Kluczowe technologie dla robotów sprzątających w sektorze opieki zdrowotnej

Prace Fraunhofer IPA dotyczące czyszczenia i dezynfekcji powierzchni opierają się na robocie »DeKonBot 2« i rozwijają jego możliwości. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Istniejące roboty do czyszczenia podłóg mogą już być wykorzystywane do automatycznego sprzątania dużych powierzchni. © Klinikverbund Südwest

Czyszczenie i dezynfekcja odgrywają ważną rolę w klinikach. Źródło: Klinikverbund Südwest. © Fraunhofer IPA

Regularne czyszczenie i dezynfekcja w placówkach służby zdrowia jest wymagające i czasochłonne. Aby odciążyć personel sprzątający, w ramach projektu badawczego „RoReBo” powstaje kompaktowy robot do czyszczenia podłóg, na przykład dla szpitali lub domów opieki, oraz technologie do czyszczenia powierzchni i robotycznego otwierania drzwi.

Higiena w placówkach służby zdrowia jest bardzo ważna nie tylko od czasów pandemii, aby zapobiec infekcjom. Dla tego środowiska zdefiniowano nową normę higieniczną DIN 130643 „Sprzątanie szpitali”, określającą wykonywane czynności. Norma zapewnia jakość, ale także zwiększa wysiłek personelu sprzątającego. Coraz więcej zadań w krótszym czasie zwiększa ryzyko pogorszenia się „zgodności z higieną”. Brak wykwalifikowanych pracowników i starzenie się społeczeństwa pogłębiają ten problem. Obecnie na rynku nie ma odpowiednich robotów sprzątających, które technologicznie i ekonomicznie sprostałyby szczególnym wyzwaniom w służbie zdrowia.

Te wyzwania adresuje projekt badawczy „Robotyczne sprzątanie i dezynfekcja podłóg i powierzchni w placówkach służby zdrowia” (RoReBO). Partnerami projektu są Adlatus Robotics, InMach Intelligente Maschinen, bwcon research oraz Fraunhofer IPA. Jako partnerzy użytkowniczy zaangażowana jest m.in. Klinika Południowo-Zachodnia. Wspólnie partnerzy opracowują nowe kluczowe technologie i modele biznesowe do zastosowania robotów sprzątających, na przykład w szpitalach i placówkach opiekuńczych. Roboty mają wspierać i odciążać personel sprzątający. Ścisła współpraca z klinikami i domami opieki zapewnia dostosowany do potrzeb rozwój i umożliwia weryfikację wyników projektu w warunkach rzeczywistych. Projekt finansowany jest przez Ministerstwo Gospodarki, Pracy i Turystyki Badenii-Wirtembergii w ramach programu wsparcia Invest BW Innovation.

Duży potencjał

W ostatnich latach rynek robotów sprzątających komercyjnych znacznie się rozwinął. Według Międzynarodowej Federacji Robotyki w 2020 roku sprzedano o 92 procent więcej jednostek w porównaniu z rokiem poprzednim. Urządzenia specjalnie do sprzątania podłóg komercyjnych sprzedano w ilości 20 600 sztuk, co stanowi dwukrotność poprzedniego wyniku.

Wielu producentów robotów dostrzegło ten potencjał, w tym również firma z Badenii-Wirtembergii Adlatus Robotics, której robot do sprzątania podłóg już czyści hale w logistyce, przemyśle, klinikach czy na lotniskach i jest łatwy w obsłudze bez konieczności specjalistycznej wiedzy. To dobre warunki do szerszego zastosowania autonomicznych robotów sprzątających w szpitalach i domach opieki. Dzięki nowym umiejętnościom, które będą rozwijane w ramach RoReBO, firma chce jeszcze lepiej odpowiadać na potrzeby placówek.

