Wydział Elektryczny PB

Rob UV – autonomiczna dezynfekcja pomieszczeń, która wykorzystuje promieniowanie UV-C

18-11-2021

Wykorzystanie promieniowania UV-C w autonomicznych robotach to innowacyjny pomysł naukowców z Politechniki Białostockiej, który znalazł już uznanie w Polsce, a teraz jest rozwijany w postaci projektu Protect Med realizowanego wspólnie ze szpitalem MSWiA w Białymstoku.

Jego zaletą jest między innymi brak stosowania środków chemicznych do dezynfekcji pomieszczeń i przedmiotów w szpitalnych salach i korytarzach. Naukowcy wykorzystują unikalne właściwości promieniowania UV-C.

– Promieniowanie UV-C to jest wysokoenergetyczne promieniowanie, które jest wysyłane przez Słońce, ale do powierzchni kuli ziemskiej nie dociera – dlatego należy je wytworzyć sztuczne – wyjaśnia dr hab. inż. Maciej Zajkowski, prof. PB, kierownik Katedry Elektroenergetyki, Fotoniki i Techniki Świetlnej Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej. – Działa ono bardzo podobnie jak promieniowanie gamma, to znaczy jest wysokoenergetyczne i dzięki temu potrafi dosyć istotnie dokonać destrukcji szkodliwych substancji, zniszczyć DNA albo RNA różnego rodzaju patogenów. Wirus traci swoje właściwości, rozpada się , nie jest żywy. Dodatkowo to promieniowanie może zniszczyć na przykład strukturę DNA bardzo wrażliwych bakterii bądź grzybów albo pleśni.

ROBUV – pierwsze wykorzystanie promieniowania UV-C w walce z wirusami na Politechnice Białostockiej

Właściwości promieniowania UV-C naukowcy z Politechniki Białostockiej wykorzystali tworząc RobUV – zdalnie sterowane, mobilne urządzenie, które dezynfekuje i dekontaminuje, czyli oczyszcza ze szkodliwych dla zdrowia substancji powietrze oraz dowolne powierzchnie w pomieszczeniach. Opiera się na technologii emiterów UV-C, zalecanych przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) do niszczenia m.in. koronawirusa COVID-19. Robot skutecznie zabija bakterie, drobnoustroje, wirusy, a więc wszelkie patogeny posiadające kod DNA.

Prototypem, który powstał na Politechnice Białostockiej zainteresowała się firma ZURAD, należąca do Polskiej Grupy Zbrojeniowej. Politechnika Białostocka udzieliła firmie ZURAD licencji wyłącznej na dwa lata. Teraz prototyp przedprodukcyjny czeka proces certyfikacji i szczegółowe badania. W planach jest opracowanie wersji przenośnej do dekontaminacji karetek, czy mniejszych pomieszczeń.

Inteligentne urządzenie potrafi zidentyfikować przestrzeń, w której się znajduje i dopasować, w przypadku robota RobUV, poziom natężenia napromienienia promieniowaniem UV-C do konkretnych powierzchni, ustalić odpowiednie czasy dezynfekcji, przygotować właściwe dawki promieniowania pod konkretne patogeny.

Głównymi autorami wdrożenia byli: dr hab. inż. Maciej Zajkowski, prof. PB, z Wydziału Elektrycznego oraz dr hab. inż. Kazimierz Dzierżek, prof. PB i mgr inż. Maciej Rećko z Wydziału Mechanicznego.

RobUV zdobył nagrodę Defender dla najbardziej innowacyjnych i perspektywicznych produktów zwiększających bezpieczeństwo państwa na XXVIII Międzynarodowym Salonie Przemysłu Obronnego MSPO 2020 w Kielcach.

Protect Med – system ochrony powstanie wspólnie ze szpitalem MSWiA w Białymstoku.

Nasi naukowcy chcąc rozwijać pomysł nawiązali też współpracę ze szpitalem MSWiA w Białymstoku, by opracować cały system ochrony pacjentów i personelu medycznego. Nazwali go Protect Med.

