El proyecto de estrategias robóticas para el monitoreo y desinfección de entornos Covid-19, recibió 20.000 libras esterlinas como subvención al desarrollo de sistemas robóticos móviles asequibles y repetibles, para promover ambientes inteligentes durante la pandemia.
Por: Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito.
El investigador Carlos Andrés Cifuentes García y la profesora de la Escuela, Marcela Múnera Ramírez y demás miembros del equipo, en representación de la Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, le presentaron a la Real Academia del Reino Unido una propuesta innovadora de investigación, centrada en la ingeniería y con el mayor potencial disruptivo para abordar los desafíos más apremiantes de la pandemia por el Covid-19. Obtuvieron de inmediato aprobación y financiación.
El proyecto, denominado 'Covibot: estrategias robóticas para el monitoreo y la desinfección de entornos Covid-19, se propuso desarrollar sistemas robóticos asequibles y repetibles en Latinoamérica y otros países del mundo para promover ambientes libres de la enfermedad mediante el monitoreo, la desinfección, la descontaminación y el control de patógenos respiratorios con métodos de planificación eficientes.
Este proyecto se da en un momento en que la mayoría de países, incluido Colombia, han comenzado una carrera para cumplir con las medidas de bioseguridad que garanticen el regreso seguro a múltiples actividades cotidianas como el estudio.
En el caso de la Escuela, que recibe a sus estudiantes en una presencialidad con alternancia, en el periodo 2022-1, el monitoreo de su comunidad educativa y sus actividades, la desinfección y descontaminación de los lugares que frecuenta y la respuesta inmediata a situaciones de riesgo, son de vital importancia. De ahí que los sistemas robóticos inteligentes puedan servir para lograr el objetivo de preservar la salud y la vida en la universidad.
“En todo el mundo se han implementado herramientas robóticas para soportar mediciones, con el objetivo de reducir el riesgo de infección en ambientes que pueden llegar a ser peligrosos. Sin embargo, desarrollar estas soluciones resulta muy costoso, por lo que el objetivo de Covibot es abordar este desafío para controlar y reducir el riesgo de transmisión del Covid-19, en ambientes interiores y exteriores, desarrollando estos sistemas cuyos resultados se compartirán como código abierto sobre Robot Operating System (ROS) y para ello se utilizarán entornos de programación como Python y C++, con el fin de llegar a quien quiera desarrollarlo”, asegura el ingeniero Cifuentes García, cabeza del proyecto.
“Con este proyecto estamos contribuyendo a la aparición de una nueva generación de entornos inteligentes en el país y el mundo”.
La iniciativa contempló dos líneas de trabajo. En la primera, se configuró la cooperación de una red internacional para el desarrollo de tecnologías basadas en robótica e inteligencia artificial, para proponer ambientes inteligentes contra la pandemia. En la segunda, se están desarrollando casos de estudio en la Escuela y en las instituciones que participan en la red, con propuestas tecnológicas que permitan apoyar la atención de la pandemia con el regreso del personal a estas instituciones.
“Lo que le propusimos a la Real Academia fue conformar una red de cooperación entre varios países de Latinoamérica y el Reino Unido (Escocia), para discutir y desarrollar soluciones que puedan ayudar a retornar a las instituciones, las universidades y la vida social. Uno de los principales enfoques está en la universidad, los laboratorios, donde nos movemos dentro de las instituciones, y ver cómo desde la tecnología, específicamente de la robótica y la inteligencia artificial, se pueden desarrollar soluciones que ayuden a responder a la pandemia”, recalca el profesor.
Reunir médicos, científicos y expertos en robótica de diferentes países aportará una solución adecuada para cada proceso. Por supuesto, estas soluciones impactarán a comunidades de Colombia, Chile, Argentina y Brasil, que contienen cerca del 80% de la población de América del Sur.
La propuesta comenzó su desarrollo con el acompañamiento del profesor de la universidad de Edimburgo (Escocia) Subramanian Ramamoorthy, doctor en filosofía, ingeniería eléctrica e informática de la universidad de Texas (USA). Sin embargo, surgió la idea de enfocar el trabajo en Latinoamérica para lo cual se integraron al equipo de trabajo los profesores Marcelo Becker, de la Universidad de Sao Paulo en Brasil, y Ricardo Carelli, de la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ) en Argentina, y el fisioterapeuta Patricio Barria, del Centro de Rehabilitación Club de Leones Cruz del Sur en Chile.
