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14/07/2020

Le MIT développe des robots avec lumière UVC pour éliminer plus de 90% des nouveaux coronavirus

Avec chaque gouttelette que nous ne pouvons pas voir, toucher ou se sentir dispersée dans l’air, la menace de propagation de Covid-19 persiste. Il est de plus en plus essentiel d’empêcher ces lourdes gouttelettes de persister, en particulier sur les surfaces, qui sont des hôtes accueillants et généreux.

Heureusement, nos produits de nettoyage chimiques sont efficaces, mais les utiliser pour désinfecter des environnements plus grands peut être coûteux, dangereux et prendre du temps. Partout dans le monde, il existe des milliers d’entrepôts, d’épiceries, d’écoles et d’autres espaces où les travailleurs du nettoyage sont à risque.

Dans cet esprit, une équipe du laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT (CSAIL), en collaboration avec Ava Robotics et la Greater Boston Food Bank (GBFB), a conçu un nouveau système robotique qui désinfecte puissamment les surfaces et neutralise les formes aérosolisées du coronavirus. .

L’approche utilise un luminaire UV-C personnalisé conçu au CSAIL qui est intégré à la base de robot mobile d’Ava Robotics. Les résultats étaient suffisamment encourageants pour que les chercheurs disent que l’approche pourrait être utile pour la désinfection UV autonome dans d’autres environnements, tels que les usines, les restaurants et les supermarchés.

La lumière UV-C s’est avérée efficace pour tuer les virus et les bactéries sur les surfaces et les aérosols, mais il est dangereux pour les humains d’être exposés. Heureusement, le robot de téléprésence d’Ava ne nécessite aucune supervision humaine. Au lieu du sommet de téléprésence, l’équipe a intégré un réseau UV-C pour désinfecter les surfaces. Plus précisément, le réseau utilise une lumière ultraviolette de courte longueur d’onde pour tuer les micro-organismes et perturber leur ADN dans un processus appelé irradiation germicide ultraviolette.

Le système robotique complet est capable de cartographier l’espace – dans ce cas, l’entrepôt de GBFB – et de naviguer entre les points de cheminement et d’autres zones spécifiées. Pour tester le système, l’équipe a utilisé un dosimètre UV-C, qui a confirmé que le robot délivrait le dosage attendu de lumière UV-C prédit par le modèle.

«Les banques alimentaires fournissent un service essentiel à nos communautés, il est donc essentiel de contribuer au bon fonctionnement de ces opérations», déclare Alyssa Pierson, chercheuse au CSAIL et responsable technique de l’assemblage des lampes UV-C. «Ici, il y avait une occasion unique de fournir une puissance de désinfection supplémentaire à leur flux de travail actuel et d’aider à réduire les risques d’exposition au Covid-19.»

Les banques alimentaires sont également confrontées à une demande particulière en raison du stress du Covid-19. Les Nations Unies ont projeté qu’en raison du virus, le nombre de personnes confrontées à une insécurité alimentaire grave dans le monde pourrait doubler pour atteindre 265 millions. Rien qu’aux États-Unis, le total des pertes d’emplois sur cinq semaines est passé à 26 millions, poussant potentiellement des millions d’autres dans l’insécurité alimentaire.

Lors des tests à GBFB, le robot a pu passer par les palettes et les allées de stockage à une vitesse d’environ 0,22 miles par heure. À cette vitesse, le robot pourrait couvrir un espace de 4 000 pieds carrés dans l’entrepôt de GBFB en une demi-heure seulement. La dose d’UV-C délivrée pendant cette période peut neutraliser environ 90% des coronavirus sur les surfaces. Pour de nombreuses surfaces, cette dose sera plus élevée, ce qui entraînera une plus grande neutralisation du virus.

En règle générale, cette méthode d’irradiation germicide ultraviolette est largement utilisée dans les hôpitaux et les milieux médicaux, pour stériliser les chambres des patients et arrêter la propagation de micro-organismes comme le staphylocoque doré résistant à la méthicilline et le Clostridium difficile, et la lumière UV-C agit également contre les agents pathogènes aéroportés. Bien qu’il soit plus efficace dans la «ligne de visée» directe, il peut atteindre les coins et recoins lorsque la lumière rebondit sur les surfaces et sur d’autres surfaces.

«Notre entrepôt, vieux de 10 ans, est une installation de distribution alimentaire relativement nouvelle avec des normes de propreté et de sécurité alimentaire de pointe certifiées AIB», déclare Catherine D’Amato, présidente-directrice générale de la Greater Boston Food Bank. «Covid-19 est un nouvel agent pathogène que le GBFB, et le reste du monde, n’a pas été conçu pour traiter. Nous sommes heureux d’avoir cette opportunité de travailler avec le MIT CSAIL et Ava Robotics pour innover et faire progresser nos techniques d’assainissement pour vaincre cette menace. .  »

Dans un premier temps, l’équipe a téléopéré le robot pour lui apprendre le chemin autour de l’entrepôt – ce qui signifie qu’il est équipé d’une autonomie pour se déplacer, sans que l’équipe ait besoin de le naviguer à distance.