Automatyczne sprzątanie na oddziałach i w salach pacjentów

„Na oddziałach i w salach pacjentów zwykle jest niewiele miejsca, a w nich często znajdują się różne urządzenia medyczne lub przedmioty osobiste. Mimo to placówki oczekują, że również tutaj dokładnie wyczyści się krawędzie i zakamarki”, wyjaśnia Matthias Strobel, dyrektor zarządzający Adlatus Robotics, warunki do zastosowania robotów. Zadanie to najlepiej powierzyć małemu, kompaktowemu robotowi, który zwinie się w trudnych do dostępnych miejscach i sprawnie porusza się w środowisku. Dlatego Adlatus w ramach RoReBO opracowuje nową platformę do czyszczenia podłóg, szczególnie odpowiednią do pracy w tych wąskich przestrzeniach. Oprócz konwencjonalnych modułów czyszczących podłogi, pod platformą powstanie także układ aktorów, który wywoła dodatkowe funkcje, umożliwiające czyszczenie trudno dostępnych narożników.

Po tym, jak naukowcy z Fraunhofer IPA opracowali w ramach projektu „MobDi – Mobile Disinfection” funkcje robotycznej dezynfekcji często dotykanych przedmiotów w biurach, takich jak klamki czy włączniki światła, RoReBo skupia się teraz na szpitalach, szczególnie na korytarzach, salach pacjentów i gabinetach. W tym celu robot sprzątający „DeKonBot 2”, który powstał w ramach MobDi, zostanie rozbudowany o nowe funkcje. Na przykład otrzyma nowe adaptacyjne narzędzia czyszczące, dostosowane do szczególnych wymagań szpitala i powierzchni do czyszczenia. „Zwłaszcza otwieranie drzwi to ważna nowa funkcja. Dzięki temu robot może rozszerzyć swoją autonomiczną pracę i dotrzeć do pomieszczeń, które wcześniej były dla niego niedostępne, np. do sal pacjentów”, wyjaśnia Simon Baumgarten, odpowiedzialny za projekt w Fraunhofer IPA. „Planujemy, aby robotyczny ramie do otwierania drzwi było tak proste w użyciu, że będzie można je łatwo wykorzystać w innych robotach. To znacznie rozszerzy możliwości zastosowania robotów serwisowych w przestrzeni publicznej”, dodaje Baumgarten.

Pod względem oprogramowania partner projektu InMach rozwija metody autonomicznej nawigacji, aby robot mógł pokonywać skomplikowane wzorce nawigacyjne i skutecznie czyścić również krawędzie i narożniki. Eksperci Fraunhofer IPA rozbudowują technologie przetwarzania obrazów, aby rozpoznawać nowe powierzchnie do czyszczenia w korytarzach i pokojach, a także drzwi i ich właściwości, np. kierunek otwierania. Naukowcy dostosowują także metody, aby robot mógł na podstawie przetworzonych danych obrazowych czyścić obiekty. Szczególnie wyzwaniem jest sterowanie otwieraniem drzwi, ponieważ musi ono synchronizować ruchy mobilnej platformy z ruchami ramienia robota.

Adresowanie potrzeb praktycznych

Planowane rozwiązania opierają się na analizach potrzeb i wymagań z praktyki szpitalnej. W ramach wizyt studyjnych w klinikach i placówkach opiekuńczych partnerzy projektu obserwują obecne procesy ręcznego sprzątania i warunki do ich optymalizacji. Warsztaty z ekspertami z praktyki służą identyfikacji potrzeb i wymagań wobec funkcji robotów oraz weryfikacji koncepcji ich realizacji. Można również korzystać z wyników wcześniejszych testów praktycznych z mobilnymi robotami sprzątającymi.

Po pomyślnym wdrożeniu technologie i roboty będą najpierw testowane w laboratorium, a następnie w klinikach i domach opieki, i na podstawie doświadczeń będą optymalizowane. Dla transferu do praktyki bwcon opracuje odpowiednie modele biznesowe dla placówek służby zdrowia.