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#Tendenze
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Il primo drone al mondo per la disinfezione indoor pronto a combattere COVID-19
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In modo davvero tempestivo, Digital Aerolus, leader mondiale nella tecnologia autonoma per qualsiasi veicolo che vola, guida, si immerge o nuota, ha sviluppato il primo drone indoor con luci ultraviolette in banda C (UVC), creato appositamente per combattere la diffusione del virus COVID-19 (SARS-CoV-2) con un tasso di disinfezione del 99%.
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Utilizzando le sue tecnologie brevettate, l'Aertos 120-UVC può volare in modo stabile all'interno degli edifici e sterilizzare le aree, riducendo così l'esposizione dei lavoratori in prima linea alle infezioni. I droni industriali della Digital Aerolus non utilizzano GPS o sensori esterni, permettendo loro di operare in modo stabile in luoghi dove altri droni non possono andare - compresi gli spazi piccoli e ristretti.
L'Aertos 120-UVC vola sopra una superficie che illumina utilizzando 36 luci LED UVC a 265 NM otticamente intense. A 6 piedi sopra una superficie e in soli 5 minuti, questa è un'intensità UVC sufficiente a fornire un tasso di disinfezione superiore al 99% di una superficie di 2 metri per 2 metri. Questi droni saranno disponibili in volume a maggio.
Abbiamo avuto la possibilità di intervistare il co-fondatore, Jeff Alholm, su questa innovativa tecnologia dei droni.
Alice Ferng, Medgadget: Qual è l'intensità di potenza UVC necessaria per disattivare i virus? Può parlare di più del tempo di esposizione necessario per l'inattivazione dei virus?
Jeff Alholm, CEO di Digital Aerolus: Sappiamo da studi condotti con altri coronavirus che l'inattivazione con l'UVC dipende dal tempo di esposizione e dall'intensità. Come regola generale, la somministrazione di 3 milli-joules di 265 NM UVC in un'area di centimetri quadrati raggiunge un tasso di disinfezione superiore al 99%. Questi risultati non derivano dai nostri studi, ma da quelli del nostro fornitore di LED UVC, Crystal IS/Klaran, e da decenni di sterilizzazione di agenti patogeni utilizzando l'energia UVC in vari settori industriali.
La disattivazione della meccanica di replicazione di un virus su una superficie dipende in modo critico dal tempo di esposizione e dalla distanza dalla sorgente UVC. Montiamo i nostri LED UVC su un veicolo aereo in movimento.
L'energia UVC emessa nella gamma di lunghezze d'onda centrata intorno a 265 NM è generalmente considerata il gold standard per un'efficace disinfezione UVC. Ci sono molteplici variabili in ogni situazione di disinfezione. Come regola generale, se è possibile erogare un'energia superiore a 3 milli-joule di energia su una superficie di cm per cm, si ottiene un tasso di disinfezione superiore al 99%.
La corretta fluenza UVC o dose (d) è calcolata utilizzando la seguente equazione:
UVC Dose (d) = UVC Intensità (i) x Tempo di esposizione (t)
UVC Intensità (i) = Potenza emessa dalla sorgente o dalle sorgenti luminose UVC + distanza degli emettitori (in questa applicazione 36 emettitori che puntano verso il basso dall'Aertos 120-UVC) verso la superficie da sanificare X (volte). Tempo di esposizione (t) = tempo di esposizione.
Medgadget: Qual è la gamma di frequenza operativa UV e perché l'UVC è la più efficace per questa applicazione? Questa tecnologia si basava su studi precedenti?
Signor Alholm: I sistemi di disinfezione UVC sono ampiamente diffusi e disinfettano gran parte dell'acqua del mondo. La disinfezione UVC basata su droni - la nostra fornitura di energia UVC rende questo prodotto unico nel suo genere.
La disinfezione tramite emettitori UVC non è una novità, ma c'è una nuova classe di piccole sorgenti LED che sono diventate recentemente disponibili per un'ampia diffusione. L'utilizzo della nostra stabile piattaforma interna per la disinfezione UVC è unica nel suo genere. Combinando i nostri stabili droni industriali con queste piccole ma potenti sorgenti UVC, permette a più organizzazioni di implementare tattiche di disinfezione UVC in modo rapido e remoto. Crediamo che alcune aziende e organizzazioni abbiano bisogno di un accesso immediato, utilizzabile e pratico a questa tecnologia per uccidere gli agenti patogeni.
