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Le premier drone de désinfection d'intérieur au monde prêt à combattre le COVID-19

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En temps opportun, Digital Aerolus, leader mondial en matière de technologie autonome pour tout véhicule qui vole, roule, plonge ou nage, a mis au point le premier drone d'intérieur équipé de lumières ultraviolettes (UVC) en bande C, créé spécifiquement pour lutter contre la propagation du virus COVID-19 (SARS-CoV-2) avec un taux de désinfection de 99 %.

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Grâce à ses technologies brevetées, l'Aertos 120-UVC peut voler de manière stable à l'intérieur des bâtiments et stériliser des zones, réduisant ainsi l'exposition des travailleurs de première ligne aux infections. Les drones industriels de Digital Aerolus n'utilisent pas de GPS ou de capteurs externes, ce qui leur permet de fonctionner de manière stable dans des endroits où d'autres drones ne peuvent pas aller, y compris dans des espaces petits et confinés.

L'Aertos 120-UVC vole au-dessus d'une surface qu'il éclaire à l'aide de 36 lumières UVC LED optiquement intenses de 265 NM. À une hauteur de 6 pieds au-dessus d'une surface et en seulement 5 minutes, l'intensité des UVC est suffisante pour assurer un taux de désinfection supérieur à 99 % d'une surface de 2 mètres sur 2 mètres. Ces drones devraient être disponibles en volume en mai.

Nous avons eu l'occasion d'interviewer le co-fondateur, Jeff Alholm, à propos de cette technologie innovante de drone.

Alice Ferng, Medgadget : Quelle est l'intensité de la puissance des UVC nécessaire pour inactiver les virus ? Pouvez-vous nous en dire plus sur le temps d'exposition nécessaire pour l'inactivation des virus ?

Jeff Alholm, PDG de Digital Aerolus : Nous savons, grâce à des études sur d'autres coronavirus, que l'inactivation par les UVC dépend de la durée et de l'intensité de l'exposition. En règle générale, l'administration de 3 milli-joules d'UVC de 265 NM sur une surface de 1 cm2 permet d'obtenir un taux de désinfection supérieur à 99 %. Ces résultats ne sont pas issus de nos études, mais de celles de notre fournisseur de LED UVC, Crystal IS/Klaran, et de décennies de stérilisation des agents pathogènes par l'énergie UVC dans diverses industries.

La désactivation des mécanismes de réplication d'un virus sur une surface dépend essentiellement du temps d'exposition et de la distance de la source d'UVC. Nous montons nos LEDs UVC sur un véhicule aérien en mouvement.

L'énergie UVC émise dans la gamme de longueurs d'onde centrée autour de 265 NM est généralement considérée comme la référence pour une désinfection UVC efficace. Il existe de multiples variables dans chaque situation de désinfection. En règle générale, si une énergie supérieure à 3 milli-joules peut être délivrée sur une surface de cm par cm, on obtient un taux de désinfection supérieur à 99 %.

La fluence ou dose UVC (d) correcte est calculée à l'aide de l'équation suivante :

Dose UVC (d) = Intensité UVC (i) x Durée d'exposition (t)

Intensité UVC (i) = Puissance émise par la ou les sources de lumière UVC + distance des émetteurs (dans cette application, 36 émetteurs pointant vers le bas à partir de l'Aertos 120-UVC) vers la surface à assainir X (fois). Temps d'exposition (t) = temps d'exposition.

Medgadget : Quelle est la plage de fréquence de fonctionnement des UV et pourquoi les UV-C sont-ils les plus efficaces pour cette application ? Cette technologie reposait-elle sur des études antérieures ?

M. Alholm : Les systèmes de désinfection UVC sont largement déployés et assainissent une grande partie de l'eau dans le monde. La désinfection UVC à base de drone - notre apport d'énergie UVC rend ce produit unique.

La désinfection par des émetteurs UVC n'est pas nouvelle, mais il existe une nouvelle catégorie de petites sources LED qui sont depuis peu disponibles pour un large déploiement. L'utilisation de notre plate-forme intérieure stable pour la désinfection UVC est unique en son genre. En combinant nos drones industriels stables avec ces sources UVC petites mais puissantes, nous permettons à un plus grand nombre d'organisations de déployer des tactiques de désinfection UVC rapidement et à distance. Nous pensons que certaines entreprises et organisations ont besoin d'un accès immédiat, déployable et pratique à cette technologie pour tuer les agents pathogènes.

