Con poco más de un metro (0,98 m) de altura, el robot de cuatro ruedas puede no parecer gran cosa mientras rueda por los parques de oficinas de la ciudad de Singapur, pero no dejes que eso te engañe. Equipado con desinfectante de grado comercial y una pistola rociadora de doble cañón, el pequeño robot de Weston Robot desinfecta diligentemente cualquier superficie de alto contacto en su camino. Ya sea que esté siendo controlado de forma remota por personal fuera del sitio o navegando de forma autónoma por habitaciones de hotel vacías con una luz ultravioleta que elimina infecciones, este robot va diligentemente a donde los humanos ya no deberían.
Weston Robot diseñó tres nuevos prototipos de robots de desinfección y monitoreo de temperatura. Cada uno tomó solo 10 días.
El robot desinfectante diseñado por Weston Robot y AgileX. Crédito de la imagen: AgileX
Durante décadas, los humanos han estado soñando con formas en que los robots podrían facilitarles la vida asumiendo trabajos tediosos o de alto riesgo, pero con estos robots desinfectantes, el sueño es más una necesidad.
La comunidad mundial se ha visto muy afectada por el COVID-19, una enfermedad infecciosa causada por un nuevo coronavirus. La enfermedad fue clasificada por la Organización Mundial de la Salud como pandemia en marzo de 2020, y el virus había infectado a más de 5 millones de personas en todo el mundo hasta junio de 2020. El virus se propaga a través de gotitas respiratorias, ya sea ingresando directamente al cuerpo al tocarnos la nariz y la boca o inhaladas por partículas residuales que quedan en el aire a distancias cercanas a los seis pies (1,8 m).
A medida que los científicos se apresuran a comprender y crear una vacuna para este virus, la prevención se ha centrado en la detección temprana, el rastreo de contactos y la desinfección diligente de superficies y manos, al tiempo que limita extremadamente el contacto humano.
Para el Dr. Yanliang Zhang, director gerente y científico jefe de Weston Robot, un desarrollador y proveedor de robots con sede en Singapur, el uso de robots para ayudar a cumplir con los estándares de desinfección era una opción obvia. Weston Robot diseñó tres nuevos prototipos de robots de desinfección y monitoreo de temperatura. Cada uno tomó solo 10 días.
Lugar correcto en el momento (equivocado)
"El primer día que se anunció que COVID-19 era infeccioso en humanos, mi equipo se reunió y dijo: 'Diseñamos robots, ¿hay algo que podamos hacer para mitigar la propagación del virus?' ", dice Zhang. " Obviamente, no podíamos diseñar totalmente un nuevo modelo de robot en ese momento. En cambio, queríamos aprovechar lo que ya tenemos: robots móviles".
Antes del brote de COVID-19, Weston Robot ya tenía un pequeño arsenal de robots móviles, incluidos robots de vigilancia compactos con ruedas diseñadas para terrenos irregulares, como parques al aire libre. En lugar de comenzar desde cero diseñando nuevos robots para combatir el virus, el equipo adaptó estos robots existentes con herramientas para desinfectar.
"Nos preguntamos: '¿Podemos agregar algo a estos robots, por ejemplo, una pistola rociadora para rociar desinfectante químico?' ", dice Zhang.
Aunque Weston Robot diseña otros tipos de soluciones robóticas, incluidos automóviles autónomos y exoesqueletos, Zhang dice que el equipo decidió rápidamente que los robots pequeños como estos serían la mejor solución. No solo eran más fáciles de adaptar, sino que también podían ayudar a disminuir la carga de los trabajadores de la salud y otros trabajadores al proporcionar opciones seguras y fáciles de controlar para la desinfección y la entrega de bienes esenciales.
"Cuando esto sucedió, vimos mucha demanda de robots para desinfectar y entregar suministros para combatir la propagación del virus", dice Zhang.
"Vimos mucha demanda de robots para la desinfección y la entrega de suministros para combatir la propagación del virus".
-Dr. Yanliang Zhang, director gerente y científico jefe de Weston Robot
Este robot diseñado por Weston Robot utiliza una luz ultravioleta para desinfectar los interiores de los edificios. Crédito de la imagen: Weston Robot
Soluciones inusuales para tiempos inusuales
Pero, incluso con cuerpos de robots móviles prefabricados, crear nuevos prototipos en cuestión de días no fue poca cosa. Para realizar el trabajo, el equipo se basó en el modelado y la simulación rápidos mediante el diseño basado en modelos con MATLAB® y Simulink®. Este enfoque permitió al equipo identificar y corregir rápidamente los problemas emergentes en sus nuevos diseños.
"No queríamos empezar de cero. Buscamos diferentes componentes en el mercado e integramos y probamos los componentes".
- Dr. Yanliang Zhang, director gerente y científico jefe de Weston Robot
El primer prototipo del robot desinfectante. Crédito de la imagen: Weston Robot
Otra forma en que aceleraron su proceso de creación de prototipos fue incorporando equipos listos para usar disponibles en el mercado en sus robots preexistentes. Zhang dice que el prototipo inicial de su robot de pulverización de desinfectante usaba una pistola rociadora diseñada para lavar autos.
