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#Tendencias de productos
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El primer dron de desinfección de interiores del mundo listo para luchar contra COVID-19
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En un momento muy oportuno, Digital Aerolus, líder mundial en tecnología autónoma para cualquier vehículo que vuele, conduzca, se sumerja o nade, ha desarrollado el primer avión teledirigido de interior con luces ultravioletas de banda C (UVC), creado específicamente para combatir la propagación del virus COVID-19 (SARS-CoV-2) con una tasa de desinfección del 99%.
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Mediante el uso de sus tecnologías patentadas, el Aertos 120-UVC puede volar de manera estable dentro de los edificios y esterilizar áreas, reduciendo así la exposición de los trabajadores de primera línea a las infecciones. Los aviones teledirigidos industriales de Digital Aerolus no utilizan GPS ni sensores externos, lo que les permite operar de forma estable en lugares a los que otros aviones teledirigidos no pueden llegar, incluidos los espacios pequeños y reducidos.
El Aertos 120-UVC vuela sobre una superficie que ilumina usando 36 luces LED UVC de 265 NM de intensidad óptica. A 6 pies sobre una superficie y sólo 5 minutos, esta es suficiente intensidad UVC para proporcionar una tasa de desinfección superior al 99% de una superficie de 2 metros por 2 metros. Estos drones están programados para estar disponibles en volumen en mayo.
Tuvimos la oportunidad de entrevistar al cofundador, Jeff Alholm, sobre esta innovadora tecnología de drones.
Alice Ferng, Medgadget: ¿Cuál es la intensidad de energía UVC necesaria para inactivar los virus? ¿Puedes hablar más sobre el tiempo de exposición necesario para la inactivación del virus?
Jeff Alholm, CEO de Digital Aerolus: Sabemos por estudios con otros coronavirus que la inactivación usando UVC depende del tiempo de exposición y la intensidad. Como regla general, la entrega de 3 mili joules de 265 NM UVC a un área de centímetros cuadrados logrará una tasa de desinfección superior al 99%. Estos resultados no se derivan de nuestros estudios, sino de los de nuestro proveedor de LEDs UVC, Crystal IS/Klaran, y de décadas de esterilización de patógenos usando energía UVC en varias industrias.
La desactivación de la mecánica de replicación de un virus en una superficie depende críticamente del tiempo de exposición y la distancia de la fuente UVC. Montamos nuestros LEDs UVC en un vehículo aéreo en movimiento.
La energía UVC emitida en el rango de longitudes de onda centradas en torno a 265 NM se considera generalmente el patrón de oro para una desinfección UVC eficaz. Hay múltiples variables en cada situación de desinfección. Como regla general, si se puede suministrar más de 3 mili julios de energía a una superficie de cm por cm, entonces se logra una tasa de desinfección superior al 99%.
La fluencia o dosis correcta de UVC (d) se calcula utilizando la siguiente ecuación:
Dosis UVC (d) = Intensidad UVC (i) x Tiempo de exposición (t)
Intensidad UVC (i) = Potencia emitida por la fuente o fuentes de luz UVC + distancia de los emisores (en esta aplicación 36 emisores apuntando hacia abajo desde los Aertos 120-UVC) hacia la superficie que se está saneando X (veces). Tiempo de exposición (t) = tiempo de exposición.
Medgadget: ¿Cuál es el rango de frecuencia operativa de los rayos UV, y por qué es la UVC la más efectiva para esta aplicación? ¿Esta tecnología se basó en algún estudio previo?
Señor Alholm: Los sistemas de desinfección UVC están ampliamente desplegados y desinfectan gran parte del agua del mundo. La desinfección UVC a base de drones, nuestro suministro de energía UVC hace que este producto sea único.
La desinfección por medio de emisores UVC no es nueva, pero hay una nueva clase de pequeñas fuentes de LED que recientemente se han puesto a disposición para un amplio despliegue. El uso de nuestra plataforma estable en interiores para la desinfección UVC es lo que es único. Al combinar nuestros zánganos industriales estables con estas pequeñas pero poderosas fuentes UVC, permite a más organizaciones desplegar tácticas de desinfección UVC de forma rápida y remota. Creemos que algunas empresas y organizaciones necesitan un acceso inmediato, desplegable y práctico a esta tecnología para matar patógenos.
El ultravioleta UVC en el rango de frecuencia de 265 nanómetros proporciona una tasa extremadamente alta de desinfección. Hay múltiples variables en cada situación de desinfección.
