【用户案例】波恩大学旨在通过辅助机器人移动操作来加强医疗保健
2023-04-13

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当今机器人研究和开发的主要讨论点之一是机器人如何与人类共享空间来执行重要任务。为了与人类合作,机器人需要能够仔细导航,并与周围的物体和人互动。

机器人在医疗领域和医院环境中的应用迅速增长,旨在解决与医务人员工作量增加有关的问题。重复性和耗时的任务,如按需交付材料,大多由护士执行。这往往阻碍了他们提供增值患者护理的能力。

Harmony: Assistive Robots for Healthcare医疗保健辅助机器人

这就是Harmony的用武之地;一个由欧盟资助的项目,旨在通过自主移动操作机器人为这个问题提供一个令人信服的解决方案。参与Harmony的多学科团队旨在提供强大、灵活和安全的自主移动机器人,这些机器人可以很容易地集成到以人为中心的环境中,如医院。

Project Harmony有两个有针对性的用例:

1、医院周围按需交付任务的自动化,使医护人员能够专注于患者的其他关键需求。

2、自动化样本采集,提高医院生物分析管道的效率。

Facing Important Technical Challenges面临重大技术挑战

波恩大学Stachniss实验室的一组研究人员在该项目中发挥了不可或缺的作用。他们在这个项目中的主要关注点是在动态医院环境中进行长期定位和映射。当部署在不断变化的复杂环境中时,通常关注环境的低层次几何特征或静态世界的映射的传统定位和映射技术可能被证明是不够的。

为了解决这一问题,Stachniss实验室的研究人员旨在构建一个基于对象的地图,使其能够在动态环境中进行具有社会意识的导航和操作。基于对象的表示将使机器人能够根据随着时间的推移收集的语义和几何数据建立对象数据库,这将作为地图构建、运动规划和任务表示的一种手段。

Dingo-O Rises to the Challenge

Dingo-O迎接挑战

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实施这项任务的主要问题之一是收集大量数据用于测试和培训,因为在繁忙、不断变化的环境中,可以预期会发生各种对象、动态和长期结构变化。由于隐私问题,团队很难在医院收集此类数据。由于这些限制,他们选择使用Dingo-O作为一种简单可靠的解决方案。

Integrated Sensors集成传感器

Dingo-O用于数据收集和在线板载测试,这些算法是由实验室开发的,用于为动态医院环境创建基于对象的地图。时尚紧凑的室内基础平台配备了一个传感器套件,由四个安装在顶部的Intel RealSense D455深度相机组成,用于记录覆盖360°视场的RGB-D流。此外,FLIR的Blackfly s GigE被用作鱼眼相机,从定位基础设施中提取地面实况姿势。此外,该团队增加了一对2D SICK激光雷达,并利用车轮里程计进行额外的数据收集。

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在Dingo-O平台上,安装了ROS Noetic和Nvidia Jetson Xavier AGX的Intel NUC10i7FNK,均运行Ubuntu 20.04。NUC用于运行传感器和Dingo-O的驱动程序,Jetson用于深度学习应用程序,如物体检测。该团队的本地化方法在NUC上运行,在Jetson上进行映射。

通过使用Dingo-O执行这项任务,该团队成功地在不依赖第三方的情况下实时收集数据。它的平稳驱动和为多个传感器和计算机供电的能力使该团队选择Dingo-O而不是使用模拟的传统移动平台。当需要逼真的视觉效果时,设置模拟可能是一项艰巨而耗时的任务。

Dingo-O had the ability to support all the equipment we wanted to mount on it. Its size was suitable for indoor operation and it was within our price range.” – Nicky Zimmerman, Lead Maintainer and Robotics PhD candidate, Stachniss Lab, University of Bonn

作为实验室IROS 2023项目提交的一部分,Dingo-O还将出现在现场演示中。

The Future of Assistive Robots in Healthcare辅助机器人在医疗保健领域的未来

Stachniss实验室的团队旨在继续使用Dingo-O在室内环境中进行长期定位和绘图研究,并希望在医院环境中进行成功的演示。

参与该项目的Stachniss实验室成员包括Nicky Zimmerman(首席维护人员)和Matteo Sodano、Elias Marks、Haofei Kaung(支持人员)。团队还要感谢Holger Milz、Michael Plech和Ralf Becker在传感器集成方面做出的贡献。

如果你想了解更多关于波恩大学Stachniss实验室的信息,你可以访问他们的网站。 here.https://www.ipb.uni-bonn.de

如果你想了解更多关于Project Harmony的信息,你可以访问他们的网站。 https://harmony-eu.org

如果您想了解Dingo,请点击阅读原文。http://www.jingtianrobots.com/index.php?id=620

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