Aunque la idea es enfocarse en el problema de Latinoamérica, probablemente estas soluciones, cuyo desarrollo liderará la Escuela, también sirvan para el Reino Unido. El proyecto aparece como una solución complementaria a los sistemas robóticos de desinfección UVC-Ozono y aspersión química para SARS-CoV-2, que está desarrollando la Escuela con recursos propios y cuya eficiencia será probada en el campus.
“La idea es involucrar este robot que diseñamos con recursos propios para desarrollar sistemas de monitoreo basados en cámaras que permitan evaluar el comportamiento de los estudiantes dentro de los salones y laboratorios, y en escenarios internos y externos. También queremos explorar estrategias con drones para monitorear el comportamiento social de las personas dentro de la Escuela y ayudar así a detectar situaciones de riesgo, por ejemplo, que tengan el tapabocas mal puesto”, comenta el ingeniero Cifuentes García.
Del proyecto que financia la Escuela se desarrollarán dos módulos; uno es un pequeño carro pasivo donde se montó una lámpara para desinfección UVC y un sistema de aspersión de químicos para desinfección, con el fin de que el servicio de aseo lo utilicen dentro de los salones. “El personal de aseo lo manipulará para ejecutar el proceso de limpieza y desinfección”. Este primer prototipo no va a ser motorizado.
El otro módulo es un robot móvil Pioneer LX que poseía el laboratorio y que se adaptó a los nuevos requerimientos técnicos para que se mueva por las zonas que necesitan limpieza. Los prototipos se han probado en la Escuela. Estos desarrollos, sin duda, apoyan al personal de seguridad de la Escuela y de servicios generales ya que, en parte, estas soluciones se dirigen a quienes vigilan y mantienen el bienestar de la comunidad educativa.
El hecho de haber ganado la convocatoria del Reino Unido le permitió a la Escuela no sólo recibir los recursos sino ejecutarlos y probar los desarrollos en ella. “Hay una fase que es la validación experimental del sistema, en la que los módulos desarrollados los avalará la Escuela en condiciones controladas”, dice el ingeniero. Sin embargo, la idea es que los países que están dentro de la red internacional, que también tienen laboratorios de robótica y son bastantes fuertes en la región, desarrollen prototipos similares a los que está haciendo la Escuela y puedan hacer estudios de comportamiento de esas soluciones para impactar a toda Latinoamérica.
“Universidades, empresas, instituciones, hospitales, clínicas, todos se pueden beneficiar del proyecto, ya que son soluciones robóticas propuestas para disminuir el riesgo de contagio del Covid-19. Incluso, para la ejecución del proyecto se seguirá un proceso de desarrollo colaborativo en el cual instituciones interesadas se puedan adherir a esta iniciativa”, explica Cifuentes García.
El proyecto es de tal magnitud que pueden surgir nuevas colaboraciones asegurando que las ideas desarrollos y experiencias se trasfieran a los sectores científico e industrial. Por ahora, la idea es seguir en el desarrollo de los prototipos para cada uno de los casos de estudio definidos.
El proyecto en fases
Fase 1
Confirmación de la red a la cual pertenecen grupos científicos de Colombia, Brasil, Argentina, Chile y Reino Unido.
Fase 2
Diseño de sistemas robóticos para desinfección, descontaminación y control de patógenos respiratorios con métodos de planificación eficientes.
Fase 3
Detección de condiciones peligrosas y no seguras. Además de desinfectar hay que cumplir protocolos de bioseguridad como la no aglomeración y cumplimiento de normas. Aquí se requieren estrategias de inteligencia artificial y aprendizaje automático para detectar condiciones peligrosas de los comportamientos humanos.
Fase 4
Validación experimental del sistema. Los módulos desarrollados se validarán en la Escuela en condiciones controladas. Los resultados se compartirán como código abierto.
Idea en desarrollo
Aunque estos son los casos de estudio inmediatos, los ingenieros de la red no están limitados a ellos. Si su deseo es buscar más soluciones, que no sean costosas pero sí eficientes, lo pueden hacer. Deben involucrar la robótica y la inteligencia artificial para ayudar en el proceso del regreso a la universidad en septiembre a toda Latinoamérica, al igual que en Europa y el Reino Unido. Todos estos prototipos se prueban en colaboración multicéntrica con la red, y la Escuela actúa como líder del proyecto, y en ella se ejecutan los recursos.
“Al final, lo que queremos es integrar los robots móviles, sistemas de monitoreo basados en IoT, el monitoreo con cámaras y la colaboración estrecha con el personal de la Escuela para la preparación ante la pandemia”, concluye el investigador Carlos Cifuentes.
