Cobots versus COVID-19

Cobots blijken een geweldig middel te zijn in de wereldwijde strijd tegen COVID-19. Deze blog is de eerste in een serie over de manieren waarop UR-cobots bijdragen aan het wereldwijde antwoord op de pandemie. We gaan het hebben over desinfectie- en testkitoplossingen, en ook over moeilijker te benoemen (maar niet minder spannende) oplossingen van Universal Robots.

Desinfecteren met cobots

Door de pandemie zijn effectieve schoonmaakmiddelen niet aan te slepen en is ook de vraag naar contactloze desinfectietechnologie enorm gestegen. Medio april presenteerden wetenschappers van de Nanyang Technical University (NTU) hun oplossing voor dit probleem met de introductie van de eXtremeDisinfection roBOT (XDBOT). Deze XDBOT bestaat uit een UR5-cobot voorzien van een elektrostatisch sproeistuk, en is gemonteerd op een beweegbaar platform.

Onderzoekers programmeerden de cobot dusdanig dat deze menselijke handbewegingen kan imiteren en zo ook op moeilijk bereikbare plekken komt, onder een bed of tafel bijvoorbeeld – iets wat de traditionele en minder behendige desinfectierobots niet kunnen. Het sproeistuk en de grote 8,5-litertank met desinfectiemiddel maken dat XDBOT snel een groot oppervlak kan desinfecteren, zonder concessies aan effectiviteit.

Een andere belangrijke eigenschap van de XDBOT is dat deze semi-autonoom is. Hierdoor kunnen schoonmakers de robot via de tablet of laptop op afstand besturen zonder mogelijk besmette oppervlakken aan te hoeven raken.

Een volledig opgeladen XDBOT kan vier uur lang ononderbroken zijn werk doen en is met succes getest in openbare ruimtes op het terrein van de NTU. Het team is nu in voorbereiding om de technologie ook in ziekenhuizen te testen.

Eveneens in april introduceerde een team van de University of Southern California (USC) zijn prototype Agile Dexterous Autonomous Mobile Manipulation System-UV (ADAMMS-UV). Net als de XDBOT maakt deze gebruik van een UR5-cobot op een beweegbaar platform. Maar in plaats van desinfectiemiddel te spuiten, gebruikt de ADAMMS-UV een staf met UV-licht en is er een extra UV-lichtbron op het platform geïnstalleerd. Het UV-licht kan het DNA van het virus afbreken.

Met een grijper van onze UR+-partner Robotiq kan de ADAMMS-UV voorwerpen verplaatsen, zodat ook moeilijk bereikbare oppervlakken kunnen worden schoongemaakt. Net als de XDBOT kan ook de ADAMMS-UV op afstand worden bestuurd, zodat medewerkers zich aan de coronamaatregelen kunnen houden en mogelijke besmetting voorkomen. Camera’s op de cobot helpen de menselijke operators bij het besturen. Een Time-of-Flightcamera op de robotarm scant de omgeving en gebruikt infrarood licht om diepte te kunnen zien. Op basis van deze visuele informatie bouwt de ADAMMS-UV vervolgens een 3D-model van het te desinfecteren oppervlak.

Satyandra Gupta, directeur van het USC Center for Advanced Manufacturing: “We hebben de mobiele cobot in eerste instantie ontwikkeld als oplossing voor machinebelading. Wij kozen voor een UR5-cobot vanwege zijn ingebouwde veiligheid, waardoor we hem ook in de nabijheid van mensen konden inzetten. UR is toonaangevend op het gebied van cobots, dus die keuze was snel gemaakt.” Gupta legt uit dat toen de coronacrisis uitbrak, USC zijn eigen laboratoria moest schoonmaken. “Een laboratorium is lastig – je kunt niet zomaar overal bleekmiddel op spuiten. We onderzochten de mogelijkheden van desinfectie met UV en realiseerden ons dat dit zou kunnen werken. De beschikbare oplossingen waren echter meer bedoeld voor grootschalige desinfectie van ruimtes, en niet voor bijvoorbeeld het openmaken van een la, daar een voorwerp uithalen, dit neerleggen en er een UV-staf over halen.” Gupta vertelt dat zijn team momenteel bezig is met het inbouwen van een tweede UR5-cobot, zodat ADAMMS twee keer zo snel kan desinfecteren; één arm kan bijvoorbeeld een la open doen terwijl de andere arm de staf vasthoudt.

