Автономные противовирусные роботы демонстрируют потенциал в борьбе с COVID-19

Прототип робота использует визуальный процессор (VPU) Intel® Movidius™ для перемещения среди людей во время дезинфекции помещений больниц с помощью ультрафиолетового света.

Робот с искусственным интеллектом проходит испытания способности дезинфицировать загрязненные поверхности с помощью ультрафиолетового света. Цель — оказать помощь перегруженным больницам в борьбе с COVID-19.

Стиви обычно проводит дни, развлекая престарелых. Каждый день он поет, ведет группу танца, справляется о жизни постояльцев, шутит — делает все, чтобы поднять настроение окружающим.

Подобно другим медицинским работникам, столкнувшимся с пандемией, Стиви должен овладеть новыми навыкам для оказания помощи. Но в отличие от своих коллег он смог стать меньше 4 футов 7 дюймов и переродился в Виолетту — прототип нового робота, сочетающего в себе две сверхспособности: использование ИИ для перемещения в пространстве и ультрафиолетового света для уничтожения бактерий и сложных штаммов вирусов.

Противовирусный робот Виолетта и социальный робот Стиви созданы компанией Akara, ирландским стартапом, специализирующимся на искусственных интеллектуальных помощниках для сферы здравоохранения. Инженеры Akara быстро включились в борьбу с коронавирусом, объединившись с Intel для разработки ключевой технологии Стиви с целью оказания помощи больницам в реализации быстрой и эффективной стерилизации помещений.

ИИ на новой волне

Клинически доказано, что определенный диапазон ультрафиолетового света, известный как UV-C, убивает сложные вирусы и бактерии. В последние 10 лет он используется в больницах для дезинфекции.

Хоть нет однозначных свидетельств воздействия ультрафиолетового излучения типа С на вирус SARS-CoV-2, вызывающий болезнь COVID-19, исследования показали, что его можно использовать против других коронавирусов, таких как SARS-CoV-1.1 Ультрафиолетовое излучение типа C повреждает структуру генов вирусов и бактерий, препятствуя их размножению. Ранние результаты исследований эффективности UV-C в борьбе с SARS CoV-2 в Центре исследований болезней и иммунитета Колумбийского университета многообещающи.2

Благодаря малым габаритам Виолетты и ее способности безопасно действовать среди людей она пригодна для выполнения задач и за пределами больниц.

Роботы с источниками UV-C используются для стерилизации помещений в больницах, но большинство из них не предназначены для нахождения в помещении одновременно с человеком. Их громоздкие размеры затрудняют перемещение в переполненных людьми и тенистых местах. Они испускают свет, который в больших дозах может быть опасен для людей. Из-за этого для обеспечения безопасности медицинских работников и пациентов приходится освобождать помещения, поскольку свет может вызвать ожоги, повредить зрение и даже спровоцировать рак кожи.

Планируется, что для обнаружения и обхода людей в помещении прототип Виолетта будет использовать датчики движения, визуальный процессор Intel® Movidius™ и платформу Luxonis DepthAI для реализации искусственного интеллекта, глубинного обучения и определения контуров. Это позволяет стройной и ловкой Виолетте работать в помещении среди людей, проникать в узкие места, производить очистку поверхностей и автоматически выключаться до того, как кто-либо попадет в ограниченную зону направленности ультрафиолетовых лучей.

Стиви использовал компьютерное зрение для перемещения в помещении и общения с людьми — это ключевые навыки, необходимые для социального взаимодействия и участия в общественной жизни. Команда Akara присоединилась к созданному корпорацией Intel инкубатору в январе 2020 г., где к разработке передовых сенсорных способностей для Стиви подключились Movidius и Luxonis.

Когда разразилась пандемия COVID-19, вся команда приступила к поискам способов помочь. После обсуждения проблем в инкубаторе инженеры Akara уже через 24 часа приступили к сборке прототипа Виолетты. Они изменили способности компьютерного зрения Стиви таким образом, чтобы Виолетта могла точно перемещаться среди людей.

«В некотором смысле „детектор людей“ Виолетты было легче активировать», — сказал Джонатан Бирн (Jonathan Byrne), старший разработчик программного обеспечения в Movidius, который тесно сотрудничает с Akara в разработке робота. «Стиви нужно было делать 10–15 действий, а Виолетте — гораздо меньше: только делать уборку и избегать людей».

