Fraunhofer IPA prezentuje robota do dezynfekcji »DeKonBot«

Mobilny robot do czyszczenia i dezynfekcji DeKonBot samodzielnie dociera do krytycznych obiektów, takich jak klamki, i je dezynfekuje. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Za pomocą swojego elastycznego narzędzia do czyszczenia DeKonBot może przeprowadzić dezynfekcję mopem różnych obiektów, np. także przycisków windy. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Na intuicyjnie obsługiwanym graficznym interfejsie użytkownika jest szkolone środowisko zastosowania. (© Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Metody uczenia maszynowego umożliwiają wykrywanie obiektów do czyszczenia w przestrzeni, na przykładzie klamek w korytarzu. (© Fraunhofer IPA)

W celu ograniczenia rozprzestrzeniania się wirusa Corona, niemiecki instytut badawczy w krótkim czasie opracował prototyp mobilnego robota do czyszczenia i dezynfekcji. Samodzielnie podjeżdża do potencjalnie skażonych obiektów, takich jak klamki, dokładnie je dezynfekuje, przy tym oszczędzając zasoby i czas.

Nowy prototyp mobilnego robota do dezynfekcji »DeKonBot« jest rozwiązaniem automatyzacyjnym, które samodzielnie wykonuje czyszczenie i dezynfekcję potencjalnie skażonych obszarów, takich jak klamki, włączniki światła czy przyciski wind. W porównaniu z ręcznym czyszczeniem, zastosowanie robota zmniejsza ryzyko zakażenia personelu sprzątającego i jednocześnie zapewnia, że sprzątanie jest wykonywane niezawodnie i w sposób powtarzalny. Dzięki ciągłemu użyciu robota, również w nocy, sprzątanie może odbywać się częściej niż w przypadku operacji manualnych.

Celowe i bezpieczne dezynfekowanie

W porównaniu do dostępnych na rynku rozwiązań robotycznych, DeKonBot wyróżnia się na kilka sposobów. Po pierwsze, czyści on celowo i bezpośrednio istotne powierzchnie, nie rozprzestrzenia środków dezynfekcyjnych na dużą skalę w pomieszczeniu, jak to robią różne inne roboty. Oszczędza to nie tylko środki dezynfekujące i czas, ponieważ obszar do czyszczenia jest ograniczony do tego, co konieczne, ale także zapobiega zagrożeniom, takim jak poślizg na mokrych powierzchniach czy wdychanie potencjalnie szkodliwych substancji. Po drugie, DeKonBot może być bezpiecznie używany w obecności ludzi. Roboty dezynfekujące, które na przykład wykorzystują promieniowanie UV do unieszkodliwiania wirusów, wymagają ze względów bezpieczeństwa środowiska wolnego od ludzi.

Aby DeKonBot mógł skutecznie działać, na początku jest szkolony w nowym środowisku pracy za pomocą tabletu, który jest prosty w obsłudze nawet bez specjalistycznej wiedzy z zakresu robotyki. W pierwszym kroku personel obsługujący przeprowadza robota przez otoczenie, podczas czego robot samodzielnie tworzy mapę swojego środowiska pracy. Dodatkowo, użytkownik «pokazuje» robotowi obiekty do czyszczenia oraz ruchy czyszczące: w tym celu operator prowadzi ramię robota z narzędziem dezynfekcyjnym do np. klamki i porusza narzędziem, tak jak jest to konieczne do czyszczenia. Robot zapisuje ścieżkę i może ją następnie powtarzać samodzielnie.

Obecnie rozpoznawanie obiektów do czyszczenia odbywa się jeszcze za pomocą tzw. „tagów”, czyli małych, czarno-białych tabliczek. Robot ustawia się względem nich. W przyszłości nie będą już potrzebne żadne tagi. Zamiast tego zostaną wykorzystane nowe metody opracowane w Fraunhofer IPA, które umożliwiają automatyczne rozpoznawanie tych obiektów na danych z kamer. Ponadto, w ramach projektu opracowano nowy sensor 3D, który lepiej niż dostępne czujniki rozpoznaje obiekty do czyszczenia i ich położenie w przestrzeni – na przykład również, gdy są to powierzchnie metalowe, lustrzane. Na podstawie tych funkcji rozpoznawania, robot w końcowej fazie rozwoju będzie mógł automatycznie planować i wykonywać ruchy czyszczące.

Szybki rozwój wspólnotowy

Prototyp jest wynikiem wspólnego rozwoju działów robotów i systemów asystenckich, automatyzacji laboratoriów oraz technologii produkcji bioproduktów i mikroprodukcyjnych w instytucie IPA. DeKonBot otrzymał dofinansowanie z wewnętrznego programu Fraunhofer-Gesellschaft »Anti-Corona«, który realizuje szeroko zakrojone działania badawczo-innowacyjne w celu zwalczania pandemii.

Rozwój robota serwisowego przebiegał szybko. Już w kwietniu tego roku przeprowadzono pierwsze badanie wykonalności, podczas którego użyto prostego narzędzia do dezynfekcji sprayem. »Zaledwie cztery miesiące później uruchomiliśmy robota z nowym narzędziem do dezynfekcji mopem – i to mimo ograniczeń, które pandemia koronawirusa nałożyła na nas, pracowników Fraunhofer«, wyjaśnia dr Birgit Graf, kierowniczka grupy ds. robotów gospodarstwa domowego i asystenckich oraz odpowiedzialna za rozwój DeKonBot.

Rozwój prototypu korzystał z szerokich wcześniejszych prac instytutu w zakresie mobilnych robotów serwisowych i czyszczących. Na przykład, wykorzystano mobilną platformę robota asystenckiego Care-O-bot® 4, która jest już dostępna jako produkt seryjny wyprodukowany przez spin-off instytutu. Istniejące moduły oprogramowania do nawigacji, rozpoznawania obiektów 3D i manipulacji zostały dostosowane do specyficznych zastosowań. Obecnie przeprowadzane są pierwsze długoterminowe testy robota w biurach Fraunhofer IPA. W przyszłości pracownicy firmy sprzątającej będą testować robota w zewnętrznym budynku. Do końca projektu w lutym 2021 roku robot będzie dalej optymalizowany na podstawie tych testów. Pomiar poziomu mikroorganizmów w dezynfekowanych obszarach służy potwierdzeniu wartości dodanej robota.

Ponadto, w ramach projektu badawczego »Mobilna dezynfekcja« (MobDi), finansowanego również przez Fraunhofer-Gesellschaft i rozpoczynającego się w październiku tego roku, będą wykorzystywane i rozwijane technologie DeKonBot. W szczególności w trakcie rocznego okresu projektu zostaną opracowane nowe metody i narzędzia dezynfekcji oraz bardziej zaawansowane metody rozpoznawania i planowania, aby jeszcze skuteczniej czyścić i dezynfekować.

Perspektywa seryjnej produkcji

DeKonBot jeszcze nie osiągnął pełnej funkcjonalności, ale już teraz naukowcy z Fraunhofer IPA opracowali koncepcję przyszłego produktu seryjnego. »Wspólnie z zainteresowanymi firmami chcemy wprowadzić robota serwisowego do praktyki i tym samym przyczynić się do ponownego uruchomienia życia publicznego, także w czasach pandemii«, wyznacza cele Graf. Kilka firm sprzątających, które aktywnie uczestniczyły w rozwoju robota, już wyraziło zainteresowanie jego zastosowaniem.