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Start Technik & Betrieb Reinigung Desinfizieren mit smarten Helfern: Fraunhofer-Institute entwickeln Reinigungsroboter

Desinfizieren mit smarten HelfernFraunhofer-Institute entwickeln Reinigungsroboter

Mehrere Fraunhofer-Institute untersuchen in einem Forschungsprojekt, wie Serviceroboter Gebäude und Verkehrsmittel gezielt reinigen und desinfizieren können. Sie wollen im Kampf gegen Corona neue Technologien entwickeln, aber auch verschiedene Reinigungsmethoden analysieren.  

Seit Oktober 2020 arbeiten zwölf Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft im Forschungsprojekt „Mobile Desinfektion“ (Mobdi) zusammen. Sie entwickeln neue Hardware- und Softwarelösungen für mobile Serviceroboter. Ziel ist, potenziell kontaminierte Oberflächen bedarfsgerecht mit einem Roboter zu desinfizieren so das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA).

Das Fraunhofer IPA bündelt die Partner. Das Projekt ist Teil des Aktionsprogramms „Fraunhofer vs. Corona“ und läuft noch bis September.

Werkzeuge entwickeln: Vom Wischen bis zur UV-Behandlung

Für die Desinfektion in Gebäuden und Verkehrsmitteln entwickeln die Projektpartner jeweils spezialisierte Serviceroboter. Für beide Roboter erstellen die Experten verschiedene Werkzeuge, die durch Wischen, Sprühen, UV- oder Plasmabehandlung desinfizieren. Die Roboter können diese nach Bedarf automatisch wechseln.

Oberflächen schonend desinfizieren, aber mit welcher Methode?

Für eine gezielte und schonende Reinigung führen die Projektpartner zudem Versuche mit den verschiedenen Reinigungs- und Desinfektionsverfahren durch. Sie untersuchen dafür gängige Oberflächentypen wie Edelstahl und Kunststoffe. Dabei analysieren sie nicht nur die einzelnen Verfahren. Auch Kombinationsmöglichkeiten dieser nehmen die Forscher unter die Lupe.

So könnten die Roboter beispielsweise zunächst einen Türgriff wischen und anschließend UV-Licht einsetzen, um auch Keime an schwer zugänglichen Stellen zu neutralisieren. Das Fraunhofer ILT untersucht dabei speziell den kombinierten Einsatz von UV- und Plasmaquellen.

Desinfektionserfolg und Materialschädigung prüfen

Für die verschiedenen Verfahren werten die Forscher der Fraunhofer-Institute FEP und IFAM zudem den Desinfektionserfolg mithilfe von Bakterien- und Virenproben aus. Außerdem untersucht das Fraunhofer IST mögliche Materialschädigungen.

Das Fraunhofer IWS analysiert, inwieweit schädliche Zersetzungsprodukte entstehen. So wollen die Projektpartner eine Methodik entwickeln, um für jeden Desinfektionsvorgang abhängig von Material und Verschmutzungsgrad die am besten geeigneten Verfahren auszuwählen.

Intelligente Sensorik im Einsatz

Dank intelligenter Wahrnehmungsfunktionen und mithilfe maschinellen Lernens sollen die Desinfektionsroboter zudem gezielt reinigen können. Dafür kommt unter anderem ein multimodaler 3D-Sensor des Fraunhofer IOF zum Einsatz. Mithilfe dieses Sensors erkennen die Roboter während der Inbetriebnahme selbstständig alle Objekte, die sie desinfizieren sollen, und das Material, aus dem diese bestehen.

Ein mehrschichtiges Umgebungsmodell des Fraunhofer IOSB führt alle benötigten Informationen zusammen und ermöglicht den kleinen Helfern so, Reinigungsabläufe selbstständig zu planen. Es enthält eine Karte der Umgebung, die Position aller zu reinigenden Objekte sowie deren Material.

Auch für den Regelbetrieb wollen die Forscher eine Wahrnehmungsfunktion entwickeln. Bevor der Roboter einzelne Objekte desinfiziert, soll er anhand des Verschmutzungsgrads das Reinigen optimieren und den Erfolg verifizieren können.

Praxistest zum Abschluss

Um die automatisierten Helfer bedarfs- und praxisgerecht anzupassen, entwickelten die Projektpartner gleich zu Projektbeginn gemeinsam mit Anwendern die Szenarien, in denen die Roboter zum Einsatz kommen sollen. Dazu haben sie Gespräche mit Logistik- und Hygieneexperten in Kliniken nebst Betreibern und Reinigungskräften in Gebäuden und im Personenverkehr durchgeführt.

Bis zum Abschluss des Projekts sollen die entwickelten Roboter dann auch in der Praxis zum Einsatz kommen. Die Projektpartner wollen diese zunächst in ihren jeweiligen Labors testen und danach in realistischen Einsatzumgebungen wie in einem öffentlichen Gebäude, im Personenverkehr oder in einer Klinik.

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