机器人与新冠疫情：美国九个在关键领域实现自动化的项目
2020年夏天，美国国防部委托ARM研究所（Advanced Robotics for Manufacturing）寻找机器人解决方案，以缓解新冠疫情，并为未来应对类似危机奠定技术基础。该研究所召集了300多人参与收集项目构思。
最终，在国防部办公室提供资金支持下，该竞赛共启动了九个项目。项目聚焦几个关键领域，包括房间和表面消毒、新冠病毒检测、个人防护装备（PPE）的生产和质量控制流程，以及利用机器人建造可支持医院工作的临时设施。
“能够承担国防部委托的抗击新冠病毒任务，我们深感荣幸。这些项目的快速完成和取得的成果，展现了ARM研究所凭借多元化专家生态快速响应国家需求的能力”
研究所技术项目组合经理卡拉·马佐里尼感谢了在支持国防部工作中发挥重要作用的项目团队。所有技术都将经过改进和落地，以提升美国应对未来危机的能力。
个人防护装备的快速生产
该项目的成果减少了所需操作人员，提高了效率，缩短了生产周期，提升了产能；通过基于机器视觉的故障检测和带视觉检验的机器人操作提高了可靠性；并提供基于Edge AI模块的即服务模式，以降低初始设备成本。
疫情暴露了全球医疗物资供应链的关键脆弱性。在疫情初期，美国制造商无法满足个人防护口罩的大量需求，导致短缺和漫长的交货周期。该项目改进了美国现有的自动化口罩生产，包括机器人自动视觉检验、收集与分拣，以及生产线末端的包装和码垛。
项目团队：Siemens Corporate Technologies（首席研究员）、Henderson Sewing Machine Company、Yaskawa Motoman、HomTex。
定制化口罩生产
该项目使机器人能够随时随地生产定制口罩。这推动了仍然依赖手工劳动的行业更广泛地采用自动化。
美国疾控中心认定，布口罩在减缓新冠病毒传播方面发挥着至关重要的作用，但供应无法满足需求。机器人缝纫是一项技术难题，因为它需要操控柔性材料、精细的动作控制和精确的部件识别。
项目团队：Siemens Corporate Technologies（首席研究员）、Henderson Sewing Machine Corporation、Sewbo Inc、Bluewater Defense、工业缝纫与创新中心（ISAIC）。
大型结构件的机器人制造
Pvilion认为，这项技术将有助于更好地满足国防部的需求并制造帐篷。机器人还能减轻工人的负担。新冠疫情凸显了快速部署负压空间的必要性。这些充气支撑结构与传统帐篷相比展开迅速，非常适合用作野战医院、隔离设施，以及其他救灾或军事用途。
然而，这类结构的生产劳动强度很大。随着机器人技术的发展，生产速度有望加快，机器人可帮助生产人员搬运和操控沉重、柔性的材料。该项目旨在开发一组具备自我感知能力、可由人操控的机器人平台。该技术将帮助Pvilion打造一座“装在运输集装箱里的医院”，由8至10人的团队在72小时内即可完成安装。
项目团队：伦斯勒理工学院（首席研究员）和Pvilion。
个人防护装备生产中的质量评估自动化
该项目开发出一项技术，可帮助快速扩大美国医用防护装备的产业基础。该技术可用于液体渗透、易燃性和防渗透性测试，也应用于实验室自动化、医疗器械、生物制药，甚至家具和服装的生产。
个人防护装备的质量控制流程劳动强度大且耗时。样品检测不仅是生产厂家的优先任务，医疗机构也是如此。该项目旨在开发一套机器人系统，实现质量控制测试的自动化，用于检验个人防护装备，从而提高美国的生产效率和效能。
项目团队：东北大学（首席研究员）、Merrow Manufacturing和Boston Engineering。
机器人喷涂抗菌铜涂层
该项目开发出一台可投入生产的半自动冷喷涂机器人，可对高接触物品实现自我消毒。设备即装即用，且易于配置。
覆铜表面可迅速杀灭包括新冠病毒在内的病毒，但由于需求较低，并未广泛应用。疫情凸显了对自消毒表面的需求。这将减少新冠病毒的传播，而无需频繁清洁。机器人抗菌铜喷涂系统（冷喷涂）结合扫描仪与路径规划及质量控制工具，可将铜涂层施加到门把手、医院长椅、推车、扶手等物品上。
项目团队：Siemens Corporate Technologies（首席研究员）、VRC Metals System。
快速诊断
该系统可将检测试纸的开发速度提高2至3倍，改善工艺质量和可靠性，并减少所需的技术人员数量。该技术可推广到任何检测试剂盒的开发流程，易于扩展，并有助于快速应对新冠病毒等疾病暴发。
快速开发病毒检测方法将极大支持美国在当前及未来疫情中开展大规模检测。评估此类检测试纸至少需要两名专业人员：一人进行检测，另一人使用分析仪解读结果。该项目利用先进的机器视觉系统和柔性机器人开发了一套解决方案，通过自动化加速检测开发。
项目团队：Siemens Corporate Technologies（首席研究员）、Maxim BioMedical Inc和Siemens Healthineers。
仓库自主机器人喷雾与消毒
该系统通过自主建图、直观的用户界面以及可通过任何浏览器访问的便携式工作配置文件，减少了设置时间和精力。该技术借助自主导航和可靠的视觉感知实现自动化消毒流程，在对运营影响最小的前提下，营造安全健康的工作环境。
物流和保障运营在支持国家方面发挥了关键作用，为数百万美国人提供医疗用品和生活必需品。要控制新冠病毒传播，需要更频繁、更可靠的消毒。该项目开发了一套自主仓库消毒系统，能够自动移动、定位，并对高频接触表面和潜在污染区域进行消毒。
项目团队：Siemens Corporate Technologies（首席研究员）、FedEx Corporation、Yaskawa Motoman。
移动式自主工业消毒机器人
预计商业化部署的解决方案成本将低于10万美元。消毒929平方米需要八小时，作业速度为0.2 m²/s。由于新冠病毒快速变异，为保障企业和工作场所安全运行，需要频繁消毒表面。人工清洁并不理想，因为工作人员可能会感染或传播病毒。
该项目开发出一款自主移动机器人，配备多轴机械臂，既能操控消毒系统，又能操作一组传感器。该技术可识别需要消毒的区域、执行消毒过程，并记录已完成的清洁任务。
项目团队：Lockheed Martin Advanced Technology Laboratories、GrayMatter Robotics、Southwest Research Institute（SwRI）、Lockheed Martin Rotary Mission Systems。
多房间移动消毒机器人
学校、办公室、军事基地和生产车间需要在班次之间进行消毒，以尽量减少病毒传播。Decon–X（DX1）消毒系统在无人操作的情况下，机动性和自主性不足，无法完成房间消毒。
该项目为DX1系统增加了移动和自主能力，实现对多个房间和工作空间的连续处理。加入移动性和自主导航后，机器人可在房间之间穿行，并几乎无需人工干预即可完成一系列操作。
项目团队：QinetiQ North America（首席研究员）、MassRobotics。
