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德国弗劳恩霍夫研究所的消毒机器人干净利落地对付COVID-19

原创 2021-12-27 14:34 DDing 来源:AGV网
德国弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所( ​Fraunhofer IPA)

使用紫外线或喷雾附件工作的消毒机器人有一个缺点:机器人智能在无人的环境中使用。因此,几个德国弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer-Gesellschaft)的下属机构开发了一个不同的解决方案。

在办公楼的实际测试中,清洁人员能够使用平板电脑对机器人进行教学。照片:Rainer Bez / Fraunhofer IPA

即使许多办公室目前人员稀少,清洁工仍然有他们的工作要做。他们确保门把手和电灯开关等接触面得到清洁,有时一天要清洁数次。这可以防止病毒通过员工的手传播。一年多前,Fraunhofer-Gesellschaft的研究人员认为,一定有另一种方法。

凭借其灵活的清洁工具,DeKonBot 2 可以对不同的表面进行消毒。照片来源:Rainer Bez / Fraunhofer IPA

迅速实施的研究

研究资金如何快速产生具体成果,现在由联合项目 "MobDi - 移动消毒 "证明,该项目于2020年10月启动,是德国弗劳恩霍夫协会对抗日冕行动方案的一部分,几天前已经完成。在德国弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所(IPA)的领导下,共有12家机构为基于机器人的建筑物移动清洁和消毒开发了新的解决方案。

他们的移动清洁机器人DeKonBot 2擦拭表面。出于安全考虑,以前可用的自动化解决方案,如基于紫外线的消毒机器人或用于喷雾消毒的机器人,只能在房间里没有人的时候进行消毒。因此,经常需要对表面进行擦拭消毒--例如在医院房间或技术设备和基础设施上,如电灯开关或电梯按钮--仍然是由清洁人员进行的。

具有实际意义的进一步发展


在正常操作期间,平板电脑连接到机器人。然后机器人应该独立地从一个物体移动到下一个物体。照片来源:Rainer Bez / Fraunhofer IPA

DeKonBot 2是同名消毒机器人的进一步升级,IPA在2020年首次展示了这一机器人。现在,机器人专家们根据以往的经验,在结构、成本和功能方面对硬件组件进行了改进。IPA的科学家、负责建造机器人的西蒙-鲍姆加登解释说:"另一个挑战是灵活地设计清洁工具,以节省空间的方式,同时使其能够有效地对各种各样的物体进行消毒。”

现在使用德国MetraLabs公司的Scitos X3作为移动基地,而不是以前使用的全向平台。由于其差动驱动,这更具有成本效益,并为所有必要的上层建筑提供了更多的空间。来自Universal Robots(丹麦优傲机器人)的协作式六轴关节臂机器人现在坐在移动部件上,用它可以接触到所有相关的接触面。DeKonBot 2现在使用一个刷子系统,而不是之前选择的微纤维海绵。这可以防止病菌被带离。这是因为刷子是用消毒剂完全消毒的。

软件帮助定位


机器人可以配备不同的消毒工具。这是来自 Fraunhofer IOSB 的 UVC 消毒工具。照片来源:Rainer Bez / Fraunhofer IPA

软件帮助机器人识别要消毒的物体。为此,这些算法通过机器学习方法进行了训练,以便它们在不同的环境条件下(例如不同的照明条件)可靠地运行。毕竟,他们必须在房间里找到不同形状的门把手、门把手、灯开关和电梯按钮。通过机器学习过程,机器人现在可以根据二维摄像机图像识别物体,并将它们分类为不同的物体类型。机器会相应地调整其清洁运动。一个新开发的传感器系统也被用来确定要清洁的物体的确切位置和轮廓。这使用了一个线型激光扫描仪,也能可靠地检测到反射表面。

为了测试其是否适合实际使用,来自IPA和德国弗劳恩霍夫国际管理和知识经济中心(IMW)的研究人员在属于能源供应商EnBW的办公大楼的一个楼层进行了一周的测试。鲍姆加登总结说:我们对技术可靠性和取得的性能数据非常满意"。机器人在操作环境中的自主导航工作无懈可击。鲍姆加登说,门把手和电灯开关也被成功识别和消毒。只有在门把手方面,偶尔会有一些困难。该机器人在民众中得到了高度认可。

这就是盈利能力分析的内容

到目前为止,该机器人已经能够在类似于测试中的条件下每小时清洁30个物体。弗劳恩霍夫IMW的计算表明,每小时45个物体的性能会带来经济的使用。在经济情况下,机器人随后工作了24小时,包括充电时间。这种计算方法的折旧期为8年。在未来一年里,IPA希望与MetraLabs公司一起将机器人推向产品成熟期。然后,它可以在2023年初交付。

机器人配备了来自弗劳恩霍夫表面工程和薄膜研究所 (IST) 的等离子体消毒工具。照片来源:Rainer Bez / Fraunhofer IPA

来自德国科学家们并不孤单,他们研发的擦拭消毒机器人。就在几天前,Alphabet开发团队还提出了一个解决方案,现在要在谷歌的一些办公室中使用。

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