Les rayons ultraviolets UVC dans la gamme de fréquence de 265 nanomètres permettent un taux de désinfection extrêmement élevé. Il existe de multiples variables dans chaque situation de désinfection.

Pour donner un exemple largement applicable, nous avons calculé le temps et la distance à parcourir à partir de l'Aertos 120-UVC pour obtenir un taux de désinfection supérieur à 99 %.

Voici un exemple pour vous aider à comprendre les capacités de l'Aertos 120-UVC :

● L'Aertos 120-UVC contient 36 sources UVC à DEL de 265 NM d'intensité optique, disposées en réseau et orientées vers le bas depuis le drone (l'Aertos 120-UVC peut être équipé d'émetteurs supplémentaires orientés vers le haut).

● Lorsque la plate-forme vole à 2 mètres au-dessus d'une surface pendant trois minutes, elle fournit un taux de désinfection supérieur à 99 % dans le centre rouge de la case verte ci-dessous, ou si elle vole pendant 5 minutes, la totalité du carré de 2 mètres sur 2 est couverte.*

● Outre la surface, toute la zone à l'intérieur de la représentation du tracé de la figure 1 est couverte, soit environ 150 pieds cubes.

● Des simulations similaires montrent qu'un taux de désinfection supérieur à 99 % est obtenu sur une surface plus petite en volant à peine 18 pouces pendant 30 secondes.

● En règle générale, si une énergie supérieure à 3 milli-joules peut être délivrée sur une surface de 1 cm sur 1 cm, on obtient un taux de désinfection supérieur à 99 %.

Medgadget : À 1,80 m au-dessus de la surface, quelle est la concentration du faisceau ? La cohérence peut être un gros problème.

M. Alholm : Les simulations ci-dessus sont basées sur les données de ce LED spécifique ; c'est un manque de cohérence qui est utile. Les 36 émetteurs ont un beau chevauchement d'énergie que l'on peut voir dans les graphiques de densité d'énergie de surface. L'excès est toujours bon, plus d'énergie est le mieux, mais il faut équilibrer cela en assainissant autant d'espace que possible.

Medgadget : Les UVC peuvent-ils désactiver COVID-19 ? Comment cela a-t-il été testé ? S'agissait-il d'un partenariat ?

M. Alholm : COVID-19 est une maladie causée par un nouveau virus (SARS-CoV-2) apparenté à d'autres virus bien caractérisés. Actuellement, le CDC continue à élaborer des directives générales de désinfection pour ce virus. Des recherches et des protocoles récents indiquent que l'énergie UVC centrée autour de la longueur d'onde de 265 NM est utile pour la désinfection de COVID-19, en détruisant son ARN/ADN.

La technologie d'assainissement par lumière UVc est actuellement utilisée pour la désinfection des surfaces et de l'eau dans le monde entier. Comme vous le savez, la technologie UVC n'est pas nouvelle. Mais en général, les sources de lumière UVc sont importantes, leur coût est prohibitif ou leur déploiement est peu pratique.

Nous travaillons avec le fabricant de LED UVC Crystal IS/Klaran, et nous avons travaillé en étroite collaboration pour intégrer correctement leurs émetteurs UVC. Nous n'avons pas conclu de partenariat formel.

Nous travaillons avec les ingénieurs du fabricant pour déterminer les doses correctes d'UVC nécessaires pour un taux de désinfection de 99%, et les graphiques que j'ai fournis proviennent du logiciel Zemax OpticalStudio avec des données fournies par Crystal IS/Klaran.

En même temps, avant le lancement de la production du drone en mai, nous recueillons des données supplémentaires.

Je tiens à préciser que nous n'essayons pas d'être des experts en matière d'UVC ou de COVID-19 (SARS-CoV-2). Nous sommes des ingénieurs et des scientifiques, pas des experts en UVC. Cependant, il existe des décennies de recherches crédibles sur l'efficacité des UV-C en tant qu'outil de désinfection. Nous travaillons avec des recherches éprouvées sur les UVC et les appliquons à une nouvelle application de distribution par l'intermédiaire de nos drones commerciaux stables.

Medgadget : Y a-t-il des surfaces où l'inactivation des UVC n'est pas aussi idéale ou inefficace ?

M. Alholm : Nous espérons en savoir plus sur la désinfection de surfaces et d'espaces variés

Pour l'instant, l'équipe de Digital Aerolus continuera à se concentrer sur les mécanismes et les processus de livraison. Dès que nous pourrons obtenir des informations d'autres utilisateurs sur les performances de l'outil Aertos 120-UVC sur le terrain, nous améliorerons les moyens les plus efficaces de déployer nos drones Aertos pour les tâches de désinfection. Les surfaces dures sont faciles à caractériser. Les tissus et autres matériaux poreux nécessitent plus de temps et de données pour être décrits avec précision.

