協(xié)作式機器人正日益成為全球抗擊新冠肺炎疫情的一股強大力量。我們推出的抗疫系列文章,將重點介紹協(xié)作式機器人可以為全球應對新冠肺炎疫情作出貢獻的方式。本期作為抗疫系列文章中的第一篇,將首先向您介紹消毒、病毒檢測及迅速改造產(chǎn)線方面的應用案例。
01、使用協(xié)作式機器人進行消毒
面對全球的新冠疫情,感染區(qū)域的有效深度清潔和消毒技術需求巨大,而無需人工直接接觸的消毒方式對保護工作人員安全至關重要。
4月中旬,南洋理工大學(NTU)的研究人員為解決這一問題,推出了eXtremeDisinfectionroBOT(XDBOT),它由一個裝有靜電噴嘴的UR5協(xié)作式機器人組成,安裝在一個移動平臺上。
新加坡電視臺報道XDBOT
研究人員對這款協(xié)同機器人進行了編程,使其能夠模仿人類的手部動作,從而能夠進入到床下和桌子下那些難以觸及的區(qū)域——這是傳統(tǒng)消毒機器人不具備的能力,因為它們缺乏這樣的靈活性。得益于該系統(tǒng)的噴嘴及其8.5升大的消毒箱,XDBOT能夠在不犧牲深層清潔能力的前提下,在大范圍內快速噴灑消毒劑。
XDBOT的半自主性是其另一大特性。在該系統(tǒng)的幫助下,清潔人員可以通過平板電腦或筆記本電腦遠程控制機器人,從而避免接觸潛在的感染區(qū)域。
XDBOT充電一次可以持續(xù)運行4個小時,而且已經(jīng)在南大校園的公共區(qū)域成功通過測試,XDBOT的團隊也正準備在當?shù)氐墓⑨t(yī)院再次試驗這項技術。
同樣在今年4月,南加利福尼亞大學(USC)的一個團隊公布了他們設計的敏捷式自主移動機器人(ADAMMS-UV)原型。它與XDBOT類似,使用的是安裝在移動平臺上的UR5協(xié)作式機器人。但ADAMMS-UV并非通過噴灑消毒劑的方式進行消毒,而是在底座上安裝了一個額外的紫外線光源,使用紫外線消毒棒進行消毒,通過紫外線破壞病毒的DNA。
ADAMMS-UV配有我們UR+合作伙伴Robotiq公司的夾具,用于移動物品,從而可以清潔難以觸及的表面。與XDBOT一樣,ADAMMS-UV可以遠程操作,確保工作人員遵從保持社交距離的規(guī)定,避免可能引發(fā)的感染。安裝在協(xié)作式機器人上的攝像機可以為操作人員提供導航輔助。機器手臂上的飛行時間攝像機可以掃描周圍環(huán)境,并使用紅外線來確定深度。ADAMMS-UV利用捕捉到的這些視覺信息,建立一個待消毒區(qū)域的三維模型。
南加利福尼亞大學先進制造中心主任Satyandra Gupta說:“實際上,我們已經(jīng)開始開發(fā)移動協(xié)作式機器人應用,用于機床管理。”他表示,“UR5協(xié)作式機器人具有內置的安全機制,這也是我們選擇它的原因,也意味著我們可以在有人員參與的協(xié)作模式中使用它。優(yōu)傲協(xié)作式機器人對我們來說是明智的選擇。”
他解釋道,在新冠肺炎爆發(fā)時,大學被要求清潔自己的實驗室。Gupta說:“實驗室非常復雜,并非里面的所有東西都可以直接噴上漂白劑消毒。我們想到了紫外線消毒,認為這種方法也許有效,然而,市場上的解決方案都用于對房間進行大規(guī)模的消毒,無法進行細致的消毒,比如,打開抽屜,從中取出一個物件,放下來,然后再拿著消毒棒對它消毒?!?/P>
他還補充道,他的團隊目前正在研究另一種UR5協(xié)作式機器人,力求將ADAMMS的消毒速度提高一倍,比如,一只機械手臂打開抽屜的同時,另一只拿著消毒棒消毒。
