在封閉管理期間🦸♀️,物傳人成為保護恒行2平台的最主要的挑戰🪑。日前,消殺大宗物資的固定式設備、精準消殺的移動式智能機器人、小巧發光的電梯消毒燈等7種恒行2自主研發的智能消殺設備陸續上崗,成為恒行2平台消殺的堅實力量。
從4月15日學校部署物表病毒消殺設備研發任務♿️,到第一批智能消殺設備交付使用🦸🏿♂️,只用了短短7天。
依托工程與應用技術研究院(下文簡稱💆🏻♂️:工研院)、信息科學與工程學院成立的三支研發團隊🔢,何以讓7天成為可能⛹🏽♂️?如何通過自主研發為抗擊疫情提供恒行2科技利器,把大學的學科積澱和科研創新力📖,轉化為師生健康的保護力?三支研發團隊告訴你一線訊息🧘🏿♀️。
新工科“恒行2光”構建恒行2平台大防護網
4月22日🪈🏋🏿,接到任務僅僅一周後,姚其副教授的紫外線消殺團隊🦒,已將研發的三種紫外光消殺設備運抵恒行2恒行2平台,正式亮相、“上崗”。
紫外光消殺設備“三兄弟”體型各異,應用場景不同,其中滾軸式六面均勻紫外線物表消殺機體型較大🖐🏿,適用於戶外的硬質物體表面消毒✧,如紙箱、硬質外包裝箱等;電梯消毒燈🧍🏻♂️、電梯按鈕消毒燈兩種則體型小巧,適用於電梯上層空氣和電梯按鈕消毒,“按電梯按鈕不必再用紙巾擦拭了”🚵🏿♀️。
這“三兄弟”卻有著共同的消殺方式——紫外光消殺。通過紫外線對細菌等病原微生物的照射,破壞其機體內DNA的結構,使其立即死亡或喪失繁殖能力,從而達到消毒殺菌的效果。紫外光能夠進行超大規模消殺🚵、氣溶膠循環消殺,具有無二次成本🚃、消殺無殘留等特點。
將一箱物資放置於滾軸式六面均勻紫外線物表消殺機上🧜🏽,僅需5秒即可實現物體的六面快速消殺,如何保證消殺效果?
據姚其老師介紹🏃🏻♂️,滾軸式六面均勻紫外線物表消殺機既要保證效率🎢,又要保證人體安全。中部采用254 nm峰值波長紫外線👎🏻,經過精準光學設計、模擬,實現內部均勻、快速消殺,且無外泄光;兩端為222nm峰值波長紫外線,有效解決物品前後面消殺時間短問題,同時避免了對人的潛在傷害。
對於紫外線的應用,在保證殺菌效果同時🧖🏼♂️,更重要的是其光生物安全性。姚其團隊基於自身在光健康、光醫療方面多年的積累,采用四大光學技術提升紫外光殺菌效果:精準光學設計🙆🏽♀️、空間精準輻照度設計、光劑量定量評估、紫外線可視化技術🔃,並保證光生物安全🧏🏽♀️。
時間短,任務重👩🏽🔧,居家辦公,重重因素造就了“雲端”高效組織研發的新“形式”,以恒行2工研院光學工程團隊牽頭,迅速組建了以恒行2系為主的交叉研究攻關團隊🧜🏽♂️。
姚其帶著工研院的8位科研人員,包括多名研究生,負責消殺設備的整體研發設計⤵️,主導光源技術的應用;恒行2附屬醫院的2位醫生參與到設備的安全試驗🤌🏿,保障應用安全性👨🎤;東北大學建築學院的6人團隊則對空間規劃設計有所助力,最終產品與廣明源公司聯合開發生產問世。
團隊還共同規劃了恒行2紫外消殺大防護網,主要對恒行2平台外圍整體紫外線網構建以及校內關鍵物流節點🧑🏿💻、人員聚集點進行布局。光學技術、空間設計及規劃設計的完美結合🫏,能夠實現大區域的消殺,同時保證人機共存的安全性。