Medgadget : Y a-t-il un danger pour les gens s'ils se trouvent sur la trajectoire de vol ?

M. Alholm : Les drones sont des outils sophistiqués, et en général, ils nécessitent un pilote qui a les compétences et l'expérience nécessaires pour accomplir la tâche souhaitée. Comme les drones classiques ne volent bien qu'à l'extérieur, le déploiement d'un drone à l'intérieur multiplie la complexité et les risques de collision. Nous avons conçu le robuste Aertos 120-UVC pour qu'il résiste aux collisions, mais il y a toujours un risque de collision qui endommage le drone, les biens ou un être humain. Les procédures, la formation et, le cas échéant, l'obtention d'un permis doivent toujours être respectées. Notre Aertos 120-UVC a des conduits protégés contre les lames en rotation ouverte ou les lames avec des protections de lame inefficaces.

De plus, le drone Aertos 120-UVC émet une lumière UVC intense à partir de 36 LED UVC. Cette fréquence de cette énergie est dangereuse pour l'homme : elle endommage l'ADN et d'autres molécules organiques et entraîne de graves dommages à la molécule. C'est mauvais pour les virus et pour l'homme. Tous les pilotes et tous les spectateurs de la désinfection UVC doivent rester cachés des émetteurs UVC lorsqu'ils sont allumés. Si, pour une raison quelconque, ils se trouvent à proximité des émetteurs, ils doivent se protéger les yeux et la peau. L'Aertos 120-UVC est conçu pour être piloté à distance, et les émetteurs UVC sont contrôlés sans fil pendant un vol pour éviter que le pilote ne soit exposé. Nous savons tous qu'il est nécessaire de porter des lunettes de soleil anti-UV et de se couvrir correctement pour se protéger des rayons du soleil contenant l'énergie des UV A et B. Les UV-C sont naturellement filtrés par l'atmosphère et sont beaucoup plus dommageables pour notre peau et notre ADN.

Medgadget : Si l'une des lampes UVC s'éteint, l'efficacité de l'inactivation diminue-t-elle ? De combien ? L'utilisateur sera-t-il averti ?

M. Alholm : Si l'intensité des émetteurs d'UVC change, l'efficacité change. Mais nous avons installé 36 émetteurs UVC sur notre drone, soit PLUS qu'assez de puissance pour désinfecter avec un taux de mortalité de 99 %, de sorte que si un émetteur s'éteint, la désinfection sera toujours efficace, ce qui demandera un peu plus de temps

D'ici au lancement de la production en mai, nous prévoyons de mettre à la disposition de tous les clients des outils logiciels qui leur permettront de déterminer les doses efficaces de chaque désinfection.

Notre système Aertos utilise quatre réseaux de 9x UVC 265 NM de LED à haute intensité. À tout moment, un total de 36 LED peut être allumé. L'efficacité diminue de manière linéaire en fonction du nombre de LED allumées. Nous fournirons des méthodes de test et de maintenance périodiques, mais la durée de vie de ces LED se mesure en plusieurs milliers d'heures.

Medgadget : Vos drones sont-ils explicitement construits pour un certain type d'espace intérieur ? Comment contournent-ils les barrières ? Sont-ils programmés comme un Roomba, et de la même manière - se bloque-t-il (s'il n'utilise pas de GPS ou de capteurs externes - comment navigue-t-il dans une nouvelle zone) ? Est-il totalement autonome ou peut-on utiliser un contrôle manuel ? Y a-t-il un retour d'information vidéo contrôlé à distance ? Dites-nous en plus sur le système d'imagerie - existe-t-il des capteurs pour détecter les zones infectées ?

M. Alholm : Pour ces applications UVC, l'Aertos sera exploité en First-Person View (FPV) par un pilote qualifié utilisant les caméras de la plate-forme. Nous avons conçu nos drones autour d'un ensemble unique de structures de navigation et d'IA, que nous appelons Mind of Motion Framework et Folded Geometry flight Code (MMF et FGC). Les plates-formes Aertos actuelles fonctionnent en mode semi-autonome. En utilisant des techniques d'IA, nous construisons un ensemble dynamique de modèles cinématiques basés sur l'environnement dans lequel le drone évolue, tout en "observant" le pilote. Ces modèles nous permettent de faire des choses apparemment impossibles : sentir et reculer les murs et les plafonds sans effort, s'adapter au vent ou à la ventilation, corriger la dérive et créer une stabilité sans flux optique, ni relèvement magnétique, ni cartes, ni Lidar, ni GPS. Nous sommes "instantanément en marche" et pouvons automatiquement nous équilibrer/se percher sur un tuyau du bord d'un meuble ou d'un appareil pour augmenter considérablement les temps de vol pendant les opérations.

