Smart Cleaning: Roboter in der Gebäudereinigung

verfasst von zvoove, 12.01.2022
keyboard_arrow_left Zurück zur Übersicht Smart Cleaning in der Gebäudereinigung: Roboter könnten Reinigungskräfte künftig entlasten

Reinigungsroboter aktuell wie nie

Der Einsatz von Reinigungsrobotern hat durch die COVID-19 Pandemie an Bedeutung gewonnen. 2021 ist die Nachfrage nach Reinigungs-/Desinfektionsrobotern um 92 % gestiegen – so der World Robotics 2021 Service Robots Report der IFR. Hygiene spielt eine wichtige Rolle, um das Infektionsrisiko mit dem SARS-CoV-2 Virus zu reduzieren. Das Virus kann ähnlich wie SARS-CoV-1 (Erreger der SARS Pandemie 2003/2003) mehrere Tage auf unbelebten Oberflächen überleben. Besonders hartnäckig hält sich das Virus auf Plastik und rostfreiem Stahl: Im Experiment zeigten sich bis zu 3 Tage nach Auftragen des Virus auf die Oberflächen lebensfähige Corona-Viren (Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1). Reinigungsroboter ermöglichen kontaktloses Reinigen, um Reinigungskräfte vor einer Infektion mit Covid-19 zu schützen. Außerdem wird verhindert, dass Reinigungskräfte die bei der Reinigung mit Desinfektionsmitteln entstehenden Dämpfe einatmen. Spezielle Technologien wie UV-Desinfektion können dazu beitragen, Viren auch an schwer erreichbaren Stellen abzutöten und ihre Verbreitung einzudämmen.

Welche Smart Cleaning Roboter gibt es?

  • Bodenreinigungsroboter: Schon etwas länger im Einsatz sind Bodenreinigungsroboter für große Hallen. Diese sind einigermaßen praxiserprobt. Probleme gibt es z. T. beim Einsatz von Reinigungsrobotern in kleineren Räumen, etwa Büroräumen, in denen Gegenstände im Weg stehen könnten. Roboter müssen in der Lage sein, autonom zu navigieren und z. B. Gegenständen auszuweichen oder sie temporär zu verschieben. Dazu werden z. B. Sensoren eingesetzt.
  • modulare Reinigungsroboter: In einigen Projekten wurden modulare Reinigungsroboter im Baukastensystem erprobt, etwa mit einem Modul zur Nass- und einem zur Trockenreinigung. Reinigungsroboter werden zum Beispiel mit Sensoren ausgestattet, die den Verschmutzungsgrad und die zu reinigenden Gegenstände sowie deren Materialien erkennen. Dadurch generieren sie einen Reinigungsplan für eine autonome Reinigung.
  • Desinfektionsroboter: Desinfektionsroboter werden eingesetzt, um Oberflächen von Keimen, Bakterien und Viren zu befreien, z. B. mithilfe von Desinfektionsspray oder UV-Licht.

Modulare Baukastensysteme für Reinigungsroboter

Die Forschung zur Entwicklung mobiler Reinigungs- und Desinfektionsroboter hat an Fahrt aufgenommen. Schon 2016 hatte das Fraunhofer IPA die Entwicklung eines Prototyps für einen modularen Reinigungsroboter koordiniert (BakeR – Baukastensystem für kosteneffiziente, modulare Reinigungsroboter).
Der autonom navigierende Roboter verfügt über ein Modul zur Nassreinigung (Nassschrubb-Automat) und ein Staubsaugmodul zur Trockenreinigung. Da er Verschmutzungen automatisch erkennt, kann die Trockenreinigung ergebnisorientiert erfolgen. Der Reinigungsroboter kann die geforderten Module selbständig wählen und zwischen ihnen wechseln. Anhand von Objektinformationen plant der Roboter die Reinigung selbständig und errechnet die optimale Reinigungsreihenfolge.
Außerdem wurde ein Roboterarm entwickelt, damit der Roboter beispielsweise Papierkörbe
leeren, Türen öffnen und Gegenstände aus dem Weg räumen kann. Diese Gegenstände erfasst er anhand von Sensoren.

