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Test COVID-19 automatizzati per mezzo di un instancabile robot

L’estensione della pandemia di COVID-19 ha portato a numerosi sviluppi innovativi nell’industria per far fronte alla moltitudine di nuove sfide grazie a soluzioni efficienti. 

Abbiamo già segnalato due progetti di automazione a cui item ha potuto dare un contributo: un impianto per la produzione di mascherine chirurgiche e una postazione di lavoro per l’analisi dei test COVID-19. In questo contesto si evince la prima stazione di test COVID-19 automatizzata al mondo, sviluppata da Franka Emika GmbH con sede a Monaco, uno dei leader tecnologici nel campo degli assistenti robotici intelligenti. L’azienda è stata fondata nel 2016 dai fratelli Simon e Sami Haddadin. Nel 2019 Sami Haddadin ha ricevuto il rinomato premio Gottfried Wilhelm Leibniz e ora detiene la cattedra di robotica e intelligenza artificiale presso l’Università Tecnica di Monaco (TMU Technische Universität München). Nel 2017 entrambi hanno ricevuto il German Future Prize (Deutscher Zukunftspreis) dal presidente della Repubblica federale tedesca Frank-Walter Steinmeier per l’innovazione tecnica e imprenditoriale nei settori della robotica collaborativa e dell’intelligenza artificiale. Al centro della stazione di test sta il robot tampone “SR-NOCS” (ossia “Swab Robot for Naso- and Oropharyngeal Covid-19 Screening”), che effettua autonomamente tamponi nasali o faringei per analisi o per test rapidi. Ciò non solo riduce in modo significativo il rischio di infezione ma, grazie alla sua precisione e capacità operativa continua, sgrava il personale medico. La serie X del Sistema dei Componenti MB di item, ideale per applicazioni sensibili all’igiene, viene utilizzata per il telaio della stazione robotizzata per i test COVID-19.

Un principio, infinite possibilità

Flessibile, robusto e di alto valore: il Sistema dei Componenti MB di item da oltre 40 anni rappresenta la soluzione ottimale per tutte le applicazioni di ingegneria meccanica.
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Eseguire i test COVID-19 è ancora più sicuro grazie alla straordinaria tecnologia robotica

Sebbene i test COVID-19 convenzionali siano soggetti a elevati standard di igiene, non è possibile escludere un certo rischio di infezione a causa del contatto umano diretto. La situazione è diversa quando si utilizza un sistema di test automatizzato e robotizzato, appositamente sviluppato per questo scopo. Per sua stessa natura il macchinario non può prendere il virus e trasmetterlo. Il SR-NOCS si trova in una cabina completamente chiusa ed è separato dal paziente da due pannelli in plexiglas. Nel pannello frontale c’è un ingresso attraverso il quale il robot preme e quindi fissa un accessorio di plastica, che viene sostituito dopo ogni test. Dal lato opposto della cabina una persona fisica fornisce al SR-NOCS un tampone, che a sua volta infila il bastoncino di cotone al paziente attraverso l’accessorio di plastica. Il paziente, schiacciando un pedale, avvia il tampone naso-faringeo e può pure interrompere o ripetere il processo in qualsiasi momento. Affinché venga raccolto sufficiente materiale per il tampone naso-faringeo il bastoncino di cotone deve penetrare a fondo nella gola del paziente, sempre con una certa delicatezza. L’unicità di ogni individuo umano ha posto una grande sfida a questo proposito. “Oltre ai vari casi normali, ci sono deformazioni, diverse profondità, alcune persone hanno un difetto alla nascita come il labbro leporino”, spiega Simon Haddadin.

L’assistenza robotica incrementa l’efficienza dei tamponi COVID-19

Questo problema è stato risolto da una decisiva innovazione degli intelligenti robot di Franka Emika: un senso del tatto che non solo è sorprendentemente simile a quello umano, ma è addirittura superiore. Ciò è reso possibile principalmente da una sorta di cervello artificiale dotato di memoria. I segnali possono così essere interpretati e le attività possono essere apprese. Il robot collaborativo è quindi in grado di procedere con estrema cautela. Dopo aver eseguito il test COVID-19, il robot sostituisce l’accessorio in plastica e immerge le dita del braccio della pinza in un bagno ad ultrasuoni per la disinfezione. Questa forma di test COVID-19, in cui non si ha contatto e il robot funge da intermediario tra paziente e operatore sanitario, elimina quasi del tutto il rischio di infezione. Al contempo la procedura standardizzata garantisce una qualità costante senza possibili variazioni dei test. Una volta terminata la pandemia di COVID-19, la stazione per i test potrà essere utilizzata per rilevare altre malattie infettive come l’influenza o gli streptococchi.