該團隊已經(jīng)在實驗室對其樣機進行了成功測試。進一步的測試和驗證仍正在進行中,以確保該技術可以用于公共場所,包括醫(yī)院、酒店和辦公室。
02、使用協(xié)作式機器人進行新冠肺炎檢測
由于新冠肺炎疫情,醫(yī)學檢測的需求出現(xiàn)了前所未有的增長。為應對這一非同尋常的需求增長,優(yōu)傲機器人公司聯(lián)合創(chuàng)始人Esben ?stergaard將其創(chuàng)造力投入到設計和開發(fā)自動咽拭子采樣機器人當中,這款機器人由他與南丹麥大學(SDU)Maersk Mc-Kinney Moller Institute共同創(chuàng)立的Lifeline Robotics公司推出。
該機器人由南丹麥大學的機器人技術研究人員合作開發(fā),裝配了UR3協(xié)作式機器人手臂,以及一個定制的3D打印末端執(zhí)行器。檢測的過程本身非常簡單,首先掃描病患的身份證。機器人會立刻準備一個樣品盒,其中包括一個印有身份信息標簽的容器,然后機器人拿起棉簽。它會利用內置的視覺系統(tǒng),識別出正確位置,并采集病人的咽部拭子。采集拭子過程結束,機器人會把樣本放入一個瓶子當中,然后擰上蓋子。瓶子隨后會被送到實驗室進行分析。整個過程總共需要7分鐘,而采集拭子本身只需要25秒。該系統(tǒng)于5月底在丹麥正式發(fā)布。
Esben和SDU的研究團隊開發(fā)的自動咽拭子采樣機器人用于新冠肺炎檢測
同時,總部位于德克薩斯州休斯頓的便攜式檢測制造商DetectaChem發(fā)布了一種獨特的基于智能手機的新冠肺炎檢測方案。該公司提供了一種家中即可進行的低成本新冠肺炎檢測方法,只需15-30分鐘就能通過智能手機得到檢測結果。Detecta Chem公司的制造工廠中部署了三臺UR10協(xié)作式機器人,它們用于在檢測套件置于旋轉臺上時將其周圍的塑料片移除,這樣Detecta Chem公司能夠快速擴大其新冠肺炎檢測套件的全面生產(chǎn),目前正在等待食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)的批準。
UR10協(xié)作式機器人正在DetectaChem制造工廠中努力工作
03、將原產(chǎn)線迅速改造為醫(yī)用物資生產(chǎn)線
非常時期,產(chǎn)線的靈活性尤為可貴!UR協(xié)作式機器人的靈活性有助于支持自動化技術的快速開發(fā)和部署——這是在危機時刻真正發(fā)揮關鍵作用的一種特性。例如,今年3月,西班牙汽車制造商SEAT決定將其原來的一條汽車裝配線改造為呼吸機生產(chǎn)線。這家汽車巨頭在生產(chǎn)線的末端安裝了一個UR10e來對控制箱的鎖定機制進行質量檢查。
4月初,SEAT呼吸機裝配線已開始運轉,總共運行了三周,在此期間每天為重癥監(jiān)護病房供應300臺呼吸機。
在西班牙的其他地方,塑料制造商Pepri將其人才投入到高需求的醫(yī)院病床塑料組件的生產(chǎn)中。Pepri利用優(yōu)傲協(xié)作式機器人的快速重新部署能力,迅速轉向生產(chǎn)醫(yī)院病床的塑料支架,包括橫向支承、床頭板和腳板。優(yōu)傲協(xié)作式機器人可用于切割吹膜塑料組件。
優(yōu)傲機器人正在切割醫(yī)院病床的吹塑組件
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