FUENTE: www.techxplore.com

Desde que comenzó la pandemia, las personas se concentran en mantener su hogar y sus espacios de trabajo perfectamente limpios como un paso importante para prevenir la propagación del COVID-19. Los hospitales y laboratorios, especialmente, son meticulosos.

No todas las superficies son de fácil acceso. Pero un robot con un brazo y seis articulaciones podría hacerlo posible, y sin un solo humano en la habitación.

El estudiante de doctorado Shantanu Thakar formaba parte de un equipo de estudiantes y profesores de ingeniería de la Escuela de Ingeniería de la USC Viterbi que sugirió que un robot que habían desarrollado hace unos años podría estar, con algunos ajustes, a la altura de la tarea.

Nombrado ADAMMS por «Sistemas de manipulación móvil autónomos ágiles y diestros», el robot autónomo podía abrir puertas y recoger artículos para transportar para personas que de otra manera tendrían dificultades para hacerlo por su cuenta. Al agregar una varita ultravioleta y un brazo robótico, los investigadores descubrieron que el robot también podía manejar la limpieza y desinfectar superficies como un armario profundo con (casi) un movimiento de la varita de su nuevo brazo con seis articulaciones.

El esfuerzo por diseñar, fabricar y agregar el nuevo brazo de seis articulaciones de ADDAMS creció de un puñado de investigadores a más de una docena de miembros del equipo de todo USC Viterbi, incluidos los de maestría y doctorado. estudiantes del Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica y del Departamento de Ciencias de la Computación. También consultaron al experto en luz ultravioleta Andrea Armani, profesor de ingeniería química y ciencia de los materiales y titular de la Cátedra Ray Irani en Ingeniería y Ciencias de los Materiales.

Y los miembros del equipo tuvieron que hacerlo todo respetando las pautas de distanciamiento social y físico en medio de la pandemia.

Trabajando con algunas piezas impresas en 3D y componentes UV, los miembros del equipo llevaron a cabo reuniones de Zoom para planificar sus pasos y actualizarse mutuamente sobre su progreso. También escalonaron sus horarios de trabajo para poder cumplir con las pautas de distanciamiento social y físico mientras configuraban gradualmente ADDAMS con sus nuevas capacidades UV.

El Centro de Fabricación Avanzada de USC Viterbi albergaba el robot. Solo tres miembros de todo el equipo —la candidata a doctorado Sarah Al-Hussaini, la estudiante de maestría Hyojeong Kim y la candidata postdoctoral Pradeep Rajendran— lo visitaron en persona. Descubrieron que una persona podía manejar el robot mientras que la otra trabajaba de forma remota desde una habitación diferente en el edificio para dirigir el robot. El brazo del robot es bastante flexible.

Los algoritmos proporcionan una guía para la desinfección UV robótica

El equipo diseñó el robot para que los algoritmos guíen su movimiento.

ADAMMS requiere tanto un componente de front-end como uno de back-end, al igual que cualquier computadora. En la parte frontal, se comunican acciones como «limpiar esta área». En el back-end, los algoritmos desarrollados por los investigadores ayudan al robot a decidir específicamente qué camino tomar para alcanzar un objeto y el patrón de escaneo exacto utilizado para la desinfección.

«Una vez que el robot está en el espacio deseado, el brazo del robot escaneará el espacio para tener una idea de lo que lo rodea», dijo Kim, quien trabajó en varios módulos individuales que integró e implementó en el robot real.

La persona que controla el robot recibirá el escaneo como una imagen en 3-D, y luego puede hacer clic en algunos objetos para pedirle al robot que planifique una trayectoria que cubra esos objetos y áreas, y luego los desinfecte.

La luz ultravioleta debe dirigirse a un objeto o área durante un cierto período de tiempo, lo que influye en la intensidad de la luz y de qué está hecha la superficie.

La luz ultravioleta no funciona en todo; por ejemplo, las telas o las superficies texturizadas se limpian mejor con desinfectantes.

Sin embargo, el robot es increíblemente personalizable, por lo que puede limpiar diferentes espacios. Cambiar el tamaño de la base móvil o del brazo robótico puede mejorar su alcance. Los diferentes tipos de pinzas, como las pinzas de succión, que pueden imprimirse en 3D a pedido, también pueden ayudar al robot a manipular objetos y limpiarlos.

Desinfección UV: camino al despliegue

Para que el robot ADAMMS se implemente de manera efectiva en hospitales, oficinas y otros espacios críticos, primero la interfaz de usuario debe ser accesible a través de una amplia gama de dispositivos, como teléfonos móviles y tabletas, y hacerla más fácil de usar, dijo Kim.

En un mundo ideal, el equipo espera que el robot pueda ser operado de forma completamente remota, tal vez por un humano en una ciudad o incluso en un país diferente. «Alguien sentado en Estados Unidos podría desinfectar un espacio en India o China, cuando es de noche», dijo Thakar. También lo ve como una oportunidad para crear puestos de trabajo de forma segura. «Si podemos capacitar a las personas de manera fácil y rápida para que utilicen este robot, las personas pueden permanecer en la seguridad de sus hogares y, al mismo tiempo, ayudar a que otros espacios también sean seguros».

Más allá del hospital, los investigadores quieren ver el robot desplegado en espacios como tiendas de abarrotes, donde desinfectar cada rincón y grieta es demasiado laborioso para los empleados que ya tienen exceso de trabajo.

Para las superficies que no se pueden desinfectar con luz ultravioleta, el robot podría ajustarse para llevar un desinfectante que rociaría sobre las superficies.

«Dado que el robot se opera de forma remota, es muy adecuado para tiempos estrictos como los que estamos enfrentando ahora», dijo Al-Hussaini.


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