Para dar un ejemplo de aplicación general, hemos calculado el tiempo y la distancia de los Aertos 120-UVC para lograr una tasa de desinfección superior al 99%.
Aquí hay un ejemplo para ayudar a entender las capacidades de Aertos 120-UVC:
● El Aertos 120-UVC contiene 36 fuentes ópticas intensas de 265 NM LED UVC dispuestas en un arreglo que apunta hacia abajo desde el UAV (hay opciones para el Aertos 120-UVC que tiene emisores adicionales que apuntan hacia arriba).
● Cuando la plataforma vuela 2 metros (~6.6 pies) sobre una superficie durante tres minutos, proporciona una tasa de desinfección superior al 99% en el centro rojo del cuadro verde que se muestra a continuación, o si se vuela durante 5 minutos, se cubre todo el cuadrado de 2 por 2 metros (~6.6 por 6.6 pies ).*
● Además de sólo la superficie, toda el área dentro de la representación de trazado de rayos de la Figura 1 está cubierta, aproximadamente 150 pies cúbicos.
● Simulaciones similares muestran que se logra una tasa de desinfección superior al 99% sobre una superficie más pequeña volando sólo 18 pulgadas durante 30 segundos.
● Como regla general, si se puede suministrar más de 3 mili julios de energía a una superficie de 1 cm por 1 cm, se logra una tasa de desinfección superior al 99%.
Medgadget: A 6 pies sobre la superficie, ¿qué tan concentrado está el rayo? La coherencia puede ser un gran problema.
Señor Alholm: Las simulaciones anteriores se basan en los datos de este LED específico; lo que ayuda es la falta de coherencia. Los 36 emisores tienen una buena superposición de energía que se puede ver en los gráficos de densidad de energía de la superficie. El exceso siempre es bueno, más energía es lo mejor, pero esto tiene que ser equilibrado con la desinfección de la mayor cantidad de espacio posible.
Medgadget: ¿Puede la UVC desactivar COVID-19? ¿Cómo se probó esto? ¿Fue una asociación?
Señor Alholm: COVID-19 es una enfermedad causada por un nuevo virus (SARS-CoV-2) relacionado con otros virus bien caracterizados. En este momento, el CDC continúa desarrollando amplias pautas de desinfección para este virus. Investigaciones y protocolos recientes indican que la energía UVC centrada alrededor de la longitud de onda de 265 NM es útil para la desinfección de COVID-19, destruyendo su ARN/ADN.
La tecnología de saneamiento con luz UVC se utiliza actualmente para la desinfección de superficies y aguas en todo el mundo. Como sabes, la tecnología UVC no es nueva. Pero en general, las fuentes de UVC son grandes, de costo prohibitivo o poco prácticas de desplegar.
Estamos trabajando con el fabricante de LEDs UVC Crystal IS/Klaran, y hemos trabajado estrechamente para integrar sus emisores UVC adecuadamente. No hemos entrado en una asociación formal.
Estamos trabajando con los ingenieros del fabricante para determinar las dosis correctas de UVC necesarias para una tasa de desinfección del 99%, y los gráficos que he proporcionado provienen del software Zemax OpticalStudio con datos suministrados por Crystal IS/Klaran.
Al mismo tiempo, antes del lanzamiento de la producción del dron en mayo, estamos recogiendo datos adicionales.
Quiero dejar claro que no estamos tratando de ser expertos en UVC o COVID-19 (SARS-CoV-2). Somos ingenieros y científicos, no expertos en UVC. Sin embargo, hay décadas de investigación creíble en torno a la eficacia de la UVC como herramienta de desinfección. Estamos trabajando con investigaciones probadas de UVC y aplicándolas a una nueva aplicación de entrega a través de nuestros estables aviones teledirigidos comerciales.
Medgadget: ¿Hay superficies en las que la inactivación UVC no es tan ideal o ineficaz?
Señor Alholm: Esperamos saber más sobre la desinfección de superficies y espacios variados
Por ahora, el equipo de Digital Aerolus seguirá centrándose en la mecánica y los procesos de entrega. Tan pronto como podamos obtener información de usuarios adicionales sobre cómo funciona la herramienta Aertos 120-UVC en el campo, mejoraremos las formas más efectivas de desplegar nuestros Aertos UAVs para las tareas de desinfección. Las superficies duras son fáciles de caracterizar. La tela y otros materiales porosos requieren más tiempo y datos para describirlas con precisión.
