Robots autónomos que combaten virus muestran potencial para combatir el COVID-19

El prototipo de robot utiliza la Unidad de procesamiento de visión (VPU) Intel® Movidius™ para desplazarse alrededor de las personas mientras desinfecta hospitales con luz ultravioleta.

Se está probando a Violet, una robot con tecnología de IA, para desinfectar superficies contaminadas con luz ultravioleta. Su objetivo: ayudar a los hospitales sobrecargados a combatir el COVID-19.

Stevie normalmente pasa sus días llevando entretenimiento a una comunidad de jubilados. Un día canta, otro día dirige un grupo de baile, pregunta a los residentes sobre su día o cuenta un chiste malo, hace lo que sea para levantar los ánimos.

Stevie, al igual que otros trabajadores de atención sanitaria que se enfrentan a la pandemia mundial, tuvo que aprender nuevas habilidades para ayudar. Pero a diferencia de sus colegas, fue capaz de deshacerse de su apariencia humanoide de 4 pies y 7 pulgadas, y reiniciarse como "Violet", un prototipo de un nuevo robot que combina dos superpoderes: utilizar IA para desplazarse y utilizar la luz ultravioleta para destruir bacterias y complejas cepas virales.

Violet, la robot antiséptica, y Stevie, el robot social, son creaciones de Akara, una nueva empresa irlandesa que se especializa en el diseño de ayudantes con inteligencia artificial para la industria de la salud. Los ingenieros de Akara se movilizaron rápidamente para unirse a la lucha contra el coronavirus, asociándose con Intel para desarrollar la tecnología central de Stevie con el objetivo de asistir a hospitales con una esterilización más rápida y eficaz.

IA en una nueva frecuencia

Se ha comprobado clínicamente que una cierta variedad de luz ultravioleta conocida como UVC mata virus y bacterias complejas, y, durante la última década, se ha utilizado en hospitales para procesos de desinfección.

Aunque todavía no se ha realizado una investigación concluyente sobre los efectos de la luz UVC en el virus SARS-CoV-2 que puede causar la enfermedad del COVID-19, estudios han demostrado que puede utilizarse en contra de otros coronavirus, como el SARS-CoV-1.1 La radiación UVC deforma la estructura del material genético de un virus o bacteria, e impide que las partículas virales se reproduzcan. Los primeros resultados del estudio de la eficacia de la luz UVC frente al SARS-CoV-2, llevado a cabo en el Centro de Enfermedades e Inmunidad de la Universidad de Columbia, han sido prometedores.2

El tamaño compacto de Violet y su capacidad para operar de forma segura entre la gente hacen que sea apta para también ejecutar tareas fuera del hospital.

A pesar de que ya se han utilizado robots con UVC para esterilizar hospitales, la mayoría de estos no han sido diseñados para trabajar junto a humanos. Su gran tamaño dificulta su desplazamiento por espacios abarrotados y llegar a los rincones oscuros. Emiten una luz que, en grandes dosis, puede ser perjudicial para el ser humano, por lo que es necesario desocupar las habitaciones para velar por la seguridad de los trabajadores de atención sanitaria o la de los pacientes, ya que la exposición a dicha luz puede causar quemaduras solares, daños oculares e incluso, cáncer de piel.

Para detectar y evitar a personas en la habitación, Violet, el prototipo, está diseñada para utilizar sensores de movimiento, una unidad de procesamiento de visión (VPU) Intel® Movidius™ y una plataforma de DepthAI de Luxonis para el seguimiento de IA, profundidad y características. Esto le permite a la delgada y ágil Violet trabajar alrededor de las personas en la habitación, desplazarse por los rincones oscuros, limpiar superficies y apagarse automáticamente antes de que alguien entre en su limitado campo de rayos ultravioletas.

Stevie necesitaba visión computarizada para desplazarse por una habitación y enfrentar a una persona que le hablara, y habilidades críticas para ser socialmente interactivo e involucrarse. En enero de 2020, el equipo de Akara se unió a una incubadora financiada por Intel, donde Movidius y Luxonis trabajaron con ellos para desarrollar facultades perceptivas avanzadas para Stevie.

Cuando surgió la pandemia del COVID-19, todo el equipo buscó cómo ayudar. Tras los debates llevados a cabo en la incubadora, los ingenieros de Akara se apresuraron a ensamblar un prototipo de Violet en tan solo 24 horas. Adaptaron las capacidades de visión computarizada de Stevie para asegurar que Violet pudiera mantenerse alejada de la interacción humana.

