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Robôs autônomos para matar vírus mostram-se promissores na luta contra o COVID-19

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Um robô movido a IA, Violet, está sendo testado para desinfetar superfícies contaminadas usando luz UV. Seu objetivo: ajudar hospitais sobrecarregados na luta contra o COVID-19. O protótipo do robô usa a Unidade de processamento Intel Movidius  Myriad X Vision (VPU) para navegar com segurança pelas pessoas enquanto desinfeta as superfícies do hospital.

Usando luz ultravioleta e inteligência artificial, os robôs podem ser usados ​​para higienizar salas e equipamentos rapidamente, ajudando os humanos a evitar atividades perigosas. Os pesquisadores acreditam que os robôs terão um papel maior no combate a doenças infecciosas e na proteção da saúde pública.

O robo Stevie normalmente passa seus dias se divertindo em uma comunidade de aposentados. Em um determinado dia, ele canta, lidera um grupo de dança, pergunta aos residentes o dia deles, conta uma piada dolorosa e brega – o que for preciso para animar o espírito

Semelhante a outros profissionais de saúde que enfrentam uma pandemia global, Stevie teve que aprender novas habilidades para ajudar. Mas, diferentemente de seus colegas, ele conseguiu abandonar sua aparência humanóide de 1,80 m e reinicializar como “Violet”, um protótipo de um novo robô que combina duas superpotências: usar a IA para navegar pelos espaços e a luz ultravioleta para destruir bactérias e complexos. estirpes virais.

A luz violeta que mata germes e o robô social Stevie são criações da Akara, uma startup irlandesa especializada no design de ajudantes artificialmente inteligentes para o setor de saúde. Os engenheiros da Akara agiram rapidamente para se unir à luta contra o coronavírus, unindo-se à Intel para desmembrar a principal tecnologia de Stevie, com o objetivo de auxiliar os hospitais na esterilização mais rápida e eficaz.

IA em um novo comprimento de onda

Uma certa gama de luz ultravioleta conhecida como UV-C provou clinicamente matar vírus e bactérias complexos e tem sido usada em hospitais para processos de desinfecção na última década.

Embora não tenha havido nenhuma pesquisa conclusiva sobre os efeitos do UV-C no vírus SARS-CoV-2 que pode causar a doença de COVID-19, estudos demonstraram que ele pode ser usado contra outros coronavírus, como o SARS-CoV -1. 1  A radiação UV-C distorce a estrutura do material genético de um vírus ou bactéria e impede a reprodução das partículas virais. As primeiras descobertas do estudo da eficácia do UV-C contra o SARS-CoV-2 no Centro de Doenças e Imunidade da Universidade de Columbia foram promissoras. 2

O tamanho compacto da Violet e a capacidade de operar com segurança entre as pessoas também o tornam adequado para tarefas fora do hospital.

Os robôs UV-C foram usados ​​para esterilizar hospitais, mas a maioria não foi projetada para trabalhar com seres humanos na sala. Seu tamanho volumoso dificulta a navegação em espaços lotados e a áreas sombrias. Eles emitem luz que pode ser perigosa para os seres humanos em grandes doses, exigindo que as salas sejam desocupadas para a segurança dos profissionais de saúde ou pacientes, pois a exposição à luz pode ser prejudicial, causando queimaduras solares, lesões oculares e até câncer de pele.

Para detectar e evitar seres humanos na sala, o protótipo Violet foi projetado para usar sensores de movimento, uma Unidade de processamento de visão Intel Movidius  (VPU) e uma plataforma Luxonis DepthAI para rastreamento de IA, profundidade e recursos. Isso permite que a Violet trabalhe em torno das pessoas na sala, navegue até cantos sombrios, limpe superfícies e se desligue automaticamente antes que alguém entre em seu campo limitado de raios ultravioletas.

Stevie precisava de visão computacional para navegar em uma sala e enfrentar uma pessoa falando com ele, habilidades críticas para ser socialmente interativo e parecer engajado. A equipe da Akara ingressou em uma incubadora financiada pela Intel em janeiro de 2020, onde Movidius e Luxonis trabalharam com eles para criar faculdades perceptivas avançadas para Stevie.