– To kompletny system wspierający rejestrację pacjentów w sposób bezpieczny, nawet tych pacjentów, którzy są zakażeni dowolnym patogenem – wyjaśnia prof. Zajkowski. – Mamy rozwiązania robotyczne, które pozwalają na łatwą, szybką, sprawną i niemal autonomiczną dezynfekcję zarówno powierzchni jak i ciągłą dezynfekcję powietrza w pomieszczeniach szpitala. Do tego celu wykorzystujemy promieniowanie UV-C, które w sposób bezchemiczny powoduje dekontaminację szkodliwych substancji i patogenów. Innowacją jest tutaj nadanie takiej mobilności i automatyzacji dla promieniowania, które jest emitowane z emiterów, z naszych źródeł światła, które przygotowaliśmy do równomiernego oświetlenia i naświetlania powierzchni. Chodzi tutaj o pełną automatyzację i możliwość zdalnego sterowania.

Głównymi filarami zespołu rozwojowego RobUV są: Kazimierz Dzierżek, Maciej Rećko, Piotr Kardasz, Maciej Zajkowski.

Jak robot autonomiczny porusza się w przestrzeni?

Szczegóły innowacyjności projektu naszych naukowców wyjaśnia współtwórca wszystkich wersji RobUV – dr hab. inż. Kazimierz Dzierżek, prof. PB z Katedry Robotyki i Mechatroniki Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej.

– RobUV jest inteligentnym urządzeniem ponieważ autonomicznie dezynfekuje pomieszczenia, sam dobiera trasę, taką którą wskaże operator, omija przeszkody, a także inteligentnie dobiera dawkę promieniowania, która jest niezbędna do dezynfekcji danego pomieszczenia – mówi prof. Dzierżek. – Jest bardzo wolny i bardzo silny, dlatego może pokonywać różnego rodzaju progi, przeszkody, bez interwencji człowieka i samodzielnie zdezynfekować pomieszczenia.

Jak to jest możliwe?

– Robot jest wyposażony w zestaw czujników, który pozwala mu na autonomiczną jazdę po korytarzach obiektu – opowiada dr inż. Piotr Kardasz z Laboratorium Komputerowego Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej. – Osiem ultradźwiękowych czujników odległości jest rozmieszczonych dookoła robota w jego podstawie.

Pozwalają one na wykrycie odległości od najbliższej ściany lub jakiegoś innego obiektu, który jest w okolicy robota. Jest też kamera z laserowym czujnikiem odległości, która pozwala wykryć przeszkody znajdujące się przed robotem na wysokości większej niż czujniki ultradźwiękowe.

– To pozwala na wykrycie na przykład człowieka znajdującego się przed tym robotem – mówi dr Kardasz.

Czujniki pozwalają robotowi poruszać się autonomicznie po korytarzu na podstawie mapy, która jest zawarta w pamięci robota.

– Docelowo robota będzie można nauczyć takiego korytarza i zapisać tę mapę tak, żeby mógł poruszać się po wyuczonym korytarzu samodzielnie – kontynuuje dr Kardasz.

W przypadkach, kiedy trzeba robota przeprowadzić ręcznie z miejsca na miejsce, robot wyposażony jest w zestaw zdalnego sterowania o dużym zasięgu z pilotem – identycznym, jakiego używają modelarze. Pozwala on na ręczne sterowanie tym robotem i przeprowadzenie go na przykład pomiędzy oddziałami szpitalnymi – tam, gdzie nie ma wgranej mapy terenu i nie może się on poruszać samodzielnie.

Robot porusza się dzięki dwóm kołom napędzanym silnikiem bezszczotkowym. Dzięki temu jest cichy i jest w stanie bardzo efektywnie poruszać się po różnych powierzchniach.

– Jest to konstrukcja oparta o trzy koła – dwa koła napędzające i jedno koło podpierające, dzięki czemu zawsze mamy stuprocentowy kontakt z podłożem – przekonuje mgr inż. Maciej Rećko z Katedry Robotyki i Mechatroniki Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej, współtwórca RobUV. – Konstrukcja jest stabilna – nie wywraca się.

Robot RobUV przeznaczony do dezynfekowania powietrza składa się z komory zawierającej źródła promieniowania ultrafioletowego, która jest podwójnie zamknięta, co zabezpiecza przed wydostawaniem się tego światła poza urządzenie. To zapewnia bezpieczne użytkowanie tego zestawu robotycznego. Robot składa się z podstawy oraz wieży, której zadaniem jest oczyszczanie powietrza.

– Dodatkowo system RobUV będzie składał się z robota, który będzie przeznaczony do dezynfekcji powierzchni – zdradza Rećko. – Tam promienniki promieniowania ultrafioletowego są już całkowicie widoczne, w związku z tym musi wykonywać działania pod zdalnym nadzorem, żeby żadna osoba nie przebywała w trakcie dekontaminacji w pomieszczeniu. Sam proces dekontaminacji będzie przeprowadzony automatycznie, a ze względów bezpieczeństwa jeżeli wykryte zostanie wtargnięcie do oczyszczanego pomieszczenie źródła promieniowania zostaną odłączone.