"No queríamos empezar de cero", dice Zhang. "Buscamos diferentes componentes en el mercado e integramos y probamos los componentes".
Además de construir físicamente estos prototipos de robots, el equipo también enfrentó algunos desafíos de software, a saber, cómo comunicarse y controlar de manera efectiva estos robots para garantizar la precisión y la seguridad en los entornos donde se implementan.
Para superar estos obstáculos de diseño, el equipo decidió utilizar 4G para controlar de forma remota los robots en entornos menos predecibles, como los robots al aire libre que deambulan por los parques. Este enfoque les permite controlar mejor dónde se rocían los desinfectantes y garantizar la seguridad del robot, así como de los transeúntes humanos.
En ambientes interiores, en lugar de que el robot rocíe desinfectantes potencialmente peligrosos, el equipo optó por luces ultravioleta y mapas de movimiento autónomos preprogramados, similar a cómo un robot aspirador se movería a través de un mapa de su sala de estar para limpiar.
Después de una rigurosa creación de prototipos y pruebas de prueba y error de cada idea, el equipo surgió con tres prototipos: un robot para exteriores diseñado para rociar desinfectante químico en entornos como parques industriales y centros comerciales, un robot de interior equipado con una columna de luz ultravioleta diseñada para desinfectar de forma no invasiva entornos como dormitorios y hoteles, y un desinfectante de manos y un robot de entrega de tejidos equipado con una cámara infrarroja para tomar la temperatura de las personas.
Cada robot pesa alrededor de 100 libras (45 kg) y no mide más de 3,3 pies (1 m). El robot para exteriores puede transportar 8 galones (30 L) de desinfectante y cubrir casi 4 acres (14,800 metros cuadrados) con una sola carga, y el robot de desinfección para interiores puede cubrir de 10 a 15 habitaciones con la misma cantidad de carga.
Llevar estos robots de prototipos a un producto terminado tomó otro mes y se logró con la ayuda de Agile X, una empresa de fabricación de robots móviles en China.
"En el producto final, volvemos a desarrollar todo", dice Zhang. "Agile X es muy bueno en la fabricación de hardware, por lo que pueden realizar rápidamente su idea y realizar pruebas de ensamblaje de productos allí. Durante el confinamiento es muy difícil para nosotros obtener componentes de la cadena de suministro, pero son muy buenos para hacer todo el robot dadas nuestras especificaciones de diseño".
El robot desinfectante se puede controlar de forma remota. Las cámaras del robot proporcionan al operador una visión del entorno del robot. Crédito de la imagen: Weston Robot
Preparándose para la nueva normalidad
Estos robots ya han comenzado a implementarse en Italia y China, y se espera que se entreguen más en todo el mundo en junio. A medida que Weston Robot continúa refinando sus diseños, Zhang dice que el equipo ya ha comenzado a aprender lecciones sobre con qué tipo de robots quiere interactuar el público y con qué tipo no.
El robot de monitoreo de temperatura no fue diseñado originalmente para entregar desinfectante de manos y pañuelos desechables, pero Zhang dice que la gente encontró el robot demasiado intrusivo cuando era solo una cámara.
"Las personas pueden sentir que están siendo monitoreadas todo el tiempo", dice Zhang. "Entonces, mi equipo dijo: 'Intentemos hacer que este robot sea un poco suave'. Por ejemplo, ahora proporcionamos un poco de desinfectante de manos y papel de seda con el robot para que las personas se acerquen de manera proactiva a la cámara y al robot. Hicimos que los robots fueran más amigables y accesibles".
A medida que estos robots continúan utilizándose tanto durante la peor parte de la pandemia como después para prevenir oleadas adicionales de infección, el equipo quiere asegurarse de que sean lo más intuitivos de usar y fáciles de interactuar posible. Con ese fin, el equipo ha permitido a los trabajadores controlarlos a través de una tableta de computadora después de algunas lecciones simples.
Weston Robot está buscando certificaciones que garanticen la seguridad de las baterías y otros componentes internos y ayuden a que estos robots sean "legales en la calle" en más lugares del mundo. Pero, esas certificaciones están actualmente en suspenso como resultado de los bloqueos globales.
Este robot monitorea las temperaturas para detectar posibles infecciones. También ofrece desinfectante de manos y pañuelos desechables. Crédito de la imagen: Weston Robot
Para garantizar que los robots sean lo más intuitivos de usar y fáciles de interactuar con ellos, el equipo ha permitido a los trabajadores controlarlos a través de una tableta de computadora después de algunas lecciones simples.
"Tenemos que asegurarnos de que pase todas las certificaciones", dice Zhang. "Pero en este momento, incluso el centro de certificación está cerrado".
Estas certificaciones no son necesarias durante la fase de prueba de los robots, pero estarán en la parte superior de la lista de Weston Robot cuando los países comiencen a reabrir. Mientras tanto, estos robots comenzarán su trabajo asegurándose de que la "nueva normalidad" sea lo más segura posible.