L'UVC ultravioletto nella gamma di frequenza di 265 nanometri fornisce un tasso di disinfezione estremamente elevato. Ci sono molteplici variabili in ogni situazione di disinfezione.
Per fornire un esempio ampiamente applicabile, abbiamo calcolato il tempo e la distanza dall'Aertos 120-UVC per ottenere un tasso di disinfezione superiore al 99%.
Ecco un esempio per aiutare a comprendere le capacità di Aertos 120-UVC:
L'Aertos 120-UVC contiene 36 sorgenti UVC a LED UVC a intensità ottica 265 NM disposte in un array che punta verso il basso rispetto all'UAV (ci sono opzioni per l'Aertos 120-UVC che ha emettitori aggiuntivi che puntano verso l'alto).
Quando la piattaforma vola 2 metri (~6,6 piedi) sopra una superficie per tre minuti, fornisce un tasso di disinfezione superiore al 99% nel centro rosso del riquadro verde mostrato sotto, o se vola per 5 minuti, l'intero quadrato di 2 metri per 2 metri (~6,6 piedi per 6,6 piedi) è coperto.*
Oltre alla sola superficie, l'intera area all'interno della rappresentazione del raggio di figura 1 è coperta, circa 150 piedi cubi.
Simulazioni simili mostrano che su una superficie più piccola si ottiene un tasso di disinfezione superiore al 99% volando solo 18 pollici per 30 secondi.
Come regola generale, se si possono erogare più di 3 milli-joule di energia su una superficie di 1 cm per 1 cm, si ottiene un tasso di disinfezione superiore al 99%.
Medgadget: A 6 piedi sopra la superficie, quanto è concentrato il raggio? La coerenza può essere un grosso problema.
Signor Alholm: Le simulazioni di cui sopra si basano sui dati di questo specifico LED; è una mancanza di coerenza che è utile. I 36 emettitori hanno una bella sovrapposizione di energia che si può vedere nelle trame di densità energetica superficiale. L'overkill è sempre buono, più energia è meglio, ma questo deve essere bilanciato con la sanificazione di quanto più spazio possibile.
Medgadget: UVC può disattivare COVID-19? Come è stato testato? È stato un partenariato?
Signor Alholm: COVID-19 è una malattia causata da un nuovo virus (SARS-CoV-2) collegato ad altri virus ben caratterizzati. In questo momento, il CDC continua a sviluppare linee guida generali di disinfezione per questo virus. Recenti ricerche e protocolli indicano che l'energia UVC centrata sulla lunghezza d'onda 265 NM è utile per la disinfezione di COVID-19, distruggendo il suo RNA/DNA.
La tecnologia di sanificazione leggera UVC è attualmente utilizzata in tutto il mondo per la disinfezione delle superfici e dell'acqua. Come sapete, la tecnologia UVC non è una novità. Ma in generale, le sorgenti UVC sono grandi, proibitive in termini di costi o poco pratiche da utilizzare.
Stiamo lavorando con il produttore di LED UVC Crystal IS/Klaran e abbiamo lavorato a stretto contatto per integrare correttamente i loro emettitori UVC. Non abbiamo stipulato una partnership formale.
Stiamo lavorando con gli ingegneri del produttore per determinare le dosi di UVC corrette necessarie per un tasso di disinfezione del 99%, e la grafica che ho fornito proviene dal software Zemax OpticalStudio con i dati forniti da Crystal IS/Klaran.
Allo stesso tempo, prima del lancio della produzione di maggio del drone, stiamo raccogliendo ulteriori dati.
Voglio chiarire che non stiamo cercando di essere esperti di UVC o COVID-19 (SARS-CoV-2). Siamo ingegneri e scienziati, non esperti di UVC. Tuttavia, ci sono decenni di ricerche credibili sull'efficacia dell'UVC come strumento di disinfezione. Stiamo lavorando con una ricerca UVC collaudata e la applichiamo a una nuova applicazione di consegna attraverso i nostri stabili droni commerciali.
Medgadget: Ci sono superfici per le quali l'inattivazione dell'UVC non è così ideale o inefficace?
Signor Alholm: Speriamo di scoprire di più sulla disinfezione di superfici e spazi variegati
Per ora, il team di Digital Aerolus continuerà a concentrarsi sulla meccanica di consegna e sui processi. Non appena potremo ottenere informazioni da altri utenti su come lo strumento Aertos 120-UVC si comporta sul campo, miglioreremo i modi più efficaci per distribuire i nostri UAV Aertos per le attività di disinfezione. Le superfici rigide sono facilmente caratterizzabili. I tessuti e altri materiali porosi richiedono più tempo e dati per essere descritti con precisione.
