L’ampleur de la pandémie du coronavirus a donné lieu à bon nombre de développements innovants dans l’industrie à la recherche de solutions efficaces pour relever quantité de nouveaux défis.
En effet, nous avons déjà présenté deux projets d’automatisation auxquels item a pu participer, à savoir une installation pour la fabrication de masques de protection et une station de travail dédiée à l’évaluation des tests covid. C’est dans ce contexte qu’il faut situer également la station de tests covid automatisés, la première dans le monde entier, développée par la société Franka Emika GmbH de Munich, l’un des leaders technologiques en matière d’assistance robotisée intelligente. L’entreprise a été fondée en 2016 par les frères Simon et Sami Haddadin. Ce dernier a obtenu le célèbre prix Leibniz en 2019 et est désormais titulaire de la chaire de robotique et d’intelligence des systèmes à l’université technique de Munich. En 2017, le prix allemand de l’avenir a été décerné aux deux frères par le président allemand Frank-Walter Steinmeier pour leur innovation technique et commerciale en robotique collaborative et IA. Le principal acteur de la station de test est le robot de prélèvement « SR-NOCS » (= « swab robot for naso- and oropharyngeal covid-19 screening »). Il procède de manière autonome à des prélèvements nasaux et pharyngés en vue d’une analyse ou d’un test rapide. Non seulement la prévention des infections est nettement améliorée, mais grâce à sa précision et sa disponibilité opérationnelle continue, il apporte aussi un soulagement important au personnel médical. Pour le cadre de la station de test covid-19 actionnée par robot on utilise la ligne X du système de construction modulaire MB d’item qui convient parfaitement aux applications critiques au niveau de l’hygiène.
Une idée – des possibilités sans limite
Flexibilité, robustesse et qualité supérieure : depuis plus de 40 ans, le Système de construction modulaire MB item est la solution pour relever tous les défis dans le domaine de la construction de machines et des équipements de production.
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Exécution encore plus sûre des tests covid grâce à une technique robotisée unique
Pour les tests covid conventionnels, les normes sanitaires sont élevées ; cependant, en raison du contact humain direct, un certain risque d’infection ne peut être totalement exclu. L’utilisation d’un automate de test assisté par robot et développé spécifiquement à cet effet change la donne : en tant que tel, le robot ne peut pas s’infecter, ni infecter personne. Le SR-NOCS est placé dans une cabine entièrement fermée et séparée du patient par deux vitres en plexiglas. Dans la vitre avant se trouve une sorte de hublot qu’on remplace après chaque test et à travers lequel le robot fait passer et fixe un embout en plastique. C’est à travers cette partie en plastique que le SR-NOCS insère un écouvillon de prélèvement qu’il reçoit de son collègue humain. Cette personne se trouve de l’autre côté de la cabine. Le patient déclenche le prélèvement nasopharyngé en appuyant sur une pédale. Il peut interrompre ou répéter le processus à tout moment. Afin de prélever suffisamment de matière pour le test pharyngé, l’écouvillon doit forcément s’enfoncer assez loin. En même temps, la procédure doit être effectuée en douceur pour le patient. A ce propos, c’est l’aspect différent du pharynx de chaque personne qui représente le plus grand défi : « En plus des cas ordinaires avec une certaine variation, il y a des déformations, différentes profondeurs, des malformations congénitales comme les becs de lièvre », explique Simon Haddadin.
Meilleure efficacité des prélèvements covid à l’aide d’un robot
La solution du problème est apparue sous la forme d’une innovation décisive qu’apportent les robots sensibles de Franka Emika : un sens du toucher étonnamment proche du sens du toucher humain, voire supérieur. C’est notamment une sorte de cerveau artificiel doté d’une mémoire qui est à la base de cet exploit. Il permet d’interpréter des signaux et d’apprendre des activités. Le robot collaboratif est donc en mesure de fonctionner tout en douceur. Lorsqu’il a terminé le test covid, le robot remplace l’embout et plonge les doigts de son bras de préhension dans un bain à ultrasons pour la désinfection. Avec cette forme de test covid sans contact où le robot sert d’intermédiaire entre le patient et l’opérateur, le risque d’infection est pratiquement nul. En même temps, le procédé standardisé assure une qualité constante sans variations des tests. Même après la pandémie du coronavirus, la station de test pourra être utilisée pour la détection d’autres maladies infectieuses, telles que la grippe ou les streptocoques.