En raison de leur construction robuste et de leurs technologies de vol, nos plates-formes Aertos sont généralement difficiles à bloquer. Nous ne connaissons aucune technologie capable de détecter les micro-pathogènes à distance. Ce serait un avantage incroyable. Nous utilisons actuellement deux imageurs, une caméra FPV fixe à basse résolution et une matrice à cardan à résolution beaucoup plus élevée. Sur d'autres modèles d'Aertos, nous avons des capacités IR ainsi que des caméras à spectre visible de plus haute résolution.

Medgadget : Quelle est la durée d'utilisation du drone (durée de vie de la batterie) ?

M. Alholm : En général, nous prévoyons 10 minutes de vol pour nos missions traditionnelles, mais nous revenons généralement à 8 minutes pour jouer la sécurité. Ces temps dépendent de nombreuses variables : l'altitude et l'humidité de l'environnement, la durée d'allumage des batteries de LEDs UVC et la durée de perchage de la plate-forme. Si elle est perchée ou équilibrée, la durée de fonctionnement peut être étendue à plus de 30 minutes. Comme le pilotage d'un drone est une tâche ardue qui demande de la concentration, 10 minutes de vol sans perchage est une mission acceptable.

Medgadget : Combien d'entre eux ont été mis en production ? Avez-vous déjà des acheteurs en ligne ? Où ces drones seront-ils déployés et utilisés pour la première fois ?

M. Alholm : Nous sommes actuellement en train d'augmenter le volume de production des drones Aertos 120-UVC en mai. La plate-forme est une légère variation d'une plate-forme que nous vendons quotidiennement, notre drone industriel Aertos 120. Nous disposons d'un important réseau de distribution et d'assistance pour soutenir nos clients Aertos actuels et futurs.

Le CDW commencera à prendre des précommandes et aura ce nouveau produit sur son site web cette semaine. Outre notre réseau de revendeurs existant, nous sommes en contact avec d'autres partenaires et fournisseurs de services de drones potentiels pour soutenir notre clientèle croissante. Oui, nous avons des commandes, et nous faisons voler l'Aertos 120-UVC aujourd'hui

Medgadget : Souhaitez-vous ajouter quelque chose sur l'entreprise, ses objectifs, ses plans ou sa vision pour l'avenir ?

M. Alholm : La mission de Digital Aerolus est de combiner l'intelligence artificielle avec des mathématiques avancées pour créer des logiciels et les technologies de base pour les véhicules qui volent, conduisent, plongent ou nagent. Les premiers produits commerciaux de la société utilisant ces technologies sont les drones d'inspection industrielle Aertos. Parmi eux figure notre tout dernier produit, l'Aertos 120-UVC.

Nos systèmes autonomes actuels et futurs permettent aux véhicules de regarder le monde différemment - de manière prédictive, et pas seulement réactive. Nous pensons que cette approche rendra le monde plus sûr et plus efficace. Le cadre de travail "Mind of Motion" est particulièrement puissant : il traite rapidement des avalanches de données d'entrée pour prévoir les menaces potentielles, puis pour effectuer des changements en fonction d'un environnement et de risques qui évoluent rapidement. Le MMF intègre des opérateurs complexes de toutes orientations, accélérations, vitesses, probabilités, interactions et bruits. Ensuite, il projette le comportement du véhicule hôte. La MMF gère le monde en temps réel, de manière cohérente et simultanée, pour la vision, les comportements autonomes, les données de divers capteurs et les opérateurs de vol/conduite. Il cartographie la probabilité d'interactions et de collisions pour tous les objets projetés, y compris la plateforme, et projette un nuage d'interactions probabilistes basé sur la physique réelle. Les autres approches de la gestion de la navigation autonome sont tout simplement désavantageuses.

C'est une véritable transformation. Lorsque les drones ne se limiteront plus à voler uniquement à l'extérieur, lorsque les avatars robotiques pourront prendre des décisions intelligentes et humaines, lorsque les machines pourront effectuer des tâches dangereuses à la place des personnes, le monde sera plus sûr. Et nous contribuons à construire ce monde.

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