特表 2025-502141 衛生化および消毒のための自動化されたロボットシステムならびに方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-24

(54)【発明の名称】衛生化および消毒のための自動化されたロボットシステムならびに方法

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/10 20060101AFI20250117BHJP

【ＦＩ】

A61L2/10

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024541249

(86)(22)【出願日】2022-01-06

(85)【翻訳文提出日】2024-09-05

(86)【国際出願番号】 US2022000001

(87)【国際公開番号】W WO2023132815

(87)【国際公開日】2023-07-13

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524259115

【氏名又は名称】ホアン，シェリリン

【氏名又は名称原語表記】ＨＯＡＮＧ， ＳＨＥＲＹＬＩＮＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ホアン，シェリリン

(72)【発明者】

【氏名】ホアン，ジョン

【テーマコード（参考）】

4C058

【Ｆターム（参考）】

4C058AA02

4C058BB06

4C058EE03

4C058KK02

4C058KK21

(57)【要約】

開示される実施形態は、環境を消毒するための自律ロボットシステムおよび方法を含む。自律消毒システムは、ハウジング内に、複数のホイールを含む第１の無線基部に取り付けられた第１の複数のＵＶ－Ｃランプを含む第１のユニットを備える。好ましくは、第１のユニットは、第２の無線基部に取り付けられた第２の複数のＵＶ－Ｃランプを含む第２のユニットのためのドッキングポートと、自律消毒システムに含まれる処理ユニットに信号を送信するように構成された運動センサとをさらに備え、処理ユニットは、検出された動きを示す信号を受信すると、システムをシャットダウンするように構成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自律消毒システムであって、
ハウジングと、
複数のホイールを含み、前記ハウジング内に含まれる第１の無線基部に取り付けられた第１の複数のＵＶ－Ｃランプを含む第１のユニットとを備え、
前記第１のユニットは、第２の無線基部に取り付けられた第２の複数のＵＶ－Ｃランプを含む第２のユニットのためのドッキングポートをさらに含み、前記自律消毒システムはさらに、
前記自律消毒システムに含まれる処理ユニットに信号を送信するように構成された運動センサを備え、前記処理ユニットは、検出された動きを示す信号を受信すると、前記システムをシャットダウンするように構成される、自律消毒システム。

【請求項2】

前記複数のＵＶ－Ｃランプはさらに、灯時に前記ランプを最初に遮蔽するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の反射器に動作可能に結合され、
前記ＰＴＦＥ反射器は、点灯時に自動的に回転して前記ＰＴＦＥ反射器を各ランプの背後に位置決めするように構成される、請求項１に記載の自律消毒システム。

【請求項3】

個々のＵＶ－Ｃ出力を監視するように構成された放射計をさらに備える、請求項１に記載の自律消毒システム。

【請求項4】

前記ＵＶ－Ｃランプは、約１００ｎｍ～約４００ｎｍの波長を有するＵＶ－Ｃ光を放射するように構成される、請求項１に記載の自律消毒システム。

【請求項5】

前記ＵＶ－Ｃランプは、約２２０ｎｍ～約２６０ｎｍの波長を有するＵＶ－Ｃ光を放射するように構成される、請求項１に記載の自律消毒システム。

【請求項6】

前記自律型ロボットがその周囲領域を独立してナビゲートすることを可能にするように構成される、視覚的同時位置特定およびマッピング（ＶＳＬＡＭ）システムをさらに備え、
前記自律型ロボットは、ユーザ制御される無線装置と通信するようにさらに構成される、請求項１に記載の自律消毒システム。

【請求項7】

前記ＶＳＬＡＭは、制限された空間を識別し、識別された前記制限された空間を通るそのナビゲーションをマッピングするためのセンサに結合され、
前記マッピングは、前記制限された空間を通ってナビゲートするのに必要な時間の長さを推定することをさらに含む、請求項６に記載の自律消毒システム。

【請求項8】

前記マッピングに基づいて、前記制限された空間内において前記第１のユニットによって到達できない空間を消毒するために、前記第１のユニット内の前記ドッキングポートから前記第２のユニットを解放し、
前記第２のユニットを前記ドッキングポートで受け入れる、請求項７に記載の自律消毒システム。

【請求項9】

前記第２のユニットは、
蒸気を供給することによって前記制限された空間内の表面を消毒するように構成された蒸気供給ユニットと、
前記制限された空間内の消毒された前記表面を乾燥させるように構成されたマイクロファイバー回転ユニットとをさらに含む、請求項６に記載の自律消毒システム。