Medgadget: Ci sono danni alle persone se si trovano sulla traiettoria di volo?
Signor Alholm: I droni sono strumenti sofisticati e, in generale, richiedono un pilota che abbia l'abilità e l'esperienza necessarie per completare il compito desiderato. Poiché i droni convenzionali volano bene solo all'aperto, il dispiegamento di un drone all'interno moltiplica la complessità e la possibilità di una collisione. Abbiamo progettato il robusto Aertos 120-UVC per resistere alle collisioni, ma c'è sempre la possibilità di una collisione che danneggi il drone, la proprietà o un essere umano. È necessario osservare le procedure, l'addestramento e, se del caso, la concessione di licenze adeguate. Il nostro Aertos 120-UVC è dotato di condotti protetti contro lama aperta o lama aperta con protezioni di lama inefficienti.
Inoltre, il drone Aertos 120-UVC emette un'intensa luce UVC da 36 LED UVC. Questa frequenza di questa energia è pericolosa per l'uomo: danneggia il DNA e altre molecole organiche e porta a gravi danni alla molecola. Questo è un male sia per i virus che per l'uomo. Tutti i piloti e tutti gli spettatori della disinfezione UVC devono rimanere nascosti agli emettitori UVC mentre sono accesi. Se intorno agli emettitori eccitati per qualsiasi motivo, allora è necessaria un'adeguata protezione degli occhi e della pelle. L'Aertos 120-UVC è progettato per essere pilotato a distanza, e gli emettitori UVC sono controllati senza fili durante il volo per evitare che il pilota sia esposto. Abbiamo tutti familiarità con la necessità di indossare occhiali da sole UV e una copertura adeguata per ottenere una protezione dalla luce solare contenente energia UV A e B. Gli UV-C sono naturalmente filtrati dall'atmosfera e sono molto più dannosi per la nostra pelle e il nostro DNA.
Medgadget: Se una delle luci UVC si spegne, l'efficienza e l'efficacia dell'inattivazione diminuisce? Di quanto? L'utente sarà avvisato?
Signor Alholm: Se cambia l'intensità degli emettitori UVC, cambia anche l'efficienza. Ma abbiamo messo 36 emettitori UVC sul nostro drone, più che sufficiente potenza per disinfettare con un tasso di uccisione del 99%, in modo che se un emettitore si spegne, la disinfezione avrà comunque successo, richiedendo un po' più di tempo
Per il lancio della produzione a maggio, prevediamo di avere a disposizione strumenti software per tutti i clienti, in modo che possano determinare le dosi efficaci per ogni disinfezione.
Il nostro sistema Aertos utilizza quattro strip array di 9x UVC 265 NM LED ad alta intensità. In qualsiasi momento è possibile illuminare un totale di 36 LED. L'efficienza diminuisce in un rapporto lineare a seconda del numero di LED accesi. Forniremo test periodici e metodi di manutenzione, ma la durata di vita di questi LED viene misurata in molte migliaia di ore.
Medgadget: I vostri droni sono esplicitamente costruiti per un certo tipo di spazio interno? Come navigano intorno alle barriere? Sono programmati in modo simile a Roomba e, allo stesso modo, si bloccano? (Se non usano GPS o sensori esterni, come navigano in una nuova area?) È completamente autonomo, o si può usare il controllo manuale? C'è un feedback video controllato a distanza? Ci dica di più sul sistema di imaging - ci sono sensori per rilevare le aree infette?
Signor Alholm: Per queste applicazioni UVC, l'Aertos sarà gestito in First-Person View (FPV) da un pilota esperto che utilizzerà le telecamere della piattaforma. Abbiamo progettato i nostri droni attorno ad un insieme unico di strutture di navigazione e di IA, le chiamiamo Mind of Motion Framework e Folded Geometry flight Code (MMF e FGC). Le piattaforme Aertos di oggi operano in quella che chiamiamo modalità semi-autonoma. Utilizzando le tecniche di IA, costruiamo un insieme dinamico di modelli cinematici basati sull'ambiente che il drone sta vivendo, insieme a "guardare" il pilota. Questi modelli ci permettono di fare cose apparentemente impossibili: sentire e indietreggiare da pareti e soffitti senza sforzo, regolarsi per il vento o la ventilazione, correggere la deriva e creare stabilità senza flusso ottico, cuscinetti magnetici, mappe, Lidar o GPS. Siamo "instant on" e possiamo automaticamente bilanciare / appollaiarsi su un tubo del bordo di un mobile o di un apparecchio per aumentare significativamente i tempi di volo durante le operazioni.