RobUV zasilany jest akumulatorami o napięciu 24 woltów, które następnie jest konwertowane na napięcie przemienne które zasila źródła promieniowania.

– Bez ładowania robot będzie mógł jeździć ponad dwie godziny w trybie ciągłej dekontaminacji, jeżeli robota zatrzymamy w wybranym przez nas miejscu i podłączymy do zewnętrznego źródła zasilania, to możliwa będzie jednoczesna dekontaminacja powietrza i ładowanie akumulatorów – prognozuje mgr inż. Rećko.

System Protect Med. czeka na pierwsze testy

– Myślę, że w szpitalu MSWiA prototyp urządzenia powinien pojawić się już na przełomie roku 2021/2022 prognozuje prof. Zajkowski. – W styczniu 2022 roku będziemy dokonywali pierwszych testów i od lutego chcemy wprowadzić testowanie przez personel medyczny i pacjentów.

– Wstępne prototypy robota były już testowane w szpitalu, teraz trwają prace nad ostateczną wersją prototypu, który będzie testowany dłużej w szpitalu – dodaje prof. Dzierżek. – To jest urządzenie, które będzie dezynfekowało powietrze i będzie mogło się poruszać między osobami przebywającymi na korytarzu. Ten robot trafi do szpitala jeszcze w grudniu do testów. Drugi robot do dezynfekcji sal szpitalnych, łóżek i szafek zostanie oddany do testów około lutego i będzie półautonomiczny, ponieważ w danym pomieszczeniu będzie się poruszał na krótkich odcinkach.

Tymczasem na „Technologie UV-C na Politechnice Białostockiej w walce z pandemią Covid-19 – Politechnika Białostocka” można oddawać swój głos w głosowaniu na Podlaską Markę Konsumentów – jeden z elementów Nagrody Podlaskiej Marki – jednego z najstarszych i najbardziej prestiżowych plebiscytów odbywających się na terenie regionu, organizowany nieprzerwanie od 14 lat przez Marszałka Województwa Podlaskiego i niezmiennie cieszący się dużym zainteresowaniem regionalnych producentów i konsumentów.

Zagłosuj na RobUV w konkursie Podlaska Marka

Dr hab. inż. Maciej Zajkowski, prof. PB

  • Katedra Fotoniki, Elektroniki i Techniki Świetlnej Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej
  • ekspert w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju
  • członek Prezydium Polskiego Komitetu Oświetleniowego SEP
  • konsultant w Narodowym Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
  • doradca ds. OZE w Urzędzie Marszałkowskim woj. podlaskiego
  • autor ponad 140 publikacji, patentów, twórca produktów i rozwiązań komercyjnych

Dr hab. inż. Kazimierz Dzierżek, prof. PB

  • Katedra Robotyki i Mechatroniki Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej
  • ekspert w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju
  • autor ponad 110 publikacji i 50 rozwiązań komercyjnych
  • opiekun Koła Naukowego Robotyków, w którym powstają łaziki marsjańskie

Dr inż. Piotr Kardasz

  • Katedra Automatyki i Robotyki, pracownik Laboratorium Komputerowego
  • członek Zespołu ds. Mediów Internetowych
  • specjalista w zakresie programowania mikrokontrolerów i procesorów
  • ekspert w zakresie technologii informacyjnych

mgr inż. Maciej Rećko

  • Katedra Robotyki i Mechatroniki Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej
  • współtwórca 3 analogów łazików marsjańskich
  • specjalista w zakresie robotyki
  • opiekun naukowy projektów finansowanych przez Ministerstwo Edukacji i Nauki, w ramach którym powstają analogi łazików marsjańskich.

 


Na skróty
× W ramach naszego serwisu www stosujemy pliki cookies zapisywane na urządzeniu użytkownika w celu dostosowania zachowania serwisu do indywidualnych preferencji użytkownika oraz w celach statystycznych.
Użytkownik ma możliwość samodzielnej zmiany ustawień dotyczących cookies w swojej przeglądarce internetowej.
Więcej informacji można znaleźć w Polityce Prywatności
Korzystając ze strony wyrażają Państwo zgodę na używanie plików cookies, zgodnie z ustawieniami przeglądarki.
Akceptuję Politykę prywatności i wykorzystania plików cookies w serwisie.