Desinfektion durch Roboter

Der Desin­fek­tion­sro­bot­er BALTO – benan­nt nach einem Schlit­ten­hund, der vor hun­dert Jahren drin­gend benötigte Impf­seren in ein schw­er erre­ich­bares Gebi­et Alaskas brachte – kann Türklinken und Co. effizient desin­fizieren. Er tut dies selb­st­ständig und reagiert dabei auch auf Men­schen in seinem Umfeld. Möglich macht es eine Schnittstelle mit dem Build­ing Infor­ma­tion Mod­el­ing BIM.
Nie stand die Hygiene so sehr im Fokus wie derzeit – schließlich ist sie eine der Waf­fen, um als Gesellschaft in der Coro­na-Pan­demie zu beste­hen. Der Desin­fek­tion­sro­bot­er des Fraun­hofer Italia Inno­va­tion Engi­neer­ing Cen­ter in Bozen und des Fraun­hofer-Insti­tuts für Arbeitswirtschaft und Organ­i­sa­tion IAO in Stuttgart, entwick­elt in dem Anti-Coro­na Förder­pro­gramm des Unternehmens, set­zt genau hier an: Er soll – als ein­er von vie­len Bausteinen – dabei helfen, die Pan­demie einzudäm­men und zukün­ftige möglichst zu vermeiden.

»BALTO kann autonom Türklinken und andere Bere­iche desin­fizieren, die von vie­len Per­so­n­en in hoher Fre­quenz berührt wer­den. Auf diese Weise lässt sich das Risiko für Besuch­er eben­so ver­ringern wie das Risiko für Per­so­n­en, die mit der Desin­fek­tion beauf­tragt werden.«
— Dr.-Ing. Michael Riedl, stel­lvertre­tender Direk­tor des Fraun­hofer Italia Inno­va­tion Engi­neer­ing Center

Die Beson­der­heit des Desin­fek­tion­sro­bot­ers liegt jedoch nicht in der Fähigkeit des Desin­fizierens an sich – diese haben andere Desin­fek­tion­sro­bot­er schließlich auch – son­dern vor allem darin, dass er direkt mit dem Build­ing Infor­ma­tion Mod­el­ing, kurz BIM, ver­net­zt ist. In den BIM-Mod­ellen sind nicht nur die Gebäude-Geome­trien gespe­ichert, son­dern auch alle grundle­gen­den Bauteil-Attribute wie Funk­tion oder Mate­ri­alien. So kön­nen beispiel­sweise auch Türklinken erkan­nt und exakt lokalisiert werden.

Präzise, zuverlässige und hochautomatisierte Desinfektion

Um seine Arbeit zu ver­richt­en, braucht der Robot­er die entsprechen­den Gebäude­dat­en. Nun ist es nicht zielführend, für den Robot­er eine eigene Gebäudekarte aufzubauen: Man müsste dann nicht nur die BIM-Dat­en regelmäßig aktu­al­isieren, son­dern zusät­zlich auch noch die des Robot­ers. Dies würde das Sys­tem nicht nur teur­er machen, son­dern es wäre auch aufwändi­ger zu betreiben und fehler­an­fäl­liger. »Wir haben daher auf Basis des offe­nen Robot­er-Oper­at­ing-Sys­tems ROS eine Schnittstelle geschaf­fen, über die der Robot­er direkt mit BIM sprechen kann«, erläutert Riedl. Auf diese Weise weiß der Robot­er nicht nur, wo im Gebäude sich beispiel­sweise Türen befind­en, son­dern auch, welche Türen oft genutzt wer­den und aus welchem Mate­r­i­al deren Türklinken sind. Er kann sein Desin­fek­tion­spro­gramm entsprechend anpassen.
Ist ein Kor­ri­dor auf­grund ein­er Baustelle nicht zugänglich, kann diese Infor­ma­tion direkt in der Nav­i­ga­tion­s­pla­nung berück­sichtigt wer­den. Wichtig ist die Schnittstelle zum BIM auch bei der Men­sch-Robot­er-Inter­ak­tion. Begeg­net der Robot­er ein­er oder mehreren Per­so­n­en, soll er auswe­ichen. Ist dies nicht möglich, bleibt er ste­hen. Schlecht wäre allerd­ings, wenn er aus­gerech­net in einem Fluchtweg ste­hen bleiben und diesen damit versper­ren würde. Da jedoch auch der Ver­lauf der Fluchtwege in den BIM-Dat­en verze­ich­net ist, lassen sich solche Sit­u­a­tio­nen über die Schnittstelle ver­mei­den. Dabei ist die Schnittstelle zum BIM nicht nur ein­seit­ig, son­dern bidi­rek­tion­al. Der Robot­er kann so seine Desin­fek­tion­sauf­gaben mit weit­eren Kol­le­gen abstim­men und die gemein­sam erledigten Desin­fek­tion­sauf­gaben an das Sys­tem zurückmelden.

Selbstplanung der Route

Auch bei der Pla­nung der Desin­fek­tion­srou­ti­nen punk­tet BALTO: »Man braucht ihn nicht mit entsprechen­den Koor­di­nat­en zu füt­tern, son­dern kann die Desin­fek­tion ein­er ganzen Klasse von Objek­ten in Auf­trag geben«, sagt Gün­ter Wen­zel, Abteilungsleit­er a dem Insti­tut . Statt ihm also einzeln die Ort­sangaben jed­er zu desin­fizieren­den Türklinke nen­nen zu müssen, reicht ein genereller Auf­trag wie: Alle stark genutzten Türklinken sollen mit ein­er Fre­quenz von X Minuten desin­fiziert wer­den. Über eine weit­ere Schnittstelle etwa zum dig­i­tal­en Zwill­ing eines Gebäudes wären auch Szenar­ien denkbar wie: In diesem Raum find­et laut der Raum­pla­nungs­datei zu fol­gen­der Zeit ein Meet­ing statt, bitte in dieser Zeit dort nicht desin­fizieren. Anhand solch­er Angaben plant BALTO seine Desin­fek­tion­srou­tine selb­st – ange­fan­gen von der Frage, welche Wege er am besten wählt, bis hin zum opti­malen Desin­fek­tion­s­mit­tel für die zu behan­del­nden Materialien.
IAm Tech­nolo­giepark NOI in Bozen, in dem sowohl Unternehmen als auch Forschungsin­sti­tute ansäs­sig sind und dementsprechend ständig Leute kom­men und gehen, sind bere­its drei Demon­stra­toren im Ein­satz, vor­erst noch unter der ständi­gen Überwachung des Forschung­steams. Im Future Work Lab – ein­er Kom­bi­na­tion von Pro­duk­tion­sumge­bung und Ausstel­lungs­fläche – und im Zen­trum für Virtuelles Engi­neer­ing ZVE ist ein weit­eres Sys­tem im Einsatz.