Poiché un operatore può monitorare in parallelo più stazioni dove si svolgono i tamponi COVID-19 col sistema SR-NOCS, le capacità dei test possono essere aumentate rapidamente.

 

– Fabio Tenebruso, responsabile dei progetti medicali presso Franka Emika

Uno studio clinico in collaborazione con l’Università Tecnica di Monaco e il Klinikum Rechts der Isar ha confermato l’efficacia del robot per il test COVID-19. La qualità dei tamponi ottenuti è stata alla pari di quella condotta dall’uomo. Il robot di prova è stato anche ben accolto dai pazienti testati. Poiché un operatore può monitorare in parallelo più stazioni dove si svolgono i tamponi COVID-19 grazie al sistema SR-NOCS, le capacità dei test possono essere aumentate rapidamente. Il funzionamento intuitivo e l’aumento dell’efficienza facilitano il lavoro del personale medico. La stazione di test automatizzata può essere installata ovunque in meno di tre ore ed è, in teoria, in grado di eseguire test COVID-19 senza interruzioni. Il robot tampone ha ora ricevuto l’approvazione in conformità con la legge sui dispositivi medici (classe I). Infine lo sviluppo di SR-NOCS ha gettato le basi per un progetto ancora più maestoso, ossia ProteCT si sta focalizzando sulla telediagnostica assistita da robot per il periodo successivo alla pandemia. L’obiettivo è consentire al personale medico di esaminare i pazienti potenzialmente infetti da una distanza di sicurezza, senza venir meno ad un esame convenzionale.

Test PCR ancora più sicuri e affidabili: il robot che effettua i tamponi punta al futuro della tecnologia medica.

La tecnica dei profilati item: ottimale per progetti di robotica

I fondatori di Franka Emika provengono dal Centro Aerospaziale Tedesco (DLR), maturando già allora buone esperienze con la tecnologia dei profilati item. I prodotti item, o meglio la serie X, sono stati impiegati anche per la realizzazione della struttura della stazione dei test COVID-19: “Ho prestato particolare attenzione affinché le superfici fossero il più pulite possibile e, di conseguenza, i processi di disinfestazione funzionassero meglio. Poiché ha un raggio esterno più piccolo, il profilato X viene utilizzato per la stazione”, afferma Benjamin Loinger, designer industriale di Franka Emika. I profilati XMS, basati sulla serie X, sono ottimizzati per la costruzione di cabine macchina. Le canaline portacavi integrate facilitano il passaggio di cavi singoli o grandi fasci di cavi. I profilati di copertura adattabili chiudono queste canaline portacavi e possono essere combinati con elementi di completamento. Grazie ai profilati XMS la polvere rimane all’esterno e lo sporco all’interno. In generale il sig. Loinger utilizza i componenti item nel suo lavoro principalmente come elementi portanti o di collegamento. Non predilige una singola serie, bensì si regola in base al singolo progetto: „Assemblo personalmente gli articoli del Sistema dei Componenti MB e mi piace anche provare nuovi prodotti“.

La modularità è ovviamente il punto forte di item, ma lo sono anche la riutilizzabilità e la stabilità.

Inoltre la tecnologia dei profilati offre al sig. Loinger la massima flessibilità possibile. Ciò rappresenta un vantaggio decisivo, soprattutto per i progetti di ricerca, poiché l’hardware specifico e le postazioni per avvitare si delineano solo nel corso del progetto. Apprezza anche il fatto che i profilati item con scanalature chiuse possano essere combinati perfettamente con altri elementi, come lamiera e legno, creando così un aspetto particolarmente pregiato. Il suo collega, l’ingegnere di soluzioni Martin Kulzer, utilizza principalmente i profilati in alluminio per tavoli per robot, stand prova e dimostratori. Il loro impiego porta numerosi vantaggi: „La modularità è ovviamente il punto forte di item, ma lo sono anche la riutilizzabilità e la stabilità. In particolare per dimostratori e stand di prova, il vantaggio sta nel fissare e spostare facilmente i componenti.“

Poiché hanno raggi esterni ridotti, i profilati X (a sinistra e sullo sfondo) sono particolarmente facili da pulire.

 

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