10天的冲刺，制造抗击COVID-19的机器人
移动机器人帮助消毒高接触表面
身高只有三英尺多一点。这个98米高的四轮机器人在新加坡市区的办公园区里穿行时，看起来可能不太像——但不要被它骗了。配备了商用级消毒剂和双管喷枪，这个来自威斯顿机器人的小机器人正在勤奋地消毒它所经过的任何高接触表面。无论是由异地人员远程控制，还是用紫外线灯自动在空荡荡的酒店房间里巡航，这个机器人都在努力前往人类不再应该去的地方。
威斯顿机器人设计了三个新的消毒和温度监测机器人原型。每一次都只用了10天。
威斯顿机器人与AgileX联合设计的消毒机器人。图片来源:AgileX
几十年来，人类一直在梦想着让机器人代替高风险或乏味的工作，让他们的生活更轻松，但有了这些消毒机器人，梦想更多的是一种必需品。
新型冠状病毒感染症(C世界杯预选赛小组名单OVID-19)给国际社会带来了沉重的打击。2020年3月，世界卫生组织将该疾病列为大流行，截至2020年6月，全球已有500多万人感染该病毒。该病毒通过呼吸道飞沫传播，或通过接触我们的鼻子和嘴直接进入身体，或从距离6英尺(1.8米)以上的空气中残留的颗粒吸入。
随着科学家们竞相了解并研制出针对这种病毒的疫苗，预防工作的重点是及早发现、追踪接触者，并在极度限制人类接触的同时，勤奋地对表面和手进行消毒。
为张彦良博士，常务董事兼首席科学家韦斯顿的机器人该公司是一家总部位于新加坡的机器人开发商和供应商，使用机器人帮助达到消毒标准显然是一个选择。威斯顿机器人设计了三个新的消毒和温度监测机器人原型。每一次都只用了10天。
在正确的地点(错误的时间)
“在新冠病毒被宣布在人类中具有传染性的第一天，我的团队聚在一起说，‘我们设计机器人，我们能做些什么来减缓病毒的传播?’”张说。“显然，当时我们无法完全设计出一个新的机器人模型。相反，我们想利用我们已经拥有的东西:移动机器人。”
在新冠肺炎疫情爆发之前，威斯顿机器人公司已经拥有了一个小型移动机器人武器库，包括配备有轮子的紧凑型监视机器人，该机器人专为户外公园等不平坦地形设计。该团队并没有从头开始设计新的机器人来对抗病毒，而是在现有的机器人上安装了消毒工具。
“我们问自己，‘我们能给这些机器人加一些东西吗，比如，喷化学消毒剂的喷枪?’”张说。
“我们看到对机器人的大量需求，用于消毒和运送物资，以对抗病毒的传播。”
威斯顿机器人公司董事总经理、首席科学家张彦良博士
尽管威斯顿机器人设计了其他类型的机器人解决方案，包括自动驾驶汽车和外骨骼，张说，该团队很快决定，像这样的小型机器人将是最好的解决方案。它们不仅易于改造，而且还可以通过提供易于控制、安全的消毒和运送基本物品的选择，帮助减轻卫生保健和其他工作人员的负担。
“当这种情况发生时，我们看到对机器人的大量需求，用于消毒和运送物资，以对抗病毒的传播，”张说。
这个由威斯顿机器人公司设计的机器人使用紫外线为建筑内部消毒。图片来源:Weston Robot
特殊时期的特殊解决方案
但是，即使使用预制的移动机器人身体，在几天内创造新的原型也不是一件小事。为了完成工作，团队依赖于使用MATLAB的基于模型的设计进行快速建模和仿真®和仿真软件®．这种方法使团队能够快速识别和纠正新设计中出现的问题。
“我们不想从零开始。我们在市场上寻找不同的组件，并对这些组件进行集成和测试。”
威斯顿机器人公司董事总经理、首席科学家张彦良博士
他们加快原型制作过程的另一种方法是将市场上现成的设备整合到现有的机器人中。张说，他们的消毒剂喷洒机器人最初的原型使用了一种专门用于洗车的喷枪。