Quando a pandemia do COVID-19 ocorreu, toda a equipe procurou uma maneira de ajudar. Após discussões na incubadora, os engenheiros da Akara dispararam para montar um protótipo Violet em apenas 24 horas. Eles adaptaram os recursos de visão computacional de Stevie para garantir que Violet pudesse evitar a interação humana.

“De certa forma, o ‘detector de pessoas’ de Violet foi mais fácil de ativar”, disse Jonathan Byrne, desenvolvedor sênior de software da Movidius, que trabalha em estreita colaboração com Akara no robô. “Stevie precisava fazer 10 a 15 coisas, enquanto Violet precisa fazer muito menos: limpar e evitar as pessoas”.

Cortando o tempo de limpeza

Violet não representa a primeira tentativa de substituir técnicas tradicionais de desinfecção manual. Atualmente, alguns hospitais usam outras abordagens “sem contato” com desinfetantes à base de produtos químicos, que são eficazes, mas exigem salas de evacuação por grande parte do dia. Por exemplo, o vapor de peróxido de hidrogênio pode levar mais de cinco horas para desinfetar completamente uma sala antes que as pessoas possam retornar com segurança ao trabalho na área. E simplesmente não pode ser aplicado em alguns quartos de hospital.

Os sistemas de saúde em todo o mundo já estão vendo longas listas de espera para imagens médicas e a desaceleração apenas exacerba a pressão de custos nos hospitais. Por exemplo, a radiologia apresenta desafios únicos: em muitos casos, equipamentos de alta tecnologia, como scanners de tomografia computadorizada, não podem ser tratados com produtos químicos profundos e devem ser limpos manualmente, um processo frequentemente realizado pelos radiologistas que leva até 1,5 horas a cada 15 procedimento minucioso.

Esperando estar pronta para hospitais em meados de 2020, Violet foi recentemente testada desinfectando tomógrafos e salas de isolamento na Irlanda, a fim de reduzir longos períodos de inatividade devido ao processo de desinfecção. Akara descobriu que o robô poderia acelerar as coisas e poupar os profissionais de saúde de uma tarefa potencialmente perigosa de desinfetar manualmente os quartos.

O tamanho compacto da Violet e a capacidade de operar com segurança entre as pessoas também o tornam adequado para tarefas fora do hospital. Atualmente, o protótipo está sendo testado para o sistema de transporte público de Dublin e também mostra potencial para desinfetar outros locais de tráfego intenso e de difícil limpeza, como banheiros, aeroportos, hotéis, navios de cruzeiro e salas de espera.

“Para o surto de COVID-19, ainda estamos no modo de combate a incêndios. O que estamos focando são hospitais e asilos, onde as pessoas entram e saem todos os dias ”, disse Niamh Donnelly, co-fundador da Akara e diretor de IA e aprendizado de máquina.

“À medida que as pessoas voltam ao trabalho e tentam retomar suas vidas, as áreas onde Violet será necessária mudarão. Recebemos mais de 10 a 20 e-mails por dia de diferentes setores perguntando sobre um robô como Violet ”

Os engenheiros já estão explorando outras aplicações da visão computacional para controlar a disseminação do COVID-19. Usando o kit de ferramentas Intel Distribution of OpenVINO, os engenheiros obtiveram sucesso ao monitorar o uso de máscaras e a respeitar as diretrizes de distanciamento social.

Raios de esperança

Em um mundo mais vulnerável a pandemias, os acadêmicos estão olhando para robôs como Violet como desempenhando um papel essencial para garantir a segurança da população. Casos de uso futuros já são claros: robôs como Stevie e Violet poderiam ser adaptados para usar a visão computacional para monitorar o distanciamento social, garantir a conformidade com as regras do equipamento de proteção individual (EPI) e até realizar rastreamento de contato. Atualmente, esses recursos estão sendo explorados com inteligência artificial de código aberto no kit de ferramentas Intel® Distribution of OpenVINO.

Nos estágios iniciais da resposta à crise, muita atenção tem sido o desenvolvimento de testes rápidos de resposta e de uma vacina. Este trabalho é profundamente importante, mas outras inovações são necessárias nesse meio tempo. Essa experiência nos ensinou a urgência de preparar todos os hospitais para a pandemia, em benefício dos pacientes e dos trabalhadores da linha de frente. Precisamos de toda a ajuda que pudermos obter, humana ou não.

 

 

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