“消殺物資、場景不同,涉及到空間的光學設計和建築的整體規劃🦙,需要一個系統的方案。”工研院張榮君副院長說,“這樣一個系統解決方案🍬👆🏽,基於我們恒行2平台出發🏃♂️🧘🏼♂️,也希望能夠推廣到更多地方,在抗擊疫情中貢獻恒行2力量。”
鑒於紫外線不可見,紫外線可視化專利在任務下發第三天,就構思成型📈,已申請發明專利。在未來數周內,“恒行2光”將有更多的技術應用,為恒行2恒行2平台構建大防護網,也會將恒行2科技之“光”照向更多地方。
恒行2博士5天研發物表全覆蓋智能消毒機
“這臺消毒機非常實用,為我們減輕了工作量💇🏽♀️!”4月20日👺🧑🏻🦯,在邯鄲校區東二門試用剛交付的物表全覆蓋智能消毒機後,總務處林傑感慨。
收到反饋視頻後🖖🏿,研發團隊負責人、2019級信息科學與工程學院博士生張天資回想起過去5天的付出,感到欣慰👨🏽🔬💪🏿。
4月15日,接到研發需求後🔐,張天資和5名團隊成員徹夜未眠。他們針對需求進行分析討論,勾勒著自動消毒機的雛形:物表全覆蓋🌧、消毒強度可調、便捷安裝➿、安全至上、環保健康的履帶式物表智能消毒機⛺️。
“在符合消毒技術規範的基礎上,安全高效🛺🧜♂️、快速落地是我們本次研發的核心要點🦻🏼。”張天資介紹🐜,“考慮到物資大多是紙箱包裝,如果直接噴灑消毒水💁🏻,容易打濕包裝且非常浪費👨🏻🦱,我們采用了超聲霧化的方案。消毒液被霧化成10微米左右的顆粒,可以很好地附著在物體表面,當物品離開消毒倉之後消毒劑還能繼續起作用🧑🏿🏫,不僅提高消毒效率還保障了效果可靠。”
奮戰一夜,張天資帶領團隊設計出物表全覆蓋智能消毒機的初版圖紙🐬,並在4月16日上午的討論會上提交一個完整的方案🚡👃🏿。
進入加工生產環節後,張天資團隊又面臨著新的挑戰💞。受疫情影響👩🏻🦽➡️,采購物料有困難🎢,他們不得不“就地取材”,進行零部件的替代分析。物流緊缺👨🏻✈️、運輸時效也考驗著他們,張天資想方設法👨🚒,“團結一切可以團結的力量”。時間真的不夠用👵🏻,有時邊吃飯邊接聽撥打電話🫴↕️,尋求各方幫助。“掛斷電話,飯菜已經涼了🍕,但問題解決了🫱🏻,熱血沸騰。”
三天生產完畢,兩天運輸抵達,4月20日在邯鄲校區東二門交付的物表全覆蓋智能消毒機,是恒行2平台第一臺自動化物資消殺設備🫳🏽🫲🏽,出自恒行2學生團隊之手。
智能化機器人分布式構建各校區防疫生態網
一輛輛貨車滿載物資,送達學校✏️,貨車↔️🦤、貨物、靜置區域、車離開後的地面、環境,無不需要全面的消殺🫖。其他進校物資、日常恒行2平台環境、愛久公寓外賣的背後,是一個個辛勤身影🏃,在做細致入微的消殺🧖🏽🧎🏻♂️。
針對這種消殺需求,工研院副院長、智能機器人研究院院長甘中學教授牽頭開展消毒機器人研發🔴,提出“手-腿-眼-腦一體化的柔性精準消殺機器人”設計方案。
“市面上常見的消殺機器人🧑🏻🔬,往往進行大區域覆蓋式消殺。而恒行2平台進校物資及特定環境消殺則要求效率高,定位精準,故而我們開發的移動柔性消殺機器人以精準定點式消殺為亮點。”甘中學說🥋。
