Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESPJaci: con 1,8 m de altura, el robot gaúcho libera una niebla de ozono para complementar la desinfecciónLéo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP
La emergencia sanitaria causada por el covid-19 aceleró el desarrollo de dispositivos robóticos diseñados para desinfectar los ambientes y mantenerlos libres del nuevo coronavirus y otros virus, como así también de hongos y bacterias. En Brasil, la empresa Instor Projetos e Robótica, de Porto Alegre [estado de Rio Grande do Sul], y la startup e.Aí Tecnologias Inteligentes, de Recife [Pernambuco], se han abocado en los últimos años al desarrollo de robots con esa finalidad. Los artefactos, creados en colaboración con universidades, utilizan recursos de inteligencia artificial (IA) y radiación ultravioleta para la desinfección. Los modelos ya disponibles en el mercado pueden utilizarse no solo en hospitales, sino también en las aulas, oficinas, tiendas y gimnasios, entre otros ambientes.
“Diversos estudios científicos han demostrado que la radiación ultravioleta tipo C [UVC] tiene un potente efecto germicida. Destruye el ácido nucleico de virus y bacterias, alterando su ADN o ARN e incapacitándolos para replicarse e infectar el organismo”, explica el ingeniero electrónico Miguel Ignácio Serrano, director de Instor y uno de los responsables del proyecto Jaci.
La primera versión del robot gaúcho, desarrollada a partir de abril de 2020 con recursos de la empresa, aún no era autónoma y había que ubicarla sucesivamente en diferentes lugares del ambiente, hasta que todo el recinto hubiera recibido la luz UVC. Luego se diseñó una versión teledirigida por control remoto. “Como la exposición a la luz UVC es perjudicial para la salud humana, el lugar debe hallarse libre de personas cuando el robot está funcionando. Por eso vimos que era necesaria su operación autónoma”, recuerda Serrano.
Fue entonces cuando surgió la idea de asociarse con el Instituto de Informática de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS), en donde Serrano había concluido su maestría. Los investigadores de la unidad se encargaron de desarrollar un método que le permitiera al robot explorar el ambiente en forma autónoma, irradiando los rayos UVC en las dosis necesarias para desinfectar el aire, las paredes y las superficies. La nueva versión estuvo lista en octubre de 2021.
Para operar en un ambiente desconocido, el equipo recurrió a técnicas de robótica móvil. “El mapa del entorno se confecciona mediante un algoritmo que recibe información de un escáner láser lidar [siglas en inglés que significa detección de luz y medición de distancias] 2D y de tres cámaras convencionales”, explica la científica de la computación Mariana Kolberg, coordinadora del proyecto por la UFRGS e integrante del Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos (Ieee), un organismo internacional dedicado al avance de la tecnología en beneficio de la humanidad. “El lidar cubre un espectro visual de 180 grados y las cámaras complementan el campo de visión de Jaci, detectando obstáculos a diferentes alturas que se encuentran fuera del alcance del lidar”.
El sistema también elabora un mapa que indica la dosis UVC aplicada a cada parte del ambiente. “Con este mapa pueden definirse los puntos con baja irradiación. El robot Jaci regresa a esos lugares y completa su tarea emitiendo una niebla ozonizada, que también inactiva los virus y las bacterias. Todo el proceso se realiza sin interferencia humana”, destaca Kolberg. “Antes de la pandemia, existían en el mundo otras iniciativas de robots autónomos para tareas de desinfección. Jaci sobresale porque combina el uso de luz UVC y niebla ozonizada”. Se ha solicitado una patente internacional que está en proceso de evaluación.
En el desarrollo del robot participaron otras universidades. La Pontificia Universidad Católica de Rio Grande do Sul (PUC-RS) y la Universidad de Vale do Rio dos Sinos (Unisinos), ambas en Porto Alegre, demostraron los efectos antimicrobianos de la niebla de ozono, mientras que la Universidad de Campinas (Unicamp), validó la eficacia de la luz UVC contra los virus. A la UFRGS le correspondió comprobar la eficacia de los rayos ultravioleta contra las bacterias.
Melissa FernandesEl dispositivo de la startup pernambucana e.Aí Tecnologias fue creado en asociación con la UFPEMelissa Fernandes
Ocho meses después de estar listo, el robot está en uso en el Grupo Hospitalario Conceição, en el Hospital de la Unimed y en el Hospital São Lucas, de la PUC-RS, todos en Porto Alegre, y en el Premier Hospital, en São Paulo. En junio, tras finalizar la redacción de este reportaje, estaba previsto que Jaci comenzara a operar en el Instituto del Corazón (InCor), en São Paulo, del Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo (USP).
“Siempre estamos en busca de nuevas tecnologías que promuevan la seguridad de los pacientes, la mejora de los procesos de control de las infecciones hospitalarias y la reducción de la sobrecarga de tareas de los profesionales”, dice Guilherme Rabello, gerente comercial del Núcleo de Innovación del InCor. “El robot Jaci cumple con estos requisitos y puede ser de ayuda para que podamos ofrecer un ambiente asistencial más seguro, disminuyendo los costos y el tiempo de limpieza manual y aumentando la seguridad de los profesionales que toman parte.”
La compañía –Instor–, que lleva 14 años diseñando robots para los sectores del petróleo, gas y minería, también ofrece la posibilidad de alquilar los robots.
Con 80 centímetros de altura, el robot de la startup e.Aí Tecnologias Inteligentes se controla a través de una aplicación. “Nuestro dispositivo se desplaza por el ambiente en forma autónoma. Esto es posible gracias a sensores y métodos de IA capaces de reconocer una ruta libre para su desplazamiento. En unos tres minutos puede desinfectar una habitación de 25 metros cuadrados”, destaca el científico de la computación Leandro Maciel Almeida, creador de la startup y docente del Centro de Informática de la Universidad Federal de Pernambuco (CIn-UFPE).
El robot nació a partir de un proyecto aprobado en la universidad, en mayo de 2020, que contó con la participación de investigadores del Instituto Federal de Pernambuco (IFPE) y del Centro Regional de Ciencias Nucleares del Nordeste (CRCN-NE). “Por medio de un pliego de concurso, la UFPE aportó recursos por un monto de 60.000 reales para la fabricación de 10 unidades, pero no todas fueron terminadas. El robot, entonces llamado Aurora, se probó en el Hospital de Clínicas de la universidad, y obtuvo una reducción promedio de un 95 % de la carga de microorganismos del ambiente”, subraya Maciel Almeida.
Según el físico Clayton Benevides, del CRCN-NE, quien formó parte del equipo de Aurora, el mayor reto tecnológico de la iniciativa residió en diseñar un robot dotado de gran autonomía, con alta dosis de UVC, y que fuera barato. A la finalización del proyecto en la UFPE, se creó e.Aí Tecnologias para continuar con el desarrollo del robot. Su modelo de negocio contempla la oferta del servicio de desinfección con paquetes mensuales disponibles a partir de 300 reales. Ya hay seis dispositivos en funcionamiento.
“Hay robots similares operando en Canadá, Estados Unidos, Asia y Europa. Algunas empresas extranjeras han presentado soluciones en ferias realizadas en Brasil, pero sus costos son muy altos”, informa Maciel Almeida. “El dispositivo robótico que desarrollamos apunta a obtener costos más bajos y tiene como objetivo popularizar la tecnología de desinfección con radiación ultravioleta”.
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