【請求項10】

自律消毒システムにおいて、
複数のホイールを含み、前記ハウジング内に含まれる第１の無線基部に取り付けられた第１の複数のＵＶ－Ｃランプを含む第１のユニットからＵＶ－Ｃ光を放射することと、
前記第１のユニットに含まれるドッキングポートから第２のユニットを解放し、前記第２のユニットから、第２の無線基部に取り付けられた第２の複数のＵＶ－ＣランプからのＵＶ－Ｃ光を放射することと、
前記自律消毒システムに含まれる処理ユニットに信号を送信するように構成された３６０度運動センサによって検出された運動に基づいて前記自律消毒システムをシャットダウンすることとを含み、前記処理ユニットは、検出された運動を示す信号を受信すると前記システムをシャットダウンするように構成される、方法。

【請求項11】

前記第１のユニットからＵＶ－Ｃ光を放射することは、前記ユニットの輸送中に前記ランプへの損傷を防止するために、消灯されたときに前記ランプを最初に遮蔽するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の反射器を含む前記複数のＵＶ－ＣランプからＵＶ－Ｃ光を放射することを含み、前記ＰＴＦＥ反射器は、自動的に回転して前記ＰＴＦＥ反射器を各ランプの背後に位置決めするように構成される、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

放射計によって個々のＵＶ－Ｃ出力を監視することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記ＵＶ－Ｃランプは、約１００ｎｍ～約４００ｎｍの波長を有するＵＶ－Ｃ光を放射するように構成される、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記ＵＶ－Ｃランプは、約２２０ｎｍ～約２６０ｎｍの波長を有するＵＶ－Ｃ光を放射するように構成される、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

視覚的同時位置特定およびマッピング（ＶＳＬＡＭ）システムを介して周囲領域を独立してナビゲートすることと、
ユーザ制御される無線装置と通信することとをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

センサに結合された前記ＶＳＬＡＭを介して、制限された空間を識別し、識別された前記制限された空間を通してナビゲーションをマッピングすることをさらに含み、
前記マッピングは、前記制限された空間を通ってナビゲートするのに必要な時間の長さを推定することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記マッピングに基づいて、前記制限された空間内において前記第１のユニットによって到達できない空間を消毒するために、前記第１のユニット内の前記ドッキングポートから前記第２のユニットを解放し、
前記第１のユニット内の前記ドッキングポートにおいて前記第２のユニットを受け入れる、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記第２のユニットは、
蒸気を供給することによって前記制限された空間内の表面を消毒するように構成された蒸気供給ユニットと、
前記制限された空間内の消毒された前記表面を乾燥させるように構成されたマイクロファイバー回転ユニットとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

背景
１．発明の分野
本発明は、概して、環境を清掃し、衛生化し、滅菌し、消毒するためのインテリジェント自動化ロボットシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

２．関連技術の説明
院内感染または病院内感染症は、患者が入院した時点で存在も進行もしていなかった、健康管理環境で患者が罹患した感染症である。病院内感染症（ＨＡＩ）は、病院、長期介護施設、病棟、救急科、外来診療所、医師の診療所、またはコミュニティヘルスセンターで起こる。ＨＡＩは、直接的または間接的接触を介して、ある患者から別の患者に伝染し得る。人対人の接触は伝染の重要な形式であるが、施設の健康管理環境における汚染された表面は、致命的なＨＡＩを引き起こす微生物の伝染に寄与し得る。ウイルスおよび細菌は、表面上で長期間生存することができ、ベッドの手すり、呼び出しボタン、電話、扉の把手、マットレス、浴室固定具、および椅子などの多くの物体上で成長することができる。例えば、Ｃ．ディフィシル胞子などの最も一般的なＨＡＩのいくつかは、健康管理環境において最大５ヶ月間生存することができ、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）およびバンコマイシン耐性腸球菌（ＶＲＥ）は、乾燥表面上で数週間～数ヶ月間生存することができる。

【0003】

米国疾病管理センター（ＣＤＣ）によれば、米国病院のみで、ＨＡＩは、毎年推定１７０万件の感染および９９，０００件の関連死を占める。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の実施形態は、これらの数を有意に低減し、ＨＡＩを防止して、安全かつ健康な環境を世界規模で促進することを試みる。

【0005】

清浄で、滅菌され、衛生化された環境を確保することができるシステムおよび方法が依然として必要とされている。特に健康管理センターでは、退院した患者が、治癒を意図したまさにその健康管理センターでかかった感染症のために患者自身が再入院しないことを保証するさらなる必要性が残っている。また、公共環境および私的環境において危険かつ致命的な疾患を引き起こす、空中伝染および飛沫を介するウイルス病原体および細菌病原体を死滅させるシステムならびに方法の必要性が残っている。開示される実施形態は、まさにそのような必要性に対処する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