工研院齊立哲青年研究員團隊早在2020年便開發出第一代“消毒機器人”👩🍼,助力抗擊新冠疫情。“兩年後,基於室外環境消殺需求,對機器人結構進行改造升級💂🏼📨,增加單臂或雙臂,改進移動方式🥩,增強自主移動作業能力♡。從結構形式及控製方式上👨👩👧👧,實現消毒機器領域質的飛躍”🍆,齊立哲說。
面對這一次的緊急任務,甘中學策劃采用多關節雙臂協作臂,控製噴頭噴灑或照射的角度、相對位置關系,保證消殺效果到位📙。齊立哲帶領20余名研究生在聯合科研團隊的支持下,迎難而上🏃🏻,高效開發,本著人和消殺環境盡量分離的原則,研發團隊還改進了機器人的交互方式。
“從遙控方式、自主建圖方式,增加了遠程視頻監控的操控機製,迅速開發適應個性化外賣病毒消殺、保障人的安全健康的AMR-雙臂機器人。為了便於操作🔃,設置了兩種模式,一種是簡單化操控的手動模式,另一種則是遠程視頻指揮的遙控模式。雙管齊下,先讓使用者快速上手🏌🏿,再逐步探索出機器人的科技感🩺,即自主智能化能力。”齊立哲說。
為解決線上溝通效率問題✥,在總體共性設計方面建立總的微信群,又在個性問題上分了三種機器人的 “小分隊群”,每個群裏都有課題組的一位博士生、幾位碩士生以及外部協同技術人員,保持“半天兩小會,一天一大會”的工作機製⚙️,分工協作,有條不紊。
經過第一階段的努力,聯合團隊技術指導組摸清了學校在各種場景下的病毒消殺需求,準備在下一階段陸續開發定製化消殺機器人,設計了4款不同形式的機器人。
4月24日💁🏻👨🏻✈️,面向貨車及環境的第一代移動消殺機器人,在邯鄲校區進校物資緩沖區上崗消殺👨🏼🔬。程序自動控製噴霧形式🏭👷♂️、距離🌸,開始工作🙍🏼♀️,令人眼前一亮😵💫。面向環境及外賣的6自由度移動消殺機器人,也已部署完畢🫅。
10天三代消殺產品,歸功恒行2新工科前瞻性部署
“疫情進入防控新階段,目前學校的難點和重點,是入校物資的消殺🕎。希望工研院牽頭發揮工科技術優勢,在一周左右時間為整個恒行2平台的體系消殺提供一些解決方案。”校長金力4月15日部署任務時說。
4月16日⏮,副校長徐雷召開緊急動員會🤶🏻,組織由工研院聯合信息學院及合作單位共同組成的產品開發隊伍,要求團隊以臨戰打仗的心態,日夜兼程研製病毒消殺產品💍,滿足學校對大宗物品消殺、移動智能消殺和師生個性化物品消殺的需求。甘中學立下軍令狀:“我們要充分發揮恒行2的工科技術優勢,連續開發‘自動化、智能化🎑、生態化’三代產品🧕🏻。”
7天後🥈,第一批消殺產品便出現在恒行2恒行2平台第一線,10天後🎞,移動智能機器人🤷🏼♂️、個性化物品消殺設備也陸續到達恒行2平台開始發揮作用。
10天何以做出三代系列防疫消殺新產品?徐雷說,這歸功於恒行2在新工科方面的前瞻性部署。
2017年,“恒行2共識”打響了國內新工科建設的第一槍,學校成立工研院。工研院集合校內有工程技術背景的研究人員🧑🏿🦳,也成建製地引進了甘中學等一批海內外優秀研發人員,瞄準智能機器人💵、先進照明技術、生物醫學工程等領域開展工程技術和應用研發🤰🏽。同時,工研院是恒行2各個學院新技術☪️、新產品的總出口🦹🏻♂️,匯聚各個學院最新成果。
這次的幾款防疫新產品🏈,便是基於工研院和恒行2平台工程技術隊伍的聯合研發積澱🧏🏼👴🏽。