Сокращение времени уборки без компромиссов

Виолетта — это не первая попытка заменить традиционные методы дезинфекции вручную.

Сегодня в некоторых больницах используют другие неконтактные подходы с использованием химических дезинфицирующих средств, которые эффективны, но требуют освобождения помещений на длительный период времени.3 Например, для полной дезинфекции помещения парами перекиси водорода может потребовать более пяти часов, прежде чем люди смогут безопасно вернуться на рабочие места. И в некоторых больничных помещениях это средство применять нельзя.

Системы здравоохранения во всем мире уже располагают списками ожидания медицинских средств визуализации, и любые задержки лишь усугубляют финансовую нагрузку на больницы. Например, радиология ставит уникальные задачи: во многих случаях высокотехнологичное оборудование, такое как компьютерные томографы, нельзя обрабатывать сильнодействующими химическими веществами, из-за чего требуется чистка вручную. Это приходится делать самим специалистам, и они тратят по полтора часа после каждого 15-минутного обследования пациента.

Виолетта, которая, как предполагается, будет готова для внедрения в больницах к середине 2020 г., недавно прошла испытания в Ирландии на способность дезинфицировать компьютерные томографы и изоляторы с целью сокращения простоев в связи с дезинфекцией. В Akara обнаружили, что робот может ускорить работу и избавить медицинский персонал от потенциально опасной дезинфекции помещений вручную.

Благодаря малым габаритам Виолетты и ее способности безопасно действовать среди людей она пригодна для выполнения задач и за пределами больниц. Прототип в настоящее время проходит испытания в системе общественного транспорта в Дублине и продемонстрировал потенциал в сфере дезинфекции других мест с интенсивным движением людей, таких как туалеты, аэропорты, гостиницы, круизные суда и залы ожидания.

«Что касается вспышки COVID-19, мы по-прежнему работаем в „пожарном“ режиме. Сейчас мы уделяем особое внимание больницам и домам престарелых, где идет поток посетителей каждый день», — сказала Ниам Доннелли (Niamh Donnelly), сооснователь Akara и директор отдела ИИ и машинного обучения.

Но она признает, что Виолетта вскоре пригодится и в других местах.

«По мере возвращения людей к работе, праздникам и привычному образу жизни изменятся и сферы, в которых потребуется помощь Виолетты. Мы ежедневно получаем более 10–20 электронных писем от представителей различных отраслей с вопросами о роботах, таких как Виолетта».

Инженеры уже изучают другие приложения компьютерного зрения для контроля распространения COVID-19. Используя инструментарий Intel® Distribution of OpenVINO™, инженеры добились успеха в контроле использования масок и соблюдения рекомендаций в отношении социальной дистанции.

Лучи надежды

В мире, который в большей степени уязвим перед пандемией, ученые считают, что роботы вроде Виолетты играют важную роль в обеспечении безопасности населения.4 Случаи использования в будущем уже очевидны: такие роботы, как Стиви и Виолетта, можно дополнительно оснастить компьютерным зрением для контроля социальной дистанции, соблюдения правил индивидуальной защиты (PPE) и даже контроля контактов. Эти возможности в настоящее время изучаются с помощью искусственного интеллекта и инструментария Intel® Distribution of OpenVINO™.5

На ранних этапах реагирования на кризис много внимания уделялось разработке оперативных тестов и вакцины. Эта работа имеет огромное значение, но одновременно с этим необходимы и другие инновации. Этот опыт научил нас необходимости оперативной подготовки больничной системы в условиях пандемии во имя благополучия пациентов и работников на переднем крае. Нам нужна вся доступная помощь, будь то от людей или нет.

Чтобы узнать больше о том, как Akara и Виолетта помогают больницам, посетите эту страницу.

Уведомления и отказ от ответственности

Intel не контролирует и не проверяет сторонние данные. Для оценки точности следует обращаться к другим источникам информации.

© Корпорация Intel. Intel, логотип Intel и другие товарные знаки Intel являются товарными знаками корпорации Intel или ее подразделений. Другие наименования и товарные знаки являются собственностью своих законных владельцев.