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Fraunhofer-InstitutNeuer Roboter-Prototyp für Wischdesinfektion von Oberflächen

Forscher des Fraunhofer-Instituts haben einen neuen Roboter für die Wischdesinfektion von Oberflächen entwickelt. Der autonome Desinfektionsroboter erkennt die zu desinfizierenden Objekte selbstständig.

Desinfektionsroboter DeKonBot 2
Fraunhofer IMW/Agnes Vosen

Während der Praxistests konnten Reinigungskräfte den Roboter über ein Tablet einlernen.

Im Projekt „MobDi – Mobile Desinfektion“ entwickelten zwölf Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft neue Schlüsseltechnologien für die roboterbasierte mobile Reinigung und Desinfektion. Aktuelles Ergebnis ist der Desinfektionsroboter „DeKonBot 2“ des Fraunhofer IPA.

Verfügbare Roboter entlasten Personal nur minimal

Reinigungs- und Desinfektionsaufgaben in Gebäuden stehen seit der Corona-Pandemie im Fokus, da sie dazu beitragen können, eine Ausbreitung des Virus zu verhindern. Die angespannte Personalsituation und die aufwendige Qualitätskontrolle setzen die Reinigungsbranche zudem schon länger unter Druck. Robotische Assistenzsysteme können hier unterstützen.

Verfügbare Automatisierungslösungen wie UV-basierte Desinfektionsroboter oder Roboter für die Sprühdesinfektion können Räume aber aus Sicherheitsgründen nur desinfizieren, wenn diese menschenleer sind. Das entlastet das Personal lediglich minimal. Die oft erforderliche Wischdesinfektion von Oberflächen – z. B. in Krankenzimmern oder an technischer Ausstattung und Infrastruktur wie Lichtschaltern oder Aufzugknöpfen – führt weiterhin das Reinigungspersonal aus.

Desinfektionsroboter mit intuitiver Bedienung

Um hier für passgenauere Automatisierungslösungen zu sorgen und das Reinigungspersonal zu unterstützen, entwickelten zwölf Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft im Projekt „MobDi – Mobile Desinfektion“ von Oktober 2020 bis November 2021 neue Schlüsseltechnologien für die roboterbasierte Reinigung und Desinfektion und erweiterten vorhandene Technologien.

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA hat im Projekt „Fraunhofer vs. Corona“ den Desinfektionsroboter „DeKonBot 2“ entwickelt und aufgebaut. Das Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW entwickelte die graphische Benutzeroberfläche für die intuitive Bedienung. Anvisierte Einsatzbereiche des Roboters sind öffentliche Gebäude und Einrichtungen im Gesundheitswesen. Das Fraunhofer IPA plant, den Roboter 2022 gemeinsam mit der Firma MetraLabs zur Produktreife zu bringen, sodass dieser ab Anfang 2023 ausgeliefert werden kann.

Autonomer Betrieb benötigt nur eine Einlernfahrt

Softwareseitig ist die Erkennung der zu desinfizierenden Objekte eine Schlüsseltechnologie des DeKonBot 2. Die Algorithmen müssen bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, z. B. variierenden Beleuchtungsverhältnissen, zuverlässig funktionieren. Möglich machen dies maschinelle Lernverfahren. Sie erkennen die Objekte anhand von zweidimensionalen RGB-Bildern und klassifizieren sie in verschiedene Objekttypen, an die der Roboter seine Reinigungsbewegung anpasst. Um die exakte Position und Kontur des zu reinigenden Objekts zu ermitteln, wird ein neu entwickeltes Sensorsystem eingesetzt. Dieses basiert auf einem Zeilenlaserscanner, der auch spiegelnde Oberflächen zuverlässig und präzise erfasst.

Um den autonomen Betrieb zu ermöglichen, muss die Reinigungskraft DeKonBot 2 in einer neuen Arbeitsumgebung einmalig einlernen. Hierfür fährt sie ihn per Fernsteuerung durch die gesamte zu reinigende Umgebung und der Roboter erstellt hiervon automatisch eine Karte. Während der Einlernfahrt markiert sie die Position aller zu reinigenden Objekte, indem sie den Roboter vor diese bewegt. Nach dem Einlernprozess kann die autonome Reinigung beginnen.

DeKonBot soll zukünftig selbstständig Türen öffnen

Ein wichtiges Ziel der Weiterentwicklung des DeKonBot war, die Produktnähe und Praxistauglichkeit zu verbessern. Um diese zu überprüfen, führten die Wissenschaftler des Fraunhofer IPA und Fraunhofer IMW eine Woche lang Tests auf einer Etage in einem Bürogebäude der EnBW durch. Die autonome Navigation des Roboters in der Einsatzumgebung funktionierte fehlerfrei. Das Erkennen und Desinfizieren von Türklinken und Lichtschaltern verlief ebenfalls erfolgreich. Nur bei den Türknäufen gab es gelegentlich Schwierigkeiten. Die Nutzertests zeigten, dass die Akzeptanz des Roboters hoch ist: Der Roboter kam bei den Probanden gut an, sie konnten ihn nach der Einführung erfolgreich bedienen und alle könnten sich vorstellen, mit dem Roboter dauerhaft zusammenzuarbeiten.

Zukünftig sollen der Scanvorgang und die gesamten Bewegungsabläufe noch beschleunigt werden, erklärt Simon Baumgarten, Wissenschaftler am Fraunhofer IPA und verantwortlich für den Aufbau des Roboters. Das Werkzeug und der Tank würden hinsichtlich ihrer Sicherheit und Hygiene verbessert werden und der Roboter solle lernen, Türen zu öffnen und Aufzug zu fahren.

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