Neue Forschung zu Reinigungs- und Desinfektionsrobotern

Ein aktuelles interessantes Robotik-Projekt zum Thema „Mobile Desinfektion“, kurz „MobDi“, stammt von der Fraunhofer Gesellschaft (MobDi – Mobile Desinfektion). Mit der Entwicklung mobiler Desinfektionsroboter soll die Virenbekämpfung in Gebäuden effizienter werden. Die Roboter sollen zwischen verschiedenen Techniken wie Wischen, Sprühen und UV-Behandlung wechseln können. Das Besondere an den Desinfektionsrobotern ist u. a. die integrierte Wahrnehmungsfunktion. Mithilfe eines 3-D Sensors sollen die Roboter die zu desinfizierenden Objekte und deren Material erkennen können. Durch maschinelles Lernen können sie die gewonnen Daten nutzen, um auch bisher unbekannte Objekte zu erkennen. Dies ist wichtig, da nicht alle zu reinigenden Objekte genau gleich aussehen. Auch den Verschmutzungsgrad der Objekte sollen die Roboter erkennen, um eine gründliche Reinigung zu ermöglichen. Zur Planung der Reinigungsabläufe bilden die Roboter ein Umgebungsmodell. Dieses Modell beinhaltet eine Karte mit der Position der zu reinigenden Objekte und deren Materialen. Ziel ist es, dass die Roboter Reinigungsabläufe selbständig planen und autonom durch die Umgebung navigieren.

Welche Vorteile haben Roboter in der Gebäudereinigung?

Klinken und Pflegeeinrichtungen sehen in Reinigungs- und Desinfektionsrobotern einen Mehrwert. Der Robotik-Survey 2021 des Fraunhofer IMW (Nutzerzentrierte Entwicklung und Wirtschaftlichkeit von Reinigungs- und Desinfektionsrobotern) ergab, dass über 80 % der Befragten automatisierten Desinfektions- und Reinigungsroboter einen hohen bis mittleren Mehrwert beimessen. Der Einsatz von robotischen Assistenzsystemen zur Ergänzung des Reinigungsteams kann viele Vorteile haben. Mithilfe qualitativer Technologien erfolgt die Reinigung automatisiert und mit gleichbleibender Qualität. Die Roboter lassen sich zudem flexibel einsetzen, z. B. nachts. Dadurch können Reinigungskräfte entlastet werden. Zudem kann der Einsatz von Robotern die Folgen von Personalengpässen, -ausfällen und -fluktuationen abfedern und zur Zeitersparnis im Reinigungsprozess beitragen. Insbesondere in Coronazeiten ist die Arbeitsbelastung von Reinigungskräften zum Teil sehr hoch, etwa weil Oberflächen mehrfach täglich zu reinigen sind. Aber auch jenseits der Corona-Pandemie bieten die Roboter einen Mehrwert zur Abtötung von Keimen, Viren und Bakterien.

Welche Nachteile haben Roboter in der Gebäudereinigung?

Bis ein Reinigungsroboter wirklich marktreif ist, können Jahre vergehen. Die Technologie muss hinreichend ausgereift sein und ein angemessenes Verhältnis von Kosten und Leistung gewährleisten. Zum Teil sind die Technologien relativ kostenintensiv und komplex. Ein modulares Konzept wie BakeR könnte dazu beitragen, dass die Technologien kosteneffizienter und besser auf die Bedarfe der Unternehmen abgestimmt werden. Problematisch ist auch, dass bestimmte Technologien übermäßig Reinigungs- oder Desinfektionsmittel verwenden. Entsprechende Sensoren, die den Verschmutzungsgrad erkennen sowie Berechnungen angemessener Mengen können dazu beitragen, dass die Reinigung ressourcenschonender wird.

Fazit

Die Nachfrage nach Reinigungs- und Desinfektionsrobotern ist im Corona-Jahr 2021 stark gestiegen. Die Roboter werden für verschiedene Aufgaben eingesetzt, etwa zum Wischen, Sprühen oder zur UV-Behandlung. In Forschungsprojekten konnten bereits modulare Prototypen entwickelt werden, die zum Beispiel zwischen Nass- und Trockenreinigungsmodulen wechseln, autonom durch den Raum navigieren und sogar Gegenstände ergreifen können (z. B. Papierkörbe leeren). Moderne Roboter sind mit Sensoren zur Wahrnehmung der zu reinigenden Oberflächen und Materialien ausgestattet, können den Verschmutzungsgrad erkennen und einen eigenen Reinigungsplan erstellen, inklusive Berechnung der optimalen Reinigungsreihenfolge. Insgesamt ist die Technik bereits fortgeschritten, dennoch bleibt es nicht aus, weiterhin kontinuierlich an Verbesserungen zu arbeiten.

Quelle Foto: © efired / Adobe Stock

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