Tecnologie chiave per robot di pulizia nel settore sanitario

I lavori dell'IPA Fraunhofer sulla pulizia e disinfezione delle superfici si basano sul robot »DeKonBot 2« e ne sviluppano le capacità. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

I robot per la pulizia del pavimento esistenti possono già essere utilizzati per la pulizia automatizzata di ambienti di grandi dimensioni. © Klinikverbund Südwest

La pulizia e la disinfezione svolgono un ruolo importante nelle cliniche. Fonte: Klinikverbund Südwest. © Fraunhofer IPA

La pulizia e la disinfezione regolari nelle strutture sanitarie sono impegnative e richiedono molto tempo. Per alleggerire il lavoro degli operatori di pulizia, nel progetto di ricerca «RoReBo» vengono sviluppati un robot compatto per la pulizia dei pavimenti, ad esempio per ospedali o case di cura, e tecnologie per la pulizia delle superfici e l'apertura robotizzata delle porte.

Non solo durante la pandemia, l'igiene nelle strutture sanitarie è molto importante per prevenire le infezioni. Per questo ambiente, la nuova norma igienica DIN 130643 «Pulizia ospedaliera» definisce le attività da svolgere. La norma garantisce la qualità, ma aumenta anche il carico di lavoro per il personale di pulizia. Sempre più compiti in tempi più brevi aumentano il rischio che la «conformità all'igiene» ne risenta. La carenza di personale specializzato e il cambiamento demografico aggravano il problema. Attualmente, sul mercato non sono disponibili robot di pulizia adeguati, che soddisfino le sfide specifiche del settore sanitario sia dal punto di vista tecnologico che economico.

Queste sfide vengono affrontate dal progetto di ricerca «Pulizia e disinfezione robotizzata di pavimenti e superfici nelle strutture sanitarie» (RoReBO). I partner del progetto sono Adlatus Robotics, InMach Intelligente Maschinen, bwcon research e il Fraunhofer IPA. Come partner applicativi è coinvolto anche il gruppo di cliniche Südwest. Insieme, i partner sviluppano nuove tecnologie chiave e modelli di business per l'uso di robot di pulizia, ad esempio, negli ospedali e nelle case di cura. I robot devono supportare e alleggerire il lavoro degli operatori di pulizia. Una stretta collaborazione con cliniche e case di cura garantisce uno sviluppo su misura e permette di validare i risultati del progetto in condizioni reali. Il progetto riceve finanziamenti dal Ministero dell'Economia, del Lavoro e del Turismo del Baden-Württemberg nell'ambito del programma di finanziamento Invest BW Innovation.

Grande potenziale

Negli ultimi anni, il mercato dei robot di pulizia commerciale è cresciuto notevolmente. Secondo la «International Federation of Robotics», nel 2020 le unità vendute sono aumentate del 92% rispetto all'anno precedente. I dispositivi specifici per la pulizia dei pavimenti commerciali hanno venduto 20.600 unità, più del doppio rispetto al passato.

Molti produttori di robot hanno riconosciuto questo potenziale, tra cui anche l'azienda bavarese Adlatus Robotics, il cui robot di pulizia dei pavimenti già pulisce le hall di logistica, industria, cliniche o aeroporti ed è facile da usare anche senza conoscenze particolari. Questi sono ottimi presupposti per un impiego più ampio di robot autonomi di pulizia in ospedali e case di cura. Con nuove capacità sviluppate in RoReBO, l'azienda intende rispondere ancora meglio alle esigenze delle strutture.

Pulizia automatizzata nelle unità e nelle stanze dei pazienti

«Nelle unità e nelle stanze dei pazienti di solito non c'è molto spazio, e spesso ci sono vari dispositivi medici o oggetti personali. Tuttavia, le strutture richiedono che anche qui siano puliti accuratamente i bordi e gli angoli», spiega Matthias Strobel, amministratore delegato di Adlatus Robotics, le condizioni per l'impiego del robot. Questo compito è meglio affidato a un robot piccolo e compatto, agile nel manovrare nell'ambiente di utilizzo. Per questo motivo, Adlatus sviluppa in RoReBO una nuova piattaforma di pulizia dei pavimenti, particolarmente adatta per l'uso in ambienti ristretti come questi. Oltre ai moduli di pulizia convenzionali, sotto la piattaforma sarà presente anche un'unità di attuazione che attiva funzioni aggiuntive per pulire gli angoli difficili da raggiungere.

Dopo che i ricercatori del Fraunhofer IPA hanno già sviluppato, nel progetto «MobDi – Mobile Disinfection», funzioni per la disinfezione robotizzata di oggetti frequentemente toccati in ambienti da ufficio come maniglie delle porte e interruttori della luce, RoReBo si rivolge ora agli ospedali, in particolare a corridoi, stanze dei pazienti e ambulatori. Per questo, il robot di pulizia «DeKonBot 2», sviluppato anche in MobDi, sarà ampliato con nuove funzioni nel progetto. Ad esempio, riceverà nuovi strumenti di pulizia adattivi, progettati per rispondere alle esigenze specifiche degli ospedali e alle superfici da pulire. «Inoltre, l'apertura delle porte rappresenta una funzione importante e nuova. In questo modo, il robot può estendere il suo impiego autonomo e raggiungere ambienti come le stanze dei pazienti, finora inaccessibili», spiega Simon Baumgarten, responsabile del progetto presso il Fraunhofer IPA. «Stiamo pianificando di rendere il braccio robotico per l'apertura delle porte così semplice da usare che possa essere facilmente impiegato anche da altri robot. Questo potrebbe ampliare notevolmente le possibilità di impiego dei robot di servizio in ambienti pubblici», aggiunge Baumgarten.

Dal punto di vista software, il partner di progetto InMach sviluppa ulteriormente le procedure per la navigazione autonoma, affinché il robot possa seguire percorsi di navigazione complessi e pulire in modo affidabile anche i bordi e gli angoli. Gli esperti del Fraunhofer IPA migliorano le tecnologie di elaborazione delle immagini per riconoscere nuove superfici da pulire nei corridoi e nelle stanze, nonché le porte e le loro caratteristiche, ad esempio la direzione in cui si aprono. I ricercatori adattano anche le loro metodologie affinché il robot possa pulire gli oggetti sulla base dei dati visivi elaborati. La gestione dell'apertura delle porte rappresenta una sfida, poiché i movimenti della piattaforma mobile devono essere sincronizzati con quelli del braccio robotico.

Rispondere alle esigenze pratiche

Le innovazioni pianificate si basano su analisi di bisogni e requisiti provenienti dalla pratica ospedaliera. In visite di osservazione in cliniche e strutture di cura, i partner del progetto analizzano i processi di pulizia manuale attuali e le condizioni quadro per un'esecuzione ottimale. Workshop con esperti pratici servono a identificare le esigenze e i requisiti delle funzioni robotiche da sviluppare e a validare i concetti di implementazione. È inoltre possibile fare riferimento ai risultati di precedenti test pratici con robot di pulizia mobili.

Dopo un'implementazione di successo, le tecnologie e i robot sviluppati saranno testati prima in laboratorio e poi in cliniche e case di cura, e ottimizzati sulla base delle esperienze. Per il trasferimento pratico, bwcon sviluppa modelli di business adatti alle strutture sanitarie.