPA sur le nettoyage et la désinfection des surfaces sont basés sur le robot « DeKonBot 2 » et développent ses capacités. © Fraunhofer IPA/Photo : Rainer Bez

Les robots de nettoyage de sols existants peuvent déjà être utilisés pour le nettoyage automatisé d'environnements de grande surface. © Klinikverbund Südwest

Le nettoyage et la désinfection jouent un rôle important dans les cliniques. Source : Klinikverbund Südwest. © Fraunhofer IPA

Le nettoyage et la désinfection réguliers dans les établissements de santé sont exigeants et coûteux. Afin de soulager les forces de nettoyage, le projet de recherche « RoReBo » développe un robot compact de nettoyage des sols, par exemple pour les hôpitaux ou les maisons de retraite, ainsi que des technologies pour le nettoyage des surfaces et l'ouverture robotisée des portes.

Ce n’est pas seulement depuis la pandémie que l’hygiène dans les établissements de santé est cruciale pour éviter les infections. Pour cet environnement, la nouvelle norme d’hygiène DIN 130643 « Nettoyage hospitalier » définit les activités à réaliser. La norme garantit la qualité, mais augmente également la charge de travail du personnel de nettoyage. De plus en plus de tâches en un temps réduit accroissent le risque que la « conformité à l’hygiène » en pâtisse. La pénurie de personnel qualifié et le vieillissement démographique aggravent le problème. Actuellement, aucun robot de nettoyage adapté technologiquement et économiquement aux défis spécifiques du secteur de la santé n’est disponible sur le marché.

Ce défi est abordé par le projet de recherche « Nettoyage et désinfection robotisés des sols et des surfaces dans les établissements de santé » (RoReBO). Les partenaires du projet sont Adlatus Robotics, InMach Intelligent Machines, bwcon research et le Fraunhofer IPA. Parmi les partenaires d’application figure notamment le réseau de cliniques Südwest. Ensemble, les partenaires développent de nouvelles technologies clés et modèles commerciaux pour l’utilisation de robots de nettoyage, par exemple dans les hôpitaux et les établissements de soins. Les robots doivent soutenir et soulager le personnel de nettoyage. Une étroite collaboration avec les cliniques et les maisons de retraite garantit un développement adapté aux besoins et permet de valider les résultats du projet dans des conditions réelles. Le projet reçoit un financement du ministère de l’Économie, du Travail et du Tourisme du Bade-Wurtemberg dans le cadre du programme d’aide Invest BW Innovation.

Potentiel important

Ces dernières années, le marché des robots de nettoyage commerciaux a connu une forte croissance. Selon la « Fédération Internationale de la Robotique », en 2020, les unités vendues ont augmenté de 92 % par rapport à l’année précédente. Les appareils spécifiquement conçus pour le nettoyage commercial des sols se sont vendus à 20 600 unités, soit deux fois et demie plus qu’auparavant.

De nombreux fabricants de robots ont reconnu ce potentiel, notamment l’entreprise de Bade-Wurtemberg Adlatus Robotics, dont le robot de nettoyage des sols nettoie déjà des halls dans la logistique, l’industrie, les hôpitaux ou les aéroports, et qui est facile à utiliser sans connaissances particulières. Ces éléments constituent de bonnes conditions pour une utilisation plus large de robots autonomes de nettoyage dans les hôpitaux et les maisons de retraite. Avec de nouvelles capacités développées dans RoReBO, l’entreprise souhaite mieux répondre aux besoins des établissements.

Nettoyage automatisé dans les services et les chambres des patients

« Dans les services et les chambres des patients, l’espace est souvent limité, et divers appareils médicaux ou objets personnels y sont souvent présents. Pourtant, l’exigence des établissements est que même ici, les bords et les coins soient nettoyés en profondeur », explique Matthias Strobel, directeur général d’Adlatus Robotics, les conditions pour l’utilisation du robot. La meilleure solution est un petit robot compact capable de manœuvrer agilement dans cet environnement restreint. C’est pourquoi Adlatus développe dans RoReBO une nouvelle plateforme de nettoyage des sols, particulièrement adaptée à ces espaces confinés. En plus des modules de nettoyage conventionnels, la plateforme intégrera également une actionneur qui déclenchera des fonctions supplémentaires pour nettoyer les zones difficiles d’accès, comme les coins difficiles.

Après que des chercheurs du Fraunhofer IPA ont déjà développé dans le projet « MobDi – Désinfection mobile » des fonctions pour la désinfection robotisée d’objets fréquemment touchés dans des environnements de bureau, comme les poignées de porte et les interrupteurs, RoReBO se concentre maintenant sur les hôpitaux, en particulier les couloirs, les chambres de patients et les salles de traitement. Pour cela, le robot de nettoyage « DeKonBot 2 », également issu de MobDi, sera équipé de nouvelles fonctions dans le cadre du projet. Par exemple, il recevra de nouveaux outils de nettoyage adaptatifs, ajustés aux exigences spécifiques des hôpitaux et aux surfaces à nettoyer. « De plus, l’ouverture des portes constitue une nouvelle fonction importante. Cela permettra au robot d’étendre son autonomie et d’accéder à des environnements comme les chambres de patients, qui lui étaient jusqu’à présent inaccessibles », explique Simon Baumgarten, responsable du projet au Fraunhofer IPA. « Nous prévoyons de rendre le bras robotique pour l’ouverture des portes aussi simple que possible, afin qu’il puisse être utilisé facilement par d’autres robots. Cela pourrait considérablement élargir les possibilités d’utilisation des robots de service dans les espaces publics », ajoute Baumgarten.

Du côté logiciel, le partenaire du projet InMach développe des méthodes pour la navigation autonome, afin que le robot puisse suivre des parcours de navigation complexes et nettoyer de manière fiable les zones en bordure et dans les coins. Les experts du Fraunhofer IPA améliorent leurs technologies de traitement d’image pour reconnaître de nouvelles surfaces à nettoyer dans les couloirs et les chambres, ainsi que les portes et leurs caractéristiques, par exemple la direction dans laquelle elles s’ouvrent. Les chercheurs adaptent également leurs méthodes pour que le robot puisse nettoyer les objets en se basant sur les données d’image traitées. La gestion de l’ouverture des portes est particulièrement difficile, car il faut synchroniser les mouvements de la plateforme mobile avec ceux du bras robotique.

Répondre aux besoins pratiques

Les développements prévus reposent sur des analyses des besoins et des exigences issues de la pratique hospitalière. Lors de visites dans des cliniques et des établissements de soins, les partenaires du projet étudient les processus de nettoyage manuels actuels et les conditions pour une exécution optimale. Des ateliers avec des experts du secteur permettent d’identifier les besoins et exigences pour les fonctions robotiques à développer, et de valider les concepts de mise en œuvre. Les résultats de tests pratiques antérieurs avec des robots mobiles de nettoyage peuvent également être exploités.

Après une mise en œuvre réussie, les technologies et robots développés seront d’abord testés en laboratoire, puis dans des cliniques et des maisons de retraite, et optimisés en fonction de l’expérience acquise. Pour le transfert vers la pratique, bwcon développera des modèles commerciaux adaptés aux établissements de santé.