Het team heeft het prototype met succes in het laboratorium getest. Er zullen nog meer (validatie)tests worden uitgevoerd om er zeker van te zijn dat de technologie ingezet kan worden in ruimtes die vrij toegankelijk zijn, zoals ziekenhuizen, hotels en kantoren.

Testen op COVID-19 met cobots

Als gevolg van COVID-19 is ook de vraag naar medische tests explosief gestegen. Om aan deze enorme vraag te kunnen voldoen, heeft medeoprichter van Universal Robots Esben Østergaard al zijn creatieve energie gestoken in de ontwikkeling van ’s werelds eerste robot die autonoom keeluitstrijkjes kan maken. De robot is geïntroduceerd door Lifeline Robotics, een bedrijf dat Østergaard samen oprichtte met het Maersk Mc-Kinney Moller Instituut van de Zuid-Deense Universiteit (Syddansk Universitet (SDU)).

De robot is ontwikkeld in samenwerking met roboticaonderzoekers van SDU, en maakt gebruik van UR3-cobotarmen die zijn uitgerust met een speciaal ontworpen 3D-geprinte eindeffector. Het proces is heel simpel, en begint met een patiënt die zijn identiteitskaart scant. Meteen daarna maakt de robot een monsterkit, bestaande uit een container met een geprint ID-label, en pakt het wattenstaafje. Vervolgens zoekt de robot met zijn ingebouwde visionsysteem naar de juiste plekken om het keeluitstrijkje af te nemen. Zodra dit is gebeurd, plaatst de robot het uitstrijkje in een pot en draait het deksel erop. De pot wordt vervolgens voor analyse naar een lab gestuurd. Het hele proces duurt ongeveer zeven minuten, waarbij het nemen van het uitstrijkje zelf maar zo’n 25 seconden duurt. Het systeem is eind mei officieel in Denemarken in gebruik genomen.

Eind mei kwam DetectaChem – een fabrikant van draagbare detectieapparatuur uit de Verenigde Staten – met een unieke oplossing voor het testen op COVID-19 met behulp van een smartphone. De goedkope COVID-19-test van het bedrijf kan thuis uitgevoerd worden via een smartphone en geeft al na 15 tot 30 minuten resultaat. Drie UR10-cobots die werden ingezet in de fabriek van DetectaChem worden gebruikt om plastic vellen van de testkits te verwijderen als deze op een draaitafel worden gezet. Zodra er goedkeuring van de Amerikaanse overheid is, kan DetectaChem de productie van z’n COVID-tests op die manier snel opvoeren tot het maximale.

Maar er is meer…

De flexibiliteit van UR-cobots helpt bij de snelle ontwikkeling en ingebruikname van automatisering – een eigenschap die sterk naar voren komt in tijden van crisis. In maart bijvoorbeeld besloot de Spaanse autofabrikant SEAT om een van zijn productielijnen te transformeren voor de productie van beademingsapparatuur. De autogigant installeerde een UR10e aan het einde van de lijn om een kwaliteitscontrole uit te voeren aan het sluitmechanisme van het regelpaneel van de apparaten.

Ergens anders in Spanje zette kunststoffabrikant Pepri zijn talenten in om kunststof onderdelen te produceren voor ziekenhuisbedden waar veel vraag naar was. UR-cobots zijn zeer geschikt voor een snelle omschakeling, zodat Pepri al snel de kunststof onderdelen voor ziekenhuisbedden kon maken, waaronder zijsteunen, hoofdeinden en voeteneinden. De UR-cobot is ingezet voor het uitsnijden van de geblaasvormde kunststof onderdelen.

De volgende blog in de serie Cobots versus COVID-19 gaat over de manier waarop cobots de massaproductie van spatschermen hebben ondersteund en ontmoeten we een heel speciale cobot-barista.