Fraunhofer IPA presenteert desinfectierrobot »DeKonBot«

De mobiele schoonmaak- en desinfectierrobot DeKonBot rijdt zelfstandig naar kritieke objecten zoals deurklinken en desinfecteert deze. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Met behulp van zijn flexibele reinigingsgereedschap kan DeKonBot een dweildesinfectie uitvoeren van verschillende objecten, bijvoorbeeld ook liftknoppen. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Via een intuïtief te bedienen grafische gebruikersinterface wordt de inzetomgeving aangeleerd. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Methoden van machinaal leren maken het mogelijk om de te reinigen objecten in de ruimte te detecteren, hier geïllustreerd met deurklinken in een gang. (© Fraunhofer IPA)

Om de verspreiding van het coronavirus te beperken, heeft het onderzoeksinstituut in Stuttgart in korte tijd een prototype ontwikkeld van een mobiele reinigings- en desinfectierobot. Hij rijdt zelfstandig naar potentieel besmette objecten zoals deurklinken, desinfecteert ze grondig en doet dit op een milieuvriendelijke en tijdbesparende manier.

Het nieuwe prototype van de mobiele desinfectierobot »DeKonBot« is een automatiseringsoplossing die het reinigen en desinfecteren van potentieel besmette gebieden zoals deurklinken, lichtschakelaars of liftknoppen zelfstandig uitvoert. Vergeleken met handmatig reinigen vermindert het gebruik van de robot het infectierisico voor het schoonmaakpersoneel en zorgt het er tegelijkertijd voor dat de reiniging betrouwbaar en traceerbaar wordt uitgevoerd. Door de voortdurende inzet van de robot, ook ’s nachts, kan de reiniging vaker plaatsvinden dan bij handmatige werkzaamheden.

Gericht en veilig desinfecteren

In vergelijking met beschikbare robotoplossingen op de markt onderscheidt DeKonBot zich op meerdere manieren. Ten eerste reinigt hij gerichte oppervlakken direct en specifiek, en verspreidt hij de te gebruiken middelen niet zoals andere robots grootschalig door de ruimte. Dit bespaart niet alleen desinfectiemiddel en tijd, doordat het te reinigen oppervlak tot het essentiële wordt beperkt, maar voorkomt ook gevaren zoals uitglijden op natte oppervlakken of het inademen van potentieel schadelijke stoffen. Daarnaast kan DeKonBot veilig onder mensen worden ingezet. Desinfectierobots die bijvoorbeeld UV-stralen gebruiken om virussen te doden, vereisen uit veiligheidsredenen een mensenloze omgeving.

Om DeKonBot succesvol te laten werken, wordt hij aanvankelijk met behulp van een tablet, die ook zonder robotics-ervaring te bedienen is, ingeleerd in zijn nieuwe inzetomgeving. In de eerste stap rijdt het bedienend personeel de robot eenmaal door de omgeving, waarbij deze zelfstandig een kaart van zijn inzetgebied maakt. Bovendien »laat« de gebruiker de robot de te reinigen objecten zien en de te volgen reinigingsbeweging: daartoe brengt de gebruiker de robotarm met het desinfectiemiddel bijvoorbeeld naar de deurklink en beweegt het gereedschap zoals nodig voor de reiniging. De robot slaat de route op en kan deze daarna zelfstandig herhalen.

Het herkennen van de te reinigen objecten gebeurt momenteel nog met behulp van zogenaamde »tags«, dat wil zeggen kleine zwart-witte bordjes. Relatief tot deze positioneert de robot zich. In de toekomst zullen geen tags meer nodig zijn. In plaats daarvan worden nieuwe methoden gebruikt die ontwikkeld zijn aan het Fraunhofer IPA, die enerzijds automatische herkenning van deze objecten in cameragegevens mogelijk maken. Anderzijds is in het project een nieuwe 3D-sensor ontwikkeld die de te reinigen objecten en hun ligging in de ruimte beter herkent dan beschikbare sensoren – bijvoorbeeld ook wanneer het gaat om een metalen, spiegelende oppervlakte. Op basis van deze herkenningsfuncties kan de robot in de uiteindelijke fase de reinigingsbewegingen automatisch plannen en uitvoeren.

Samen snelle ontwikkeling

Het prototype is het resultaat van een gezamenlijke ontwikkeling van het IPA van de afdelingen Robot- en assistentiesystemen, Laboratoriumautomatisering en Bioproductietechniek, evenals Reinigings- en Microproductie. DeKonBot ontving subsidies uit het interne programma van de Fraunhofer-Gesellschaft »Anti-Corona«, waarmee deze uitgebreide onderzoeks- en innovatieactiviteiten ter bestrijding van de pandemie worden gerealiseerd.

De ontwikkeling van de service-robot verliep snel. Al in april van dit jaar vond een eerste haalbaarheidsstudie plaats, waarvoor nog een eenvoudig spuitgereedschap voor desinfectie werd gebruikt. »Slechts vier maanden later konden we de robot met zijn nieuwe gereedschap voor dweil-desinfectie in gebruik nemen – en dat ondanks de beperkingen die de coronapandemie ook voor ons Fraunhofer-personeel met zich meebracht«, verklaart Dr. Birgit Graf, groepsleider voor huishoudelijke en assistentierobotica en verantwoordelijk voor de ontwikkeling van DeKonBot.

De ontwikkeling van het prototype profiteerde van uitgebreide voorbereidende werkzaamheden van het instituut op het gebied van mobiele service- en reinigingsrobotica. Zo wordt bijvoorbeeld het mobiele platform van de assistentierobot Care-O-bot® 4 gebruikt, dat al door een spin-off van het instituut als serieproduct wordt verkocht. Bestaande softwaremodules voor navigatie, 3D-objectherkenning en manipulatie konden op toepassingsspecifieke wijze worden verder ontwikkeld. Momenteel worden eerste langdurige tests van de robot uitgevoerd in de kantoorruimtes van het Fraunhofer IPA. Daarna zullen medewerkers van een schoonmaakbedrijf de robot testen in een extern gebouw. Tot het einde van het project in februari 2021 wordt de robot verder geoptimaliseerd op basis van deze tests. Metingen van de microbenbelasting in de gedesinfecteerde gebieden dienen om de meerwaarde van de robot te verifiëren.

Bovendien maakt het onderzoeksproject »Mobiele Desinfectie« (MobDi), dat in oktober dit jaar van start ging en eveneens wordt gefinancierd door de Fraunhofer-Gesellschaft, gebruik van de technologieën van DeKonBot en ontwikkelt deze verder. In het bijzonder zullen binnen de eenjarige projectduur nieuwe desinfectiemethoden en -gereedschappen worden ontwikkeld, evenals complexere herkennings- en planningsmethoden, om nog doelgerichter te kunnen reinigen en desinfecteren.

Serienproductie in zicht

DeKonBot heeft zijn volledige functionaliteit nog niet bereikt, maar de onderzoekers van het Fraunhofer IPA hebben al een concept uitgewerkt voor een latere serieproductie. »Samen met geïnteresseerde bedrijven willen we de service-robot in de praktijk brengen en daarmee een bijdrage leveren aan het herstel van het openbare leven, ook in coronatijden«, formuleert Graf de volgende doelen. Meerdere schoonmaakbedrijven die actief betrokken waren bij de ontwikkeling van de robot, hebben al hun interesse getoond in het inzetten van DeKonBot.