10天冲刺,打造抗击COVID-19的机器人

移动机器人有助于消毒高触摸表面


在三英尺多一点的地方。这款四轮机器人在新加坡市区的办公园区里滚动时,看起来可能不太像,但不要让它愚弄了你。威斯顿机器人公司(Weston robot)的这款小型机器人配备了商用消毒剂和双管喷枪,努力地对其所经过的任何高接触表面进行消毒。无论它是由工作人员远程控制,还是用能防止感染的紫外线自动巡航于无人的酒店房间,这个机器人都在努力地向人类不再应该去的地方前进。

威斯顿机器人设计了三种新的消毒和温度监测机器人原型。每个人都花了10天。

由Weston robot和AgileX设计的消毒机器人。图片来源:AgileX

几十年来,人类一直在梦想机器人可以通过接管高风险或繁琐的工作来使他们的生活变得更容易,但随着这些消毒机器人,梦想更为必要。

新型冠状病毒感染的新型冠状病毒感染症(COVID-19)在全球范围内迅速、严重地蔓延。2020年3月,世界卫生组织将这种疾病列为大流行,截至2020年6月,该病毒在全球感染了500多万人。该病毒通过呼吸道飞沫传播,或通过接触我们的鼻子和嘴巴直接进入身体,或通过距离小于6英尺(1.8米)的空气中的残留颗粒被吸入。

随着科学家们竞相了解和研制这种病毒的疫苗,预防工作集中在早期发现、追踪接触者,以及在极端限制人类接触的同时,对表面和手进行勤勉消毒。

对于董事总经理和首席科学家张艳良博士韦斯顿的机器人是一家以新加坡为主的机器人开发人员和供应商,使用机器人帮助满足消毒标准是一个明显的选择。威斯顿机器人设计了三种新的消毒和温度监测机器人原型。每个人都花了10天。

正确的地方(错误)时间

“在新冠病毒被宣布对人类具有传染性的第一天,我的团队就聚在一起说,‘我们设计了机器人,我们能做些什么来减缓病毒的传播?’”张说。“显然,当时我们还不能完全设计出新的机器人模型。相反,我们想利用我们已经拥有的东西:移动机器人。”

在新冠肺炎疫情爆发之前,Weston Robot已经拥有了小型移动机器人,包括为户外公园等不平坦地形设计的带轮子的紧凑监控机器人。该团队没有从头开始设计新的机器人来对抗病毒,而是给这些现有的机器人安装了消毒工具。

“我们问自己,‘我们能给这些机器人添加一些东西吗,比如,一个喷枪来喷洒化学消毒剂?’”张说。

“我们看到,对用于消毒和运送物资以遏制病毒传播的机器人的需求很大。”

威斯顿机器人公司董事总经理兼首席科学家张彦良博士

虽然Weston Robot设计了其他类型的机器人解决方案,包括自主车和外骨骼,但张表示,该团队迅速决定这金宝搏官方网站样的小型机器人是最好的解决方案。他们不仅更容易改装,而且还可以帮助减少医疗保健和其他工人的负担,提供易于控制的,安全的消毒选择,提供必要商品。

“当这件事发生时,我们看到对消毒和运送物资的机器人有很大的需求,以遏制病毒的传播,”张说。

由Weston Robot设计的机器人使用UV光线来消毒建筑内饰。图片来源:Weston Robot

不寻常的时期不寻金宝搏官方网站常的解决方案

但是,即使是预制的移动机器人身体,在几天内制造出新的原型机也是一项不小的成就。为了完成这项工作,团队依靠快速建模和仿真使用基于模型的设计与MATLAB®和仿真软金宝app件®.这种方法使团队能够在新设计中快速识别和纠正新出现的问题。

“我们不想从头开始。我们在市场上搜索了不同的组件,并集成并测试了组件。“

威斯顿机器人公司董事总经理兼首席科学家张彦良博士

他们改变原型化过程的另一种方式是通过将市场上的现成设备纳入预先存在的机器人。张表示,他们的消毒剂喷涂机器人的初始原型使用了用于洗车的喷枪。

“我们不想从零开始,”张说。“我们在市场上寻找不同的组件,并对这些组件进行整合和测试。”

除了建造这些机器人原型外,该团队还面临一些软件方面的挑战,即如何有效地与这些机器人沟通和控制,以确保它们在部署环境中的准确性和安全性。

第一个消毒机器人的原型。图片来源:Weston Robot

为了克服这些设计障碍,该团队决定使用4G远程控制机器人在更难以预测的环境中,比如在公园中漫步的户外机器人。这种方法使他们能够更好地控制消毒剂喷洒的位置,并确保机器人和任何行人的安全。

在室内环境中,而不是机器人喷洒潜在的危险消毒剂,该团队选择了UV灯和预编程的自主运动地图 - 类似于机器人真空如何穿过您的起居室的地图清洁。

经过严格的原型和试验和错误测试每个想法,该团队出现了三种原型:一个户外机器人,旨在在工业园区和购物中心等环境中喷涂化学消毒剂,这是一个装备紫外线柱的室内机器人设计non-invasively disinfect environments such as dorm rooms and hotels, and a hand sanitizer and tissue delivery robot equipped with an infrared camera to take people’s temperatures.

每个机器人重约100磅(45千克),没有比3.3英尺(1米)高。室外机器人能携带8加仑(30升)的消毒剂和覆盖近4英亩(14800平方米),和室内消毒机器人可以覆盖10到15房间相同数量的电荷。

在中国移动机器人制造公司Agile X的帮助下,这些机器人从原型到成品又花了一个月的时间。

“在最终的产品中,我们确实重新开发了一切,”张说。“敏捷X非常擅长制造硬件,所以他们可以迅速实现你的想法,并在那里进行产品组装测试。在封锁期间,我们很难从供应链上获得零部件,但考虑到我们的设计规格,他们非常擅长制造整个机器人。”

可以远程控制消毒机器人。机器人上的摄像机提供了操作员,视图提供了机器人的周围环境。图片来源:Weston Robot

为新常态做准备

这些机器人已经开始在意大利和中国推出,预计六月将在全球范围内送达。由于Weston Robot继续改进他们的设计,张表示,该团队已经开始学习关于公众想要与之互动的机器人的教训 - 他们没有什么样的。

温度监测机器人最初旨在提供手动消毒剂和组织,但张表示,当它只是一台相机时,人们发现了机器人太侵扰了。

“人们可能会觉得他们一直被监视,”张说。“所以,我的团队说,'让我们试着让这个机器人有点柔软。我们使机器人更友好和平易近地说。“

由于这些机器人继续通过大流行和之后的命运,以防止额外的感染波,因此该团队希望确保它们与尽可能直观使用和容易互动。为此,团队使工人能够在几课之后通过计算机平板电脑控制它们。

威斯顿机器人正在寻求认证,以确保电池和其他内部组件的安全性,并帮助这些机器人在世界上更多地方“合法”使用。但是,由于全球封锁,这些认证目前被搁置。

这个机器人监测温度以检测可能的感染。它还提供洗手液和纸巾。图片来源:Weston Robot

为了确保机器人能够尽可能直观地使用,并易于与之交互,该团队让工人们在经过几次简单的培训后,通过平板电脑控制它们。

“我们必须确保它能通过所有的认证,”张说。“但现在,连认证中心都被封锁了。”

在机器人的试验阶段期间,不需要这些认证,但是当国家开始重新打开时,将在Weston Robot列表的顶部。同时,这些机器人将开始工作,确保“新正常”尽可能安全。