Reinigingsrobot zuigt, dweilt en ledigt papierbakken

De schoonmaakrobot met natreinigingsmodule
bij de praktijktest in een ziekenhuis. (Bron: Dussmann Group/Fotograaf: Kay Herschelmann)

De schoonmaakrobot met het stofzuigmodule tijdens de proef in de kantoorruimtes van de hoofdvestiging van Dussmann in Berlijn. (Bron: Fraunhofer IPA)

De robotarm kan papierkruisen zelfstandig herkennen, grijpen en de inhoud in een verzamelcontainer legen. (Bron: Fraunhofer IPA /Foto: Rainer Bez)

De door Fraunhofer IPA ontwikkelde software herkent automatisch vuildeeltjes en onderscheidt deze van kantoorartikelen die mogelijk ook op de vloer liggen. (Bron: Fraunhofer IPA)

In het onderzoeksproject »BakeR« is een prototype ontstaan van een mobiele schoonmaakrobot die dankzij zijn modulaire bouw verschillende taken kan uitvoeren. Het project presenteert de robot en zijn vaardigheden op de vakbeurs voor reiniging en hygiëne CMS in Berlijn van 24 tot 27 september 2019 in hal 1.2 op stand 201 van de projectpartner Kenter.

Het doel van het project »BakeR« (bouwstenen-systeem voor kostenefficiënte, modulaire schoonmaakrobots) was het ontwikkelen van een service-robot die eenvoudig aan verschillende schoonmaaktaken kan worden aangepast. Hiermee kan hij het schoonmaakpersoneel ontlasten en ondersteunen bij hun werkzaamheden – bij voorkeur de hele nacht door. Deze ondersteuning is cruciaal gezien de uitdagingen in de branche, zoals de toenemende kosten, personeelstekort en personeelsverloop. Bovendien is een schoonmaakrobot bijzonder geschikt voor gevoelige gebieden, waar anders alleen betrouwbaar personeel zou kunnen reinigen.

In het project zijn een autonoom navigerende mobiele robotplatform, modules voor natte reiniging en stofzuigen, evenals een flexibel inzetbare robotarm ontwikkeld. Afhankelijk van de locatie en de schoonmaaktaken kan de robot zelf het passende module selecteren en opnemen.

Gedetailleerde reinigingsplanning en -documentatie

De robot plant zijn werkzaamheden op basis van beschikbare objectinformatie, zoals het ruimteboek dat basisinformatie bevat over de afzonderlijke kamers, en het territorieplan dat de te leveren diensten definieert. Met deze informatie kan de robot het te reinigen oppervlak automatisch segmenteren in afzonderlijke kamers. Vervolgens berekent hij een optimale reinigingsvolgorde en genereert systematische rijpatronen voor inspectie of oppervlaktereiniging in de kamers. Hierbij wordt ook rekening gehouden met waar gezogen en nat gewist moet worden. Nadat de reiniging is voltooid, ontvangt de gebruiker een digitaal reinigingsprotocol dat alle uitgevoerde activiteiten documenteert en zo voor transparantie zorgt.

Variabele reinigingsfunctionaliteiten

Bij de ontwikkelde reinigingsmodules was het belangrijk dat de robot deze automatisch kan wisselen en dat in de toekomst meer modules kunnen worden toegevoegd. »Potentiële gebruikers moeten de robot optimaal kunnen benutten. Want dat is essentieel voor een economische inzet«, legt Dr. Birgit Graf uit, hoofd van het BakeR-project en groepsleider bij het Fraunhofer IPA.

De ontwikkelde module voor natte dweilreiniging maakt gebruik van een aangepaste natschrobautomaat, die samen met de watertanks compact is ingebouwd. Deze variant van de robot werd eind 2018 getest in een ziekenhuis door de projectpartners. Tijdens de tests doorliepen meerdere medewerkers van de projectpartner en FM-dienstverlener Dussmann Service een volledige inzetprocedure met de robot en beoordeelden ze de bediening en prestaties. De eerste feedback uit de enquêtes was tevredenstellend: de wateraan- en afvoer is ergonomisch ontworpen, het reinigen van het apparaat is eenvoudig. Verbeterpunten die bij de herziening van de module werden meegenomen, betroffen onder andere het geluidsniveau van de robot. Daarnaast optimaliseerden de projectpartners de druk van de reinigingsmodule en de daarmee samenhangende reinigingskwaliteit, evenals de rijstrategie van de robot. Om de reinigingsresultaten te controleren, ontwikkelden ze bovendien een softwarecomponent die schilfervorming kan herkennen.

De module voor droge reiniging is gebaseerd op een standaard accu-stofzuiger, die voor integratie in de robot is aangepast. Met behulp van een speciale actuator kan de borstelkop van de stofzuiger voor, achter en zijwaarts worden bewogen. Zo zijn ook moeilijk bereikbare gebieden zoals vloeren onder tafels goed bereikbaar. In tegenstelling tot de natte reiniging vindt hier geen volledige reiniging van het te reinigen oppervlak plaats. In plaats daarvan is de robot, in overeenstemming met de steeds vaker gevraagde »resultaatgerichte reiniging«, in staat om met software vuil automatisch te herkennen, gericht naartoe te rijden en het te verwijderen. Daarbij kan de software onderscheid maken tussen vuil en typische kantoorobjecten zoals pennen of scharen. Laatstgenoemde brengt de robot niet mee. De met het zuigmodule uitgeruste schoonmaakrobot werd midden 2019 getest in het hoofdkantoor van Dussmann Service in Berlijn. Ook hier toonden de medewerkers grote interesse en beoordeelden ze het onderliggende concept als zinvol en nuttig.

Deuren en papierbakken onder controle

Naast de vloerreiniging omvat de kantoorreiniging andere handelingstaken die voor een menselijke schoonmaker geen probleem vormen, maar voor een robot wel een uitdaging. Mensen openen vanzelfsprekend een kantoor deur, schuiven een stoel opzij om met de stofzuiger onder de tafel te komen, of nemen een papierbak in de hand om deze te legen. »Deze vaardigheden wilden we overbrengen op de robot en zo zijn inzetmogelijkheden verder vergroten«, voegt Graf toe.

Het derde in het project ontwikkelde module is daarom een robotarm met een speciale grijper. Objectherkenningssoftware toont de robot waar de te grijpen objecten zich bevinden. Een software voor mobiele manipulatie plant de beweging en de grip van de robotarm, zodat de gewenste handeling kan worden uitgevoerd.

De op de CMS-beurs gepresenteerde schoonmaakrobot is het resultaat van een drieënhalf jaar durende samenwerking tussen onderzoeks-, toepassings- en technologieleveranciers. De bedrijven Kentner, Metralabs en Amtec bouwden de robot op. Het Fraunhofer IPA ontwikkelde de onderliggende softwarecomponenten voor segmentatie en oppervlakkenbedekking van de inzetomgeving, voor object-, vuil- en schilferherkenning en voor mobiele manipulatie. Dussmann Service, als ervaren schoonmaakdienstverlener, definieerde de eisen vanuit de praktijk en evalueerde de reinigingsmodules. De beurspresentatie vormt de afsluiting van het project, dat op 30 september eindigt.