Robot cộng tác (cobot) đang trở thành cánh tay “đắc lực” và là giải pháp rất hiệu quả trong cuộc chiến chống COVID-19 trên toàn cầu. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu công dụng của robot (cụ thể là robot cộng tác của Universal Robots – UR) trong thời kì đại dịch, cũng như một số đóng góp khác trong việc đáp ứng nhu cầu khử trùng và xét nghiệm COVID-19 trên toàn thế giới.
KHỬ TRÙNG BẰNG ROBOT CỘNG TÁC
Đại dịch toàn cầu đã kéo theo nhu cầu rất lớn về công nghệ làm sạch sâu và khử trùng hiệu quả, tránh sự tiếp xúc trực tiếp của con người với những khu vực có nguy cơ lây nhiễm. Trong tháng Tư vừa qua, các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Công nghệ Nanyang (NTU) đã cho ra mắt giải pháp cho vấn đề này với tên gọi eXtremeDisinfection roBOT (XDBOT). Robot này có cấu tạo gồm một cánh tay robot UR5 gắn vòi phun tĩnh điện, đặt trên một chân đế di động.
Các nhà nghiên cứu đã lập trình để cánh tay robot bắt chước chính xác chuyển động bàn tay của con người, nhờ đó có khả năng vệ sinh các bề mặt khó tiếp cận như gầm giường hoặc gầm bàn – điều mà các robot khử trùng truyền thống không làm được do mức độ khéo léo thấp hơn. Hệ thống này bao gồm vòi phun và bình lớn chứa dung dịch khử trùng với dung tích 8,5 lít, cho phép XDBOT nhanh chóng phun chất khử trùng trên diện rộng mà vẫn đảm bảo hiệu quả sạch sâu.
Một tính năng quan trọng khác là XDBOT có khả năng vận hành bán tự động. Điều này cho phép con người điều khiển robot từ xa thông qua máy tính bảng hoặc máy tính xách tay, nhờ đó hạn chế việc tiếp xúc trực tiếp với những bề mặt có nguy cơ lây nhiễm.
Với khả năng vận hành liên tục trong bốn tiếng đồng hồ chỉ với một lần sạc, XDBOT đã được chạy thử nghiệm thành công tại các khu vực công cộng trong khuôn viên của trường. Nhóm nghiên cứu hiện đang chuẩn bị thử nghiệm công nghệ này tại các bệnh viện công.
Cũng trong tháng Tư, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Nam California (USC) cho ra mắt bản thử nghiệm Agile Dexterous Autonomous Mobile Manipulation System-UV (ADAMMS-UV). Giống như XDBOT, ADAMMS-UV có cấu tạo gồm một cánh tay robot UR5 đặt trên một chân đế di động. Tuy nhiên, thay vì phun chất khử trùng, ADAMMS-UV sử dụng đèn chiếu tia UV có khả năng phá vỡ cấu trúc ADN của vi-rút, gắn trên phần đế.
Được trang bị kẹp gắp cung cấp bởi các đối tác , ADAMMS-UV có khả năng cầm nắm đồ vật, cũng như vệ sinh những bề mặt khó tiếp cận. Giống như XDBOT, ADAMMS-UV có thể được vận hành từ xa mà vẫn đảm bảo tuân thủ các quy định về giãn cách xã hội và phòng tránh lây nhiễm. Robot cộng tác này được gắn các camera giúp người vận hành dễ dàng điều khiển. Bên cạnh đó, một camera cảm biến time-of-flight (ToF) cũng được trang bị trên tay gắp robot có chức năng quét khu vực xung quanh và phát ánh sáng hồng ngoại để xác định độ sâu trường ảnh. Dựa trên những thông tin dưới dạng hình ảnh này, ADAMMS-UV có khả năng xây dựng một mô hình 3D về khu vực cần khử trùng.
Ông Satyandra Gupta, Giám đốc Trung tâm Sản xuất Tiên tiến tại USC chia sẻ: “Ban đầu chúng tôi phát triển ứng dụng robot cộng tác di động là giải pháp Machine tending nhằm hỗ trợ con người trong hoạt động sản xuất. Khi đại dịch COVID-19 bùng nổ, USC buộc phải vệ sinh các phòng thí nghiệm trong hệ thống của mình, chúng tôi lựa chọn cobot UR5 bởi tính năng an toàn tích hợp, đồng nghĩa với việc chúng tôi vẫn có thể sử dụng robot cộng tác này theo hướng cộng tác với con người. UR là công ty đi đầu trong lĩnh vực cobot, vậy nên đó là một quyết định dễ dàng đối với chúng tôi”. Ông Gupta chia sẻ thêm: “Việc vệ sinh, khử trùng bên trong phòng thí nghiệm rất phức tạp. Bạn không thể đơn thuần phun thuốc khử trùng cả phòng được. Do đó, chúng tôi đã nghiên cứu cách khử trùng bằng tia UV và nhận thấy đây là một phương án khả thi. Tuy nhiên, các giải pháp trên thị trường lúc đó thiên nhiều hơn về khử trùng phòng trên quy mô lớn, chẳng hạn, không thể mở ngăn kéo, lấy đồ vật ra, đặt đồ vật lên bàn và đặt gậy chiếu đèn UV lên đồ vật để khử trùng”. Hiện tại, đội ngũ của ông đang nghiên cứu phương án tích hợp thêm một robot cộng tác UR5 nhằm tăng gấp đôi thao tác và tốc độ khử trùng của ADAMMS – ví dụ, một cánh tay robot có thể mở ngăn kéo trong khi cánh tay còn lại có thể cầm đèn chiếu tia UV.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thành công bản thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và đang trong quá trình thẩm định thêm để đảm bảo công nghệ này có thể ứng dụng được cho các công trình công cộng như bệnh viện, khách sạn hay văn phòng.