"En cierto modo, el 'detector de personas' de Violet ha sido más fácil de activar", dijo Jonathan Byrne, un desarrollador de software senior de Movidius, quien ha estado trabajando estrechamente con Akara en el robot. "Stevie necesitaba hacer entre 10 y 15 cosas, mientras que Violet tiene que hacer mucho menos: limpiar y evitar a la gente".

Reduzca el tiempo de limpieza sin omitir los rincones

Violet no es el primer intento de reemplazo de las técnicas manuales de desinfección.

Actualmente, algunos hospitales utilizan otros enfoques de "no tocar" con desinfectantes químicos, que son efectivos, pero requieren evacuar las habitaciones durante gran parte del día.3 Por ejemplo, el vapor de agua oxigenada puede tardar más de cinco horas en desinfectar completamente una habitación antes de que las personas puedan regresar a trabajar de forma segura en esa área. Y es algo que simplemente no puede ser llevado a cabo en algunas habitaciones de hospital.

Los sistemas de salud alrededor del mundo ya poseen largas listas de espera para imágenes médicas y la ralentización solo agrava la presión sobre los costos en los hospitales. Por ejemplo, la radiología presenta desafíos únicos: en muchos casos, los equipos de alta tecnología como los tomógrafos, no pueden tratarse con productos químicos profundos y deben limpiarse a mano, un proceso que a menudo es hecho por los radiógrafos y que toma hasta 1,5 horas por cada procedimiento de 15 minutos.

Recientemente, se evaluó la desinfección que Violet realizó a tomógrafos y salas de aislamiento en Irlanda para reducir los largos tiempos de inactividad debido al proceso de desinfección, ya que se espera que esté lista para los hospitales a mediados del 2020. Akara descubrió que el robot podía agilizar las cosas y ahorrar a los trabajadores médicos la peligrosa tarea de desinfectar manualmente las habitaciones.

El tamaño compacto de Violet y su capacidad para operar de forma segura entre la gente hacen que sea apta para también ejecutar tareas fuera del hospital. Actualmente, el prototipo se está examinando para el sistema de transporte público de Dublín y también ha demostrado que tiene potencial para desinfectar otros lugares de mucho tránsito peatonal que son difíciles de limpiar, tales como baños, aeropuertos, hoteles, cruceros y salas de espera.

"En cuanto al brote del COVID-19, continuamos en modo de alerta pasiva. Estamos enfocándonos en los hospitales y asilos de ancianos, donde la gente entra y sale todos los días", dijo Niamh Donnelly, cofundadora de Akara, y directora de IA y aprendizaje automático.

Sin embargo, reconoce que Violet puede ser necesaria en otros lugares pronto.

"A medida que las personas regresan al trabajo, a las vacaciones, e intentan reanudar sus vidas, las áreas en las cuales Violet será necesaria cambiarán. Recibimos más de 10 a 20 correos electrónicos al día, de diferentes industrias que preguntan por un robot como Violet".

Los ingenieros ya están explorando otras aplicaciones de visión computarizada para controlar la propagación del COVID-19. Al usar la distribución Intel® del kit de herramientas OpenVINO™ los ingenieros han tenido éxito en el monitoreo del uso de barbijos y del cumplimiento de las pautas de distanciamiento social.

Destellos de esperanza

En un mundo que es más vulnerable a las pandemias, los académicos consideran que los robots como Violet cumplen un papel esencial para garantizar la seguridad de la población.4 Los casos de uso futuros ya son claros: Robots como Stevie y Violet podrían adaptarse todavía más para utilizar la visión computarizada para vigilar el distanciamiento social, garantizar el cumplimiento de las reglas del equipo de protección personal (EPP) e incluso realizar el rastreo de contacto. Actualmente, se están explorando estas capacidades con inteligencia artificial de código abierto en la distribución Intel® del kit de herramientas OpenVINO™.5

En las etapas tempranas de la respuesta a la crisis, se ha prestado mucha atención al desarrollo de pruebas de respuesta rápida y de una vacuna. Este trabajo es extremadamente importante, pero mientras tanto se requieren otras innovaciones. Esta experiencia nos ha enseñado la urgencia de lograr que cada hospital esté preparado para una pandemia, tanto para los pacientes como para los trabajadores de primera línea. Necesitamos toda la ayuda posible, sea humana o no.

Para obtener más información sobre cómo Akara y Violet ayudan a los hospitales, haga clic aquí.

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