概要
自律消毒システムは、ハウジングと、複数のホイールを含み、ハウジング内に含まれる第１の無線基部に取り付けられた第１の複数のＵＶ－Ｃランプを含む第１のユニットとを備える。好ましくは、第１のユニットは、第２の無線基部に取り付けられた第２の複数のＵＶ－Ｃランプを含む第２のユニットのためのドッキングポートと、自律消毒システムに含まれる処理ユニットに信号を送信するように構成された運動センサとをさらに備え、処理ユニットは、検出された動きを示す信号を受信すると、システムをシャットダウンするように構成される。

【0007】

自律消毒システムにおいて、ある方法は、複数のホイールを含みハウジング内に含まれる第１の無線基部に取り付けられた第１の複数のＵＶ－Ｃランプを含む第１のユニットからＵＶ－Ｃ光を放射することを含む。実施形態によれば、本方法は、第１のユニットに含まれるドッキングポートから第２のユニットを解放することと、第２のユニットから、第２の無線基部に取り付けられた第２の複数のＵＶ－ＣランプからのＵＶ－Ｃ光を放射することとをさらに含む。好ましくは、本方法は、自律消毒システムに含まれる処理ユニットに信号を送信するように構成された３６０度運動センサによって検出された運動に基づいて自律消毒システムをシャットダウンすることを含み、処理ユニットは、検出された運動を示す信号を受信するとシステムをシャットダウンするように構成される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の好ましい実施形態の正面図である。

【図2】本発明の好ましい実施形態の背面図を示す。

【図3】本発明の好ましい実施形態の上面図を示す。

【図4A】ＵＶ－Ｃフロアボットの上面図を示す。

【図4B】ＵＶ－Ｃフロアボットの底面図を示す。

【図5A】一実施形態による充電ドックの正面図を示す。

【図5B】一実施形態による充電ドックの上面図を示す。

【図6】一実施形態における基本バージョンの正面図である。

【図7】一実施形態における基本バージョンの背面図を示す。

【図8】一実施形態の外装用のケーシングを示す図である。

【図9】一実施形態のケーシングの内装を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

詳細な説明
以下は、添付の図面に示される本発明の実施形態の詳細な説明である。実施形態は、本発明を明確に伝えるために詳細に紹介されている。しかしながら、本明細書に提示される実施形態は、単なる例示であり、そのような実施形態の予想される変形を限定することを意図するものではなく、それどころか、本発明は、特許請求の範囲の精神および範囲内に入るすべての修正物、均等物、および代替物を網羅することが意図されている。以下の詳細な説明は、そのような実施形態を当業者に明らかにするように設計されている。

【0010】

開示される実施形態は、清浄で、滅菌され、衛生化された環境を確実にするように構成される。開示される実施形態は、患者が、病院または健康管理施設から、より健康に退院し、汚染された部屋による新たな疾患のために患者自身が再入院しないような環境を創出するよう努める。一実施形態は、２in１ユニットを備える自律型インテリジェントロボットを含む。メインユニットは、複数のＵＶ－Ｃランプを保持し、ホイールを有する無線基部上に置かれて、その周囲全体にわたって操作するための便利かつ容易な方法を可能にする。基部内には、第２のユニットが収容される。第２のユニットは、部屋を自動的にナビゲートし、メインユニットからのＵＶ－Ｃ光が到達できない病院ベッド、手術台、ベッド上テーブル、および家具の下を消毒するように設計されたスマート低プロファイル無線フロアボットを含む。

【0011】

メインユニットは、病気を引き起こす病原体を死滅させるだけでなく、ＵＶ－Ｃランプの使用により、空気の質を改善し、手作業を減らすインテリジェントロボットである。図１に示される実施形態によれば、自律型ロボットは、ユニットの中心かつ最上部に位置し、ＵＶ－Ｃ光が放射されている間に、ＵＶ－Ｃ光がヒトの皮膚および眼に影響を及ぼして、動きを認識すると、自動的に遮断する、３６０度運動センサ１０２を備える。運動センサの垂直方向下方に起立しているのはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で構成された複数の対応する反射器１０５を有する複数のＵＶ－Ｃランプ１０４であり、これらの反射器は、ランプが消灯されたときにランプを最初に遮蔽して、ユニットの輸送中におけるランプへの損傷を防止する。一実施形態によれば、ユニットの電源が投入されると、ＰＴＦＥ反射器１０５は回転可能であり、自動的に回転して各ランプの背後に位置決めするように構成される。ＰＴＦＥ反射器１０５は、それらの、９７％を超える平均反射率の照明効率と、ＵＶ－Ｃ光を全方向に均等に分布させ、光が表面にわたって拡散し、病原体が生存し得るコールドスポットを排除することを可能にするその能力とにより、使用される。好ましくは、ある実施形態は、個々のＵＶ－Ｃ出力を監視するための放射計を含む。これは、特に重要であり、なぜならば、ランプの品質が劣化すると、それは、その有効性を失い、消毒のレベルを最小化することになり、結果、さまざまな領域が汚染されたままになるからである。