XÉT NGHIỆM COVID-19 BẰNG ROBOT CỘNG TÁC
COVID-19 cũng tạo ra nhu cầu xét nghiệm lớn nhất từ trước đến nay, và đây là lĩnh vực hoàn toàn có thể tận dụng các ứng dụng của robot. Để đáp ứng nhu cầu đột biến này, Esben Østergaard, nhà đồng sáng lập của UR, đã phát huy sức sáng tạo của mình để thiết kế và phát triển robot lấy mẫu xét nghiệm từ cổ họng đầu tiên trên thế giới. Đây là sản phẩm được ra mắt bởi Công ty Lifeline Robotics do ông và Viện Maersk Mc-Kinney Moller tại Đại học Nam Đan Mạch (SDU) đồng sáng lập.
Thông qua hợp tác với các nhà nghiên cứu robot học tại SDU, loại robot này được phát triển với cấu tạo gồm cánh tay robot UR3 với thiết bị đầu cuối (end-effector) được tùy chỉnh in 3D. Quy trình rất đơn giản. Đầu tiên, bệnh nhân quét thẻ căn cước của mình. Ngay sau đó, robot sẽ chuẩn bị kit xét nghiệm, trong đó gồm một lọ đựng mẫu phẩm đã dán nhãn in mã số căn cước của bệnh nhân, và lấy tăm bông. Với hệ thống tầm nhìn tích hợp sẵn, robot có khả năng xác định các điểm quẹt lấy mẫu chính xác từ cổ họng của bệnh nhân. Ngay khi bước lấy mẫu hoàn thành, cánh tay robot sẽ đặt mẫu phẩm vào lọ rồi vặn nắp đóng chặt. Lọ này sau đó sẽ được gửi đến phòng thí nghiệm để phân tích. Toàn bộ quá trình kéo dài khoảng 7 phút, trong đó việc lấy mẫu từ cổ họng của bệnh nhân chỉ mất 25 giây. Hệ thống này đã chính thức ra mắt tại Đan Mạch hồi cuối tháng Năm vừa qua.
VÀ CÒN HƠN THẾ NỮA!
Một trong nhiều lợi ích của robot, cụ thể là robot cộng tác UR, mang lại là khả năng linh hoạt trong việc hỗ trợ phát triển, tự động hóa một cách nhanh chóng. Đây là tính năng thực sự cần thiết trong thời điểm diễn ra khủng hoảng như hiện nay. Chẳng hạn, tháng Ba vừa qua, nhà sản xuất ô tô Tây Ban Nha SEAT quyết định chuyển đổi một trong những dây chuyền sản xuất ô tô của mình thành dây chuyền sản xuất máy thở. Gã khổng lồ trong ngành ô tô này đã cho lắp đặt một cánh tay robot UR10e ở cuối dây chuyền với chức năng kiểm tra chất lượng khóa hộp điều khiển máy thở.
Cũng tại Tây Ban Nha, công ty sản xuất nhựa Pepri bắt đầu sản xuất linh phụ kiện nhựa cho giường bệnh nhằm đáp ứng nhu cầu tăng cao trong bối cảnh đại dịch. Tận dụng năng lực tái triển khai nhanh chóng của cobot UR, Pepri nhanh chóng chuyển sang sản xuất thanh chắn cạnh giường, đầu giường và chân giường bằng vật liệu nhựa cho giường bệnh. Robot cộng tác UR được sử dụng để cắt linh phụ kiện nhựa thổi đúc.
Đóng góp của những tiến bộ công nghệ robot trong việc đáp ứng các nhu cầu gia tăng đột biến do đại dịch COVID-19 là tín hiệu đáng khích lệ. Robot cộng tác đã tạo ra sự khác biệt cho cuộc sống con người bằng cách thực hiện những tác vụ tiềm ẩn những rủi ro về sức khỏe và đảm bảo an toàn cho con người.
Nguồn: UR