A causa della loro costruzione robusta e delle tecnologie di volo, le nostre piattaforme Aertos sono generalmente difficili da bloccare. Non siamo a conoscenza di tecnologie in grado di rilevare micro agenti patogeni a distanza. Questo sarebbe un vantaggio incredibile. Attualmente voliamo con due imager, una telecamera fissa a bassa risoluzione FPV e un array cardanico a risoluzione molto più elevata. In altri modelli Aertos, abbiamo capacità IR insieme a telecamere a spettro visibile a risoluzione più alta.
Medgadget: Qual è il tempo di utilizzo del drone (durata della batteria)?
Signor Alholm: In generale, ci aspettiamo 10 minuti di volo per le nostre missioni tradizionali, ma in genere torniamo indietro a 8 minuti per andare sul sicuro. Questi tempi dipendono da molte variabili: l'altitudine e l'umidità dell'ambiente, la durata degli array di LED UVC e il tempo di permanenza della piattaforma. Se appollaiata o bilanciata, il tempo di funzionamento può essere esteso a oltre 30 minuti. Poiché il pilotaggio di un drone è un compito faticoso che richiede concentrazione, 10 minuti di volo non appollaiato sono una missione accettabile.
Medgadget: Quanti di questi sono andati in produzione? Avete già dei compratori in lista? Dove verranno impiegati per la prima volta questi droni?
Signor Alholm: Al momento stiamo portando la produzione in volume per i droni Aertos 120-UVC a maggio. La piattaforma è una leggera variazione rispetto a una piattaforma che vendiamo quotidianamente, il nostro drone industriale Aertos 120. Abbiamo un'importante rete di distribuzione e supporto a supporto dei nostri clienti attuali e futuri di Aertos.
CDW inizierà a prendere i preordini e avrà questo nuovo prodotto sul suo sito web questa settimana. Oltre alla nostra attuale rete di rivenditori, stiamo parlando con altri potenziali partner e fornitori di servizi di drone per supportare la nostra crescente base di clienti. Sì, abbiamo ordini, e oggi voliamo con l'Aertos 120-UVC
Medgadget: C'è qualcos'altro che vorresti aggiungere riguardo all'azienda, ai suoi obiettivi, ai suoi piani o alla visione che va avanti?
Signor Alholm: La missione di Digital Aerolus è di combinare l'intelligenza artificiale con la matematica avanzata per creare software e le tecnologie di base per i veicoli che volano, guidano, si immergono o nuotano. I primi prodotti commerciali dell'azienda che utilizzano queste tecnologie sono i droni di ispezione industriale Aertos. Questo include il nostro prodotto più recente, l'Aertos 120-UVC.
I nostri sistemi autonomi, attuali e futuri, equipaggiano i veicoli per guardare il mondo in modo diverso - in modo predittivo e non solo reattivo. Crediamo che questo approccio renderà il mondo un luogo più sicuro e più efficiente. Il Mind of Motion Framework è particolarmente potente: elabora rapidamente le valanghe di dati in ingresso per prevedere le potenziali minacce e quindi per effettuare cambiamenti sulla base di un ambiente e di rischi in rapido cambiamento. MMF integra operatori complessi di tutti gli orientamenti, accelerazioni, velocità, probabilità, interazioni e rumore. Quindi, proietta il comportamento del veicolo ospitante. MMF gestisce continuamente il mondo in tempo reale, in modo coerente e simultaneo, per la visione, i comportamenti autonomi, i vari dati dei sensori e gli operatori di volo/guida. Mappa la probabilità di interazioni e collisioni per tutti gli oggetti proiettati, compresa la piattaforma, e proietta una nuvola probabilistica di interazioni basata sulla fisica reale. Altri approcci alla gestione autonoma della navigazione sono semplicemente svantaggiati.
Questo è un vero e proprio cambiamento. Quando i droni non si limitano più a volare solo all'aperto, quando gli avatar robotici possono prendere decisioni intelligenti e umane, quando le macchine possono svolgere compiti pericolosi al posto delle persone, il mondo è un posto più sicuro. E noi stiamo aiutando a costruire quel mondo.
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