【0012】

ある実施形態は、自律型ロボットが空気中および表面上の感染性汚染物質を自動的に検出することを可能にする病原体検出器を含む。好ましくは、微生物検出センサが、領域内で病原体を連続的に監視し、汚染が検出されると、無線ネットワークを介して、携帯電話、ＰＣ、またはタブレットに通知を遠隔送信する。微生物検出センサは、自律型ロボットが、検出された病原体を効果的に死滅させるためにＵＶ－Ｃ光を放射するのに必要な時間の長さを決定することを可能にする。危険な病原体の早期発見は、感染症の突発の防止を助ける鍵である。開示される実施形態は、より安全で、より健康な環境を提供するために、伝染性の高い病原体を検出、警告、および破壊するように構成される。

【0013】

ある実施形態によれば、自律型ロボットは、自律型ロボットが、すべて消毒時間の重要な要素である、部屋のサイズ、形状、および色に基づいて、領域を消毒するために必要とされる適切なＵＶ－Ｃ線量を自動的に計算することを可能にするように構成されたスマートセンサを備える。消毒時間が徹底的な消毒に必要とされる時間を満たさない場合、それは、汚染された領域をもたらすことになり、致命的で伝染性の高い病原体を、容易に伝達される空気中および表面上において生存させる。開示される実施形態は、無菌環境を創出するように設計され、空中浮遊および直接接触疾患の伝染を劇的に低減する。

【0014】

ある実施形態は、自律型ロボットが自律型ロボットの周囲領域を独立してナビゲートすることを可能にする、視覚的同時位置特定およびマッピング（ＶＳＬＡＭ）モジュールを含む。ある実施形態によれば、自律型ロボットは、無線ネットワークを介して携帯電話、ＰＣ、またはタブレットから数個のボタンに触れるだけで、自律型ロボットの充電ステーションから指定された部屋または場所に自律型ロボット自体をナビゲートすることができる。ある代替実施形態は、自律型ロボットが、事前構成された設定および活動履歴に基づいて自己ナビゲートすることを可能にする。ある実施形態は、ロボットが、いったんその目的地に到達すると、ユーザに、消毒のプロセス、消毒の完了等を通知することを可能にする、ソフトウェア駆動型アプリケーションを含む。好ましくは、ソフトウェア駆動型アプリケーションは、手動または自動安全性チェックを可能にし、ロボットが自動的に電源を入れる前に、いくつかの安全性質問のリストを、ユーザによって手動で（またはロボットによって自動的に）照合しなければならない。ランプが完全に有効になるまでランプをウォームアップするのに数分かかる。ランプがウォームアップを完了すると、各ランプは、設定可能な波長のＵＶ－Ｃ光を放射し、その周囲を衛生化し始める。一実施形態によれば、５０平方フィートの平均サイズの浴室を完全に消毒するのに約５分、３５０平方フィートの平均面積を有する病室を消毒するのに約１０分、１，０００平方フィートの面積を消毒するのに約２５～３０分かかる。ある実施形態は、消毒している部屋のサイズを識別し、ＵＶ－Ｃ光を放射するのに必要な時間の長さを自動的に決定するように特に構成された追加のセンサを備える。消毒プロセス中、ロボットは、消毒の最大適用範囲を確保するよう、部屋全体を移動し、複数の停止を行って、ＵＶ－Ｃ光を、陰になった領域に放射する。

【0015】

図１は、本発明の好ましい実施形態の正面図である。示される実施形態は、ＬＥＤライト１００と、同時位置特定マッピング（ＳＬＡＭ）センサ１０１と、頂部搭載運動センサ１０２と、ＵＶ－Ｃランプ１０４およびＰＴＦＥ反射器１０５をしっかりと締結するためのキャップ／カバー１０３とを示す。さらに、図１は、角度の付いたＬＣＤディスプレイ１０６および自動着脱可能なＵＶ－Ｃフロアボット１０７を示す。示される実施形態は、複数の３６０度旋回重荷重ホイール１０８と、フロアボット内に含まれる視覚的同時位置特定マッピング（ＶＳＬＡＭ）センサ１０９とを含む。フロアボットは追加のＵＶ－Ｃランプ１１０を含み、ユニットはソケット１１１を含む。