“我们不想从零开始，”张说。“我们在市场上寻找不同的组件，并对这些组件进行集成和测试。”
除了实际建造这些机器人原型外，该团队还面临着一些软件方面的挑战——即如何有效地与这些机器人通信并控制它们，以确保它们在部署环境中的准确性和安全性。
第一个消毒机器人的原型。图片来源:Weston Robot
为了克服这些设计障碍，该团队决定使用4G技术来远程控制在难以预测的环境中的机器人，比如在公园里漫步的户外机器人。这种方法使他们能够更好地控制消毒剂的喷洒位置，并确保机器人和任何路人的安全。
在室内环境中，该团队选择了紫外线灯和预先编程的自主运动地图，而不是机器人喷洒有潜在危险的消毒剂——类似于机器人吸尘器如何通过你的客厅地图进行清洁。
经过严格的原型设计和对每个想法的试错测试，该团队推出了三个原型:一个是用于在工业园区和购物中心等环境中喷洒化学消毒剂的户外机器人，一个是配备紫外线光柱的室内机器人，用于对宿舍和酒店等环境进行无创消毒，另一个是配备红外摄像头的洗手液和送纸巾机器人，用于测量人体温度。
每个机器人重约100磅(45公斤)，不超过3.3英尺(1米)。室外机器人可以携带8加仑(30升)的消毒剂，一次充电可以覆盖近4英亩(14800平方米)，室内消毒机器人可以覆盖10到15个房间，同样的充电量。
在中国移动机器人制造公司Agile X的帮助下，这些机器人从原型变成成品又花了一个月的时间。
“在最终产品中，我们会重新开发所有东西，”张说。Agile X非常擅长硬件制造，所以他们可以快速实现你的想法，并在那里进行产品组装测试。在封锁期间，我们很难从供应链中获得零部件，但根据我们的设计规格，他们非常擅长制造整个机器人。”
消毒机器人可远程控制。机器人上的摄像头为操作者提供机器人周围环境的视图。图片来源:Weston Robot
为新常态做准备
这些机器人已经开始在意大利和中国推出，预计将于6月在世界各地交付更多。当威斯顿机器人公司继续完善他们的设计时，张说他们的团队已经开始学习公众想要和什么样的机器人互动以及不想和什么样的机器人互动的经验。
这款温度监测机器人最初并不是设计用来送洗手液和纸巾的，但张说，当它只是一个摄像头时，人们觉得它有点太刺眼了。
“人们可能会觉得自己一直在被监控，”张说。“所以，我的团队说，‘让我们试着让这个机器人有点软。“例如，我们现在为机器人提供洗手液和纸巾，这样人们就会主动靠近相机和机器人。”我们让机器人变得更友好、更平易近人。”
随着这些机器人在大流行初期和之后继续使用，以防止额外的感染浪潮，该团队希望确保它们使用起来尽可能直观，并容易与之交互。为此，该团队让员工在上了几堂简单的课后，就可以通过平板电脑控制它们。
威斯顿机器人正在寻求认证，以确保电池和其他内部组件的安全性，并帮助这些机器人在世界各地的更多地方“街头合法”。但是，由于全球封锁，这些认证目前被暂停。
这个机器人通过监测温度来检测可能的感染。它还提供洗手液和纸巾。图片来源:Weston Robot
为了确保机器人的使用尽可能的直观和易于交互，该团队让工人在上了几节简单的课后，就可以通过平板电脑控制它们。
“我们必须确保它能通过所有的认证，”张说。“但现在，连认证中心都被封锁了。”
在机器人的试验阶段不需要这些认证，但当各国开始重新开放时，这些认证将成为威斯顿机器人的首选。与此同时，这些机器人将开始工作，以确保“新常态”尽可能安全。
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