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Les robots de nettoyage guidés par la vision ne sont pas un produit d'Edmund Optics® et/ou d'Allied Vision, mais les composants optiques et les caméras de ces entreprises y sont utilisés comme éléments clés.

ÉTUDE DE CAS :
Optiques pour robots de nettoyage guidés par la vision

Créées en partenariat avec Allied Vision.

La technologie guidée par la vision est un élément clé du futur, car elle permet de désinfecter en toute sécurité les hôpitaux, les entrepôts et autres locaux et donc d'éviter la propagation de maladies contagieuses telles que la COVID-19.

COMBATTRE LA COVID-19
AVEC LA VISION INDUSTRIELLE

Afin d'entraver la propagation de la COVID-19, un nettoyage régulier des lieux très fréquentés tels que les hôpitaux, les aéroports et les systèmes de transport collectif est indispensable. Une vague de nouveaux robots de nettoyage guidés par la vision a été déployée afin d'assainir ces lieux en toute sécurité, sans avoir à mettre en danger les travailleurs de première ligne tels que le personnel d'entretien. Il s'agit donc là de tuer les germes tout en minimisant le contact humain.

Le lidar, une méthode de télédétection par laser, ou encore des objectifs et caméras de vision industrielle permettent à ces robots de se déplacer dans leur environnement, d'éviter les obstacles et de s'assurer que toutes les surfaces requises ont été nettoyées. Beaucoup de robots de ce type assainissent les surfaces grâce au rayonnement ultraviolet (UV), qui détruit l'ADN ou l'ARN des virus lorsqu'il est utilisé à une puissance optique suffisante.1 À l'aube de la crise de la COVID-19, la Chine a introduit des milliers de robots de nettoyage par UV, technologie qui s'est aujourd'hui frayé un chemin dans d'autres pays. À San Diego, en Californie, un hôpital désinfecte chaque jour 30 chambres de patients atteints de la COVID-19 et salles de repos à l'aide d'une flotte de robots capables de désinfecter une salle entière en 12 minutes. Cette même tâche nécessiterait 90 minutes aux employés humains.2  

Les robots de nettoyage mobiles guidés par la vision désinfecteraient les salles plus rigoureusement que les humains.2
Mobile vision-guided cleaning robots reportedly disinfect rooms more thoroughly than humans.

LES RAYONS UV ELIMINENT-ILS VRAIMENT LES GERMES ?

Les rayons UV-C, qui couvrent les longueurs d'onde de 100 à 280 nm, sont utilisés depuis des décennies pour désinfecter les surfaces, l'air et l'eau. Des recherches publiées par l'American Chemical Society (Société américaine de chimie) ont démontré que 99,9% des coronavirus aéroportés similaires à la COVID-19 étaient tués lors d'une exposition directe à une lampe à UV-C.3 Les protéines externes du virus sont endommagées par ces lampes, ce qui a pour effet de l'inactiver.

Les robots de nettoyage guidés par la vision désinfectent les salles sans nul besoin de la présence d'un humain. C'est une donnée importante car les rayons UV-C peuvent être nocifs pour la peau et les yeux des personnes exposées. Des capteurs de mouvements peuvent permettre d'éteindre toute source d'UV si une personne s'approche trop près du robot.  

EN QUOI CONSISTE LA « VUE » DE CES ROBOTS ?

Typiquement, les robots de nettoyage naviguent dans leur environnement à l'aide du lidar ou d'une vision industrielle 3D. L'intégration de plusieurs objectifs et caméras permet aux robots de générer des images en 3D de leur environnement et d'estimer les distances avec précision (Figure 1). L'emplacement, les spécifications optiques et les images enregistrées de chaque ensemble d'images sont utilisés pour déterminer la profondeur à l'aide d'algorithmes de triangulation.

Like our two separate eyes allow us to see in 3D, stereoscopic vision allows vision-guided robots to “see” their environment in 3D.
Figure 1 : Tout comme nos deux yeux nous permettent de voir en 3D, la vision stéréoscopique permet aux robots guidés par la vision de « voir » leur environnement en 3D.

L'utilisation de plusieurs objectifs et caméras peut rapidement alourdir un système et le rendre plus encombrant. Les solutions compactes sont donc essentielles pour rendre les robots pratiques. Les petits objectifs d'imagerie M12 et les caméras compactes sont idéaux pour diminuer le volume tout en conservant les performances. Il peut également être avantageux d'utiliser une consolidation afin de protéger les objectifs des chocs, des vibrations ou de l'humidité et donc de garantir une durabilité des performances.  

Allied Vision ALVIUM® USB 3.1 Cameras are compact and ideal for weight-sensitive vision-guided robotics.
Figure 2 : Les Caméras USB 3.1 Allied Vision ALVIUM® sont compactes et idéales pour la robotique guidée par la vision et sensible au poids.

L'IMPACT DE LA ROBOTIQUE GUIDEE PAR VISION PENDANT ET APRES LA PANDEMIE DE COVID-19

En plus de nettoyer, les robots guidés par la vision augmentent le niveau de sécurité dans d'autres domaines comme la restauration, qui a énormément souffert lors de l'épidémie de COVID-19 et des fermetures de commerces qu'elle a engendrées. Les robots permettent de minimiser les interactions entre humains dans les restaurants, en particulier dans les fast-foods, où ils peuvent effectuer des tâches répétitives telles que la préparation et le service de nourriture. Cependant, ils offrent des avantages bien moins intéressants lorsqu'il s'agit de cuisine raffinée ; en effet, le souci du détail, le sens critique dédié à chaque plat et la relation avec les clients nécessitent une humanité que les automates ne sauraient remplacer.4

Les robots de nettoyage guidés par la vision envoyés au combat contre la COVID-19 ne disparaîtront probablement pas en même temps que la crise. La sécurité et l'efficacité qu'ils apportent continueront d'être bénéfiques pour les hôpitaux et autres endroits très fréquentés. Ne soyez donc pas surpris si vous croisez plus d'employés-robots à l'avenir.  

Références

1. Reed, N. (2010). The History of Ultraviolet Germicidal Irradiation for Air Disinfection. Public Health Reports, 125(1), 15-27. doi:10.1177/003335491012500105

2. Lerman, R. (2020, September 8). Robot cleaners are coming, this time to wipe up your coronavirus germs. The Washington Post.

3. Abajo, F. J., Hernández, R. J., Kaminer, I., Meyerhans, A., Rosell-Llompart, J., & Sanchez-Elsner, T. (2020). Back to Normal: An Old Physics Route to Reduce SARS-CoV-2 Transmission in Indoor Spaces. ACS Nano, 14(7), 7704-7713. doi:10.1021/acsnano.0c04596

4. Carroll, J. (2020, June 5). Could vision-guided robots be key to keeping the restaurant industry afloat? Vision Systems Design. Retrieved October 8, 2020, from https://www.vision-systems.com/home/article/14175802/could-visionguided-robots-be-key-to-keeping-the-restaurant-industry-afloat

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