Il peut aller à des points de cheminement définis sur sa carte, comme aller au quai de chargement, puis à l’étage d’expédition de l’entrepôt, puis revenir à la base. Ils définissent ces points de cheminement à partir de l’utilisateur humain expert en mode téléopération, puis peuvent ajouter de nouveaux points de cheminement à la carte si nécessaire.

Au sein du GBFB, l’équipe a identifié le plancher d’expédition de l’entrepôt comme une «zone de grande importance» pour le robot à désinfecter. Chaque jour, les travailleurs mettent en scène des allées de produits et les organisent pour un maximum de 50 ramassages par des partenaires et des camions de distribution le lendemain. En se concentrant sur la zone d’expédition, il donne la priorité à la désinfection des articles quittant l’entrepôt pour réduire la propagation de Covid-19 dans la communauté.

Actuellement, l’équipe explore comment utiliser ses capteurs embarqués pour s’adapter aux changements de l’environnement, de sorte que sur un nouveau territoire, le robot ajuste sa vitesse pour s’assurer que le dosage recommandé est appliqué à de nouveaux objets et surfaces.

Un défi unique est que la zone d’expédition est en constante évolution, de sorte que chaque nuit, le robot rencontre un environnement légèrement nouveau. Lorsque le robot est déployé, il ne sait pas nécessairement laquelle des allées de rassemblement sera occupée, ni à quel point chaque allée peut être pleine. Par conséquent, l’équipe note qu’elle doit apprendre au robot à faire la différence entre les allées occupées et inoccupées, afin qu’il puisse modifier son chemin prévu en conséquence.

En ce qui concerne la production, la «fabrication en interne» a pris un tout nouveau sens pour ce prototype et l’équipe. Les lampes UV-C ont été assemblées dans le sous-sol de Pierson, et Jonathan Romanishin, étudiant au doctorat au CSAIL, a créé une boutique de fortune dans son appartement pour l’assemblage des cartes électroniques.

«Alors que nous conduisons le robot dans la banque alimentaire, nous recherchons également de nouvelles politiques de contrôle qui permettront au robot de s’adapter aux changements de l’environnement et de garantir que toutes les zones reçoivent le dosage estimé approprié», déclare Pierson. «Nous nous concentrons sur une opération à distance pour minimiser la supervision humaine et, par conséquent, le risque supplémentaire de propagation de Covid-19, lors de l’exécution de notre système.»

Pour les prochaines étapes immédiates, l’équipe se concentre sur l’augmentation des capacités du robot au GBFB, ainsi que sur la mise en œuvre des mises à niveau de conception. Leur intention plus large se concentre sur la façon de rendre ces systèmes plus capables de s’adapter à notre monde: comment un robot peut changer dynamiquement son plan en fonction des dosages UV-C estimés, comment il peut fonctionner dans de nouveaux environnements et comment coordonner des équipes d’UV- Des robots C pour travailler ensemble.

«Nous sommes ravis de voir le robot de désinfection UV-C soutenir notre communauté en cette période de besoin», déclare Daniela Rus, directrice du CSAIL et chef de projet. «Les informations que nous avons reçues du travail au GBFB ont mis en évidence plusieurs défis algorithmiques. Nous prévoyons de nous attaquer à ces problèmes afin d’étendre la portée de la désinfection UV autonome dans les espaces complexes, y compris les dortoirs, les écoles, les avions et les épiceries.

Actuellement, l’équipe se concentre sur le GBFB, bien que les algorithmes et les systèmes qu’elle développe pourraient être transférés à d’autres cas d’utilisation à l’avenir, comme les entrepôts, les épiceries et les écoles.

«Le MIT a été un excellent partenaire, et quand ils sont venus nous voir, l’équipe était impatiente de commencer l’intégration, qui n’a pris que quatre semaines pour être opérationnelle», déclare Youssef Saleh, PDG d’Ava Robotics. «L’opportunité pour les robots de résoudre Les défis en milieu de travail sont plus grands que jamais, et collaborer avec le MIT pour avoir un impact à la banque alimentaire a été une expérience formidable.  »

Pierson et Romanishin ont travaillé aux côtés de Hunter Hansen (capacités logicielles), Bryan Teague du MIT Lincoln Laboratory (qui a aidé à l’assemblage de la lampe UV-C), Igor Gilitschenski et Xiao Li (aide à la recherche future sur l’autonomie), les professeurs du MIT Daniela Rus et Saman Amarasinghe et Ava dirige Marcio Macedo et Youssef Saleh.

Ce projet a été soutenu en partie par Ava Robotics, qui a fourni sa plate-forme et son équipe.

 

Lien d’origine: http://news.mit.edu/2020/csail-robot-disinfects-greater-boston-food-bank-covid-19-0629

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