近日，都柏林圣三一學(xué)院機(jī)械工程助理教授、機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室（RAIL）聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)者Conor McGinn召集了一支研究團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出一款名為Violet的紫外線消毒機(jī)器人。
上周末，這款機(jī)器人落地愛爾蘭塔拉莫爾米德蘭地區(qū)醫(yī)院進(jìn)行測試，在不到15分鐘的時(shí)間里清理完一間放射室。目前Violet還處在測試階段，研究人員認(rèn)為，未來它可以幫助醫(yī)院減輕疫情期間的消毒工作負(fù)擔(dān)。
一、開發(fā)過程僅耗時(shí)約24小時(shí)
為了應(yīng)對新冠疫情，世界上許多國家、地區(qū)的醫(yī)院都在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，醫(yī)療人員人手緊張。
對烈性傳染病的處置工作中，頻繁、到位的消毒步驟是十分重要的一環(huán)。但是這項(xiàng)工作會占據(jù)大量的人力資源，從事這項(xiàng)工作的人還面臨著感染風(fēng)險(xiǎn)。
相比于人工消毒，用機(jī)器人進(jìn)行消毒能節(jié)省人力，也更安全。但是，機(jī)器人生產(chǎn)過程十分復(fù)雜，需要花費(fèi)大量時(shí)間來開發(fā)軟件、開發(fā)硬件、設(shè)計(jì)操作模塊、集成消毒功能等。因此，實(shí)際上能夠投入使用的消毒機(jī)器人數(shù)量并不多。
Conor McGinn研究團(tuán)隊(duì)推出的紫外線消毒機(jī)器人或有助于解決這個(gè)問題。
去年，Conor McGinn成立了機(jī)器人開發(fā)公司Akara Robotics，并推出一款備受好評的老年人移動(dòng)社交機(jī)器人——Stevie。疫情爆發(fā)后，Akara Robotics開始思考如何用機(jī)器人技術(shù)抗疫。Conor說：“面對COVID-19病毒，我們不得不重新安排（生產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)品的）優(yōu)先次序。”經(jīng)過思考，Conor認(rèn)為紫外線消毒機(jī)器人是一個(gè)可行的方案。
3月11日，Conor與愛爾蘭國家醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)取得了聯(lián)系，就紫外線消毒機(jī)器人項(xiàng)目進(jìn)行溝通。后者希望Akara團(tuán)隊(duì)能盡快開始研發(fā)。
Akara團(tuán)隊(duì)當(dāng)即開始行動(dòng)。3月12日晚上，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)器人已經(jīng)可以正常工作。從開始研發(fā)到推出機(jī)器人用時(shí)僅約24小時(shí)。
▲左：Conor McGinn
二、利用專業(yè)醫(yī)學(xué)知識、開源機(jī)器人平臺完成研發(fā)
在機(jī)器人研發(fā)工作開始之前，Akara團(tuán)隊(duì)與都柏林圣三一學(xué)院的微生物學(xué)家達(dá)成了合作，以此獲得紫外線殺滅病毒、細(xì)菌相關(guān)的醫(yī)學(xué)知識。具體包括紫外線光的有效強(qiáng)度、有效照射距離、有效照射時(shí)間等。
研發(fā)過程中，研究人員把紫外線消毒相關(guān)的醫(yī)學(xué)知識、之前為Stevie開發(fā)的導(dǎo)航堆棧（navigation stack）和一些其他軟件結(jié)合起來。消毒機(jī)器人原型包括一個(gè)原本在其他項(xiàng)目中使用的TurtleBot機(jī)器人、紫外線燈、電腦、逆變器和電池。
然后，研究人員把原始數(shù)據(jù)上傳到機(jī)器人開發(fā)平臺TurtleBot2上進(jìn)行快速迭代。
據(jù)了解，TurtleBot2是一個(gè)開源的平臺，允許使用者根據(jù)自己的機(jī)器人方案對其進(jìn)行修改。Conor說：“使用TurtleBot2平臺是開發(fā)消毒機(jī)器人最快速的方法，這是一個(gè)十分方便的平臺。”
經(jīng)過約24小時(shí)的迭代，消毒機(jī)器人Violet已經(jīng)可以正常進(jìn)行消毒工作。3月13日中午，研究團(tuán)隊(duì)為愛爾蘭國家醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)展示了Violet的消毒效果。
三、適合用于放射科室消毒
Conor介紹，雖然Violet的開發(fā)速度很快，但這并沒有影響到它的效果。目前，Violet已經(jīng)落地兩家醫(yī)院進(jìn)行測試，并在其中一家醫(yī)院進(jìn)行每周測試。另外，Violet的實(shí)驗(yàn)室測試效果也比較好。
“我們在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了一系列測試，還把它帶上公共交通工具進(jìn)行測試。目前為止，出現(xiàn)的所有故障都可以在幾分鐘內(nèi)修復(fù)。在視頻中它可能看起來有點(diǎn)搖晃，但實(shí)際上它出人意料地穩(wěn)健。”Conor說。
關(guān)于Violet的使用范圍，研究人員認(rèn)為它適于對某些特定區(qū)域進(jìn)行消毒，而不是完全改變醫(yī)院現(xiàn)有的消毒流程。
由于以下幾個(gè)原因，研究人員認(rèn)為Violet最適合為放射科室消毒：
首先，放射科室往往空間較小、布置整潔、沒有窗戶，便于機(jī)器人導(dǎo)航；
其次，放射儀器十分昂貴，一般都由放射科醫(yī)生親自清洗。這既占用了醫(yī)生的時(shí)間，也使醫(yī)生處于危險(xiǎn)之中；
另外，每有一個(gè)新冠肺炎患者使用了放射儀器，就需要對儀器進(jìn)行一次消毒。傳統(tǒng)的消毒方式比較耗時(shí)，減少了儀器的檢測容量。部署紫外線消毒機(jī)器人可以加快消毒速度，使醫(yī)院每天能為更多病人做放射檢查。
結(jié)語：Violet有長期使用價(jià)值
目前，Violet還處在測試階段，但研究人員表示TurtleBot2絕不僅僅是一個(gè)測試平臺。下一步Akara團(tuán)隊(duì)將致力于提升Violet性能，設(shè)計(jì)出“更好的機(jī)器人”。
同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)也在為Violet能夠投產(chǎn)籌集資金。據(jù)了解，Akara Robotics正向多個(gè)項(xiàng)目申請補(bǔ)助金。
Conor對紫外線消毒機(jī)器人的前景表現(xiàn)出信心。他稱現(xiàn)在已經(jīng)有多家客戶對Violet表示出了興趣，另外，即使疫情過去，紫外線消毒機(jī)器人也可以在日常消毒工作中發(fā)揮作用。