Medgadget: ¿Hay algún daño a las personas si están en la ruta de vuelo?
Señor Alholm: Los drones son herramientas sofisticadas, y en general, requieren un piloto que tenga la habilidad y experiencia necesarias para completar la tarea deseada. Dado que los drones convencionales solo vuelan bien en el exterior, el despliegue de un dron en el interior multiplica la complejidad y la posibilidad de una colisión. Diseñamos el robusto Aertos 120-UVC para soportar choques, pero siempre existe la posibilidad de una colisión que dañe el dron, la propiedad o a un humano. Los procedimientos adecuados, el entrenamiento y, cuando sea apropiado, la licencia, deben ser observados. Nuestro Aertos 120-UVC tiene conductos protegidos contra la cuchilla giratoria abierta o la cuchilla con protectores de cuchilla ineficientes.
Además, el zángano Aertos 120-UVC emite una intensa luz UVC de 36 LEDs UVC. Esta frecuencia de esta energía es peligrosa para los humanos: daña el ADN y otras moléculas orgánicas y lleva a un daño severo a la molécula. Eso es malo tanto para los virus como para los humanos. Todos los pilotos y espectadores de la desinfección UVC deben permanecer ocultos de los emisores UVC mientras estén encendidos. Si alrededor de los emisores energizados por cualquier razón, entonces se requiere una adecuada protección de los ojos y la piel. El Aertos 120-UVC está diseñado para ser volado a distancia, y los emisores UVC se controlan de forma inalámbrica durante el vuelo para evitar que el piloto se exponga. Todos estamos familiarizados con la necesidad de usar gafas de sol UV, y la cobertura adecuada para lograr la protección de la luz solar que contiene energía UV A y B. Los UV-C son filtrados naturalmente por la atmósfera y son significativamente más dañinos para nuestra piel y ADN.
Medgadget: Si alguna de las luces UVC se apaga, ¿disminuye la eficiencia y eficacia de la inactivación? ¿En cuánto? ¿Se notificará al usuario?
Señor Alholm: Si la intensidad de los emisores UVC cambia, la eficiencia cambia. Pero hemos puesto 36 emisores UVC en nuestro dron, más que suficiente energía para desinfectar con un 99% de tasa de mortalidad, de modo que si un emisor se apaga, la desinfección seguirá siendo exitosa, requiriendo un poco más de tiempo
Para cuando se inicie la producción en mayo, planeamos tener herramientas de software disponibles para que todos los clientes las usen para que puedan determinar las dosis efectivas para cada desinfección.
Nuestro sistema Aertos utiliza cuatro tiras de 9x UVC 265 NM de LEDs de alta intensidad. En cualquier momento, un total de 36 LEDs pueden ser iluminados. La eficiencia disminuye en una relación lineal dependiendo de cuántos LEDs estén encendidos. Proporcionaremos métodos de prueba y mantenimiento periódicos, pero la vida útil de estos LEDs se mide en muchos miles de horas.
Medgadget: ¿Sus drones están explícitamente construidos para un cierto tipo de espacio interior? ¿Cómo navegan alrededor de las barreras? ¿Están programados de manera similar a un Roomba, y de manera similar - se atasca? (Si no utiliza GPS o sensores externos - ¿cómo navega por una nueva área?) ¿Es completamente autónomo, o se puede usar el control manual? ¿Hay retroalimentación de video por control remoto? Cuéntenos más sobre el sistema de imágenes - ¿hay sensores para detectar áreas infectadas?
Señor Alholm: Para estas aplicaciones de UVC, los Aertos serán operados en Vista de Primera Persona (FPV) por un piloto experto usando las cámaras de la plataforma. Diseñamos nuestros aviones teledirigidos en torno a un conjunto único de estructuras de navegación e inteligencia artificial, que llamamos el marco de la mente de movimiento y el código de vuelo de geometría plegada (MMF y FGC). Las plataformas Aertos de hoy en día operan en lo que llamamos modo semi-autónomo. Usando técnicas de IA, construimos un conjunto dinámico de modelos cinemáticos basados en el entorno que el dron está experimentando, junto con la "observación" del piloto. Estos modelos nos permiten hacer cosas aparentemente imposibles: sentir y retroceder de la pared y los techos sin esfuerzo, ajustar el viento o la ventilación, corregir la deriva y crear estabilidad sin flujo óptico, cojinetes magnéticos, mapas, Lidar o GPS. Somos "instantáneos" y podemos equilibrar automáticamente / posarse en un tubo del borde de un mueble o un accesorio para aumentar significativamente el tiempo de vuelo durante las operaciones.