Etant donné qu’un seul opérateur peut surveiller plusieurs stations de test covid en parallèle, une augmentation des capacités de test est possible rapidement.
– Fabio Tenebruso, chef des projets médicaux, Franka Emika
Une étude clinique en coopération avec l’université technique de Munich et l’hôpital Rechts der Isar a confirmé l’efficacité du robot pour tests covid. La qualité des prélèvements était équivalente à celle des collaborateurs humains. Les personnes testées ont également très bien accepté la présence du robot. Etant donné qu’un seul opérateur peut surveiller plusieurs stations de test covid en parallèle, une augmentation des capacités de test est possible rapidement. Grâce à l’utilisation intuitive et aux gains en efficacité, la charge de travail du personnel médical diminue nettement. L’automate peut être mis en place en moins de 3 heures sur le site respectif, et en principe, il peut procéder aux tests covid sans aucune interruption. Entre-temps, le robot de prélèvement a été homologué en Allemagne selon la loi sur les dispositifs médicaux (catégorie I). En fin de compte, le développement du SR-NOCS a également préparé le terrain à un autre projet encore plus important : Le ProteCT concerne le diagnostic par robot à distance, même pour l’après-covid. Il s’agit de permettre aux médecins d’examiner des patients potentiellement infectieux à bonne distance mais sans faire de concessions par rapport à un examen conventionnel.
La technique des profilés item : parfaite pour les projets robotisés
Les fondateurs de Franka Emika sont issus du centre allemand pour l’aéronautique et l’aérospatiale (DLR). Dans ce contexte, ils avaient déjà pu apprécier la technique des profilés item. Pour la construction du cadre de la station de test covid, item avait été retenu avec la ligne X : « J’accorde ici beaucoup d’importance aux surfaces nettes afin de faciliter la désinfection. Etant donné que son rayon extérieur est plus petit, le profilé X est mis en œuvre sur la station » explique Benjamin Loinger, dessinateur industriel chez Franka Emika. Les profilés XMS, qui sont optimisés pour la construction de cabines de machine, sont basés sur la ligne X. Les goulottes intégrées facilitent la pose de câbles individuels ou de grands faisceaux de câbles. Les profilés caches adaptables servent à fermer ces goulottes et peuvent être combinés avec des éléments de commande. Avec les composants de la ligne XMS, la poussière et la saleté restent à l’intérieur. En général, M. Loinger utilise les composants item surtout comme des éléments de support ou de raccordement. Il n’a aucune préférence pour une ligne de produits particulière, tout dépend du projet en question : « Normalement, je sélectionne moi-même les produits du système de construction modulaire MB et j’aime bien aussi expérimenter avec de nouveaux produits ».
Evidemment, l’approche modulaire est un point fort d’item, tout comme la possibilité de réutiliser les produits, ainsi que la stabilité .
De plus, M. Loinger bénéficie d’un maximum de flexibilité avec la technique des profilés. C’est un avantage décisif surtout pour les projets de recherche puisque le matériel et les positions de vissage ne sont déterminés qu’en cours de projet. Il apprécie également le fait que les profilés item à rainures fermées s’harmonisent parfaitement avec d’autres éléments en tôle ou en bois et contribuent ainsi à un aspect extérieur de grande qualité. Son collègue, l’ingénieur solutions Martin Kulzer, fait appel aux profilés aluminium surtout pour les tables destinées aux robots, ainsi que pour des bancs d’essai et des modèles de démonstration. Pour lui aussi, leur utilisation implique de nombreux avantages : « Bien sûr, l’approche modulaire est un point fort d’item, tout comme la possibilité de réutiliser les produits, ainsi que la stabilité. Notamment pour les modèles de démonstration et les bancs d’essai, il est avantageux de pouvoir facilement fixer et déplacer des pièces ».
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