Debido a su robusta construcción y tecnologías de vuelo, nuestras plataformas Aertos son generalmente difíciles de atascar. No conocemos ninguna tecnología que pueda detectar micro patógenos a distancia. Eso sería una ventaja increíble. Actualmente volamos con dos cámaras de imágenes, una cámara fija de baja resolución FPV, y un conjunto de imágenes de mayor resolución. En otros modelos de Aertos, tenemos capacidades IR junto con cámaras de alta resolución de espectro visible.
Medgadget: ¿Cuál es el tiempo de uso del dron (duración de la batería)?
Señor Alholm: Generalmente, esperamos 10 minutos de vuelo para nuestras misiones tradicionales, pero normalmente volamos a los 8 minutos para ir a lo seguro. Estos tiempos dependen de muchas variables: la altitud y la humedad del ambiente, cuánto tiempo están encendidas las matrices de LEDs UVC y cuánto tiempo puede permanecer la plataforma. Si está posada o equilibrada, el tiempo de operación puede extenderse a más de 30 minutos. Dado que pilotar un dron es una tarea agotadora que requiere concentración, 10 minutos de tiempo de vuelo sin percha es una misión aceptable.
Medgadget: ¿Cuántos de estos han entrado en producción? ¿Ya tiene compradores en fila? ¿Dónde se desplegarán y utilizarán estos aviones teledirigidos por primera vez?
Señor Alholm: Estamos aumentando el volumen de producción de los drones Aertos 120-UVC en mayo. La plataforma es una ligera variación de una plataforma que vendemos a diario, nuestro avión teledirigido industrial Aertos 120. Tenemos una importante red de distribución y apoyo a nuestros clientes actuales y futuros de Aertos.
CDW comenzará a tomar preórdenes y tendrá este nuevo producto en su sitio web esta semana. Además de nuestra actual red de revendedores, estamos hablando con otros potenciales socios y proveedores de servicios de drones para apoyar nuestra creciente base de clientes. Sí, tenemos pedidos, y estamos volando el Aertos 120-UVC hoy
Medgadget: ¿Algo más que quieras añadir sobre la empresa, sus objetivos, planes o visión de futuro?
Señor Alholm: La misión de Digital Aerolus es combinar la inteligencia artificial con las matemáticas avanzadas para crear el software y las tecnologías de base para los vehículos que vuelan, conducen, bucean o nadan. Los primeros productos comerciales de la empresa que utilizan estas tecnologías son los aviones teledirigidos de inspección industrial Aertos. Esto incluye nuestro más reciente producto, el Aertos 120-UVC.
Nuestros sistemas autónomos actuales y futuros equipan a los vehículos para mirar el mundo de forma diferente, de forma predictiva y no sólo reactiva. Creemos que este enfoque hará del mundo un lugar más seguro y eficiente. El marco de la Mente de Movimiento es particularmente poderoso: procesa rápidamente avalanchas de datos de entrada para predecir amenazas potenciales y luego efectuar cambios basados en un entorno y unos riesgos que cambian rápidamente. El MMF integra operadores complejos de todas las orientaciones, aceleraciones, velocidades, probabilidades, interacciones y ruido. Luego, proyecta cómo debe comportarse el vehículo anfitrión. MMF gestiona el mundo continuamente en tiempo real, de forma coherente y simultánea, para la visión, los comportamientos autónomos, los datos de varios sensores, y los operadores de vuelo y conducción. Mapea la probabilidad de interacciones y colisiones para todos los objetos proyectados, incluyendo la plataforma, y proyecta una nube probabilística de interacciones basada en la física real. Otros enfoques de la gestión de la navegación autónoma están simplemente en desventaja.
Esto es verdaderamente transformador. Cuando los drones ya no se limitan a volar sólo al aire libre, cuando los avatares robóticos pueden tomar decisiones inteligentes y similares a las de los humanos, cuando las máquinas pueden realizar tareas peligrosas en lugar de las personas, el mundo es un lugar más seguro. Y, estamos ayudando a construir ese mundo.
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