【0016】

図２は、本発明の好ましい実施形態の背面図を示す。示される実施形態は、３６０度運動センサ２００と、緊急停止ボタン２０１と、通気口２０２と、タイプ２ＣＣＳ＋ＡＣプラグソケット２０３とを示す。

【0017】

図３は、緊急停止ボタン３００、ＵＶ－Ｃランプ３０１、３６０度運動センサ３０２、ＰＴＦＥ反射器３０３、ＬＥＤライト３０４、および基部３０５を示す、本発明の好ましい実施形態の上面図を示す。

【0018】

図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれＵＶ－Ｃフロアボットの上面図および底面図を示す。図４Ａの上面図は、ＵＶ－Ｃランプ４００、ＰＴＦＥ反射器４０１、ＬＥＤライト４０２、ＶＳＬＡＭセンサ４０３、３６０度旋回ホイール４０４、ならびにフロアボットの充電および再充電を支援するための金属板４０５を示す。

【0019】

図５Ａおよび図５Ｂは、一実施形態による充電ドックの正面図および上面図をそれぞれ示す。充電ステーションは、固定され、タイプ２ＣＣＳプラグおよびソケットを収容する。それは、メインユニットが充電ステーションの前部にバックアップして、メインユニットの後部に位置するタイプ２ＣＣＳ＋ＡＣプラグに接続することを可能にする。バッテリ寿命は、メイン基部の前面に位置するＬＣＤスクリーン上に示される。ＬＣＤ画面はまた、消毒している時間、日付、部屋番号なども表示する。別の実施形態によれば、メインユニットはバッテリがなく、メインユニットがソケットに繋ぎ留められ、しかも必要なときに部屋中を移動することを可能にする、旋回式の延長可能なワイヤテザーまたは延長コードを備える。

【0020】

図６は、一実施形態における基本バージョンの正面図である。図示の実施形態は、アルミニウム反射器６０１、ＵＶ－Ｃランプ６０２、安全ハンドル６０３、運動センサ６０４、ホイールロック６０５、ホイール６０６、およびタイミングノブ６０７を示す。

【0021】

図７は、一実施形態における基本バージョンの背面図を示す。図示の実施形態は、ＵＶ－Ｃランプの寸法を示し、さらに、緊急遮断ボタン７００、第２の運動センサ７０１、電気コード７０２、コードホルダ７０３、および冷却ファン用通気口７０４を示す。

【0022】

図８は、一実施形態における基本バージョンの外装ケーシングを示す。図示の実施形態は、プラスチックケーシング８００および４つのドローボルトラッチ８０１を示す。

【0023】

図９は、一実施形態における基本バージョンの内装ケーシングを示す。図示した実施形態は、３つの警告ステッカーを示す。ケーシングは、消毒される部屋の扉の前に置かれ、ＵＶ－Ｃ光が現在使用されているときに人が入室しないことを確実にするよう、警告ステッカーが露出される。消毒がその実行時間を完了し、ＵＶ－Ｃライトが自動的に消灯すると、安全な入室のために警告サインを取り除くことができる。一実施形態では、自律型ロボットは、警告ステッカーを配置し、そのタスクが完了した後に前記ステッカーを引き上げるように構成される。

【0024】

一実施形態によれば、メインユニットが作業している間に、基部内に収容される無線低プロファイルフロアボットは、そのホイールを自動的に下げ、それ自体を取り外して、同時に部屋の床全体をナビゲートし始め、メインユニットによって見逃される可能性が最も高い領域を消毒することができる。フロアボットが消毒することを必要とする領域は、病院のベッド、手術台、ベッド上テーブル、および家具の下にある。ある実施形態によれば、スマートフロアボットは、ＵＶ－Ｃ光を上から放射して家具および備品の下を消毒し、ＵＶ－Ｃ光をその側部のまわりのすべておよび下から放射して部屋の衛生化を確実に最大化することができる。ある代替実施形態によれば、フロアボットは、床を蒸気洗浄するための蒸気供給器と、残留する水分を乾燥させるための回転マイクロファイバー布とを備える。フロアボットが約１５０平方フィート移動すると、マイクロファイバー布は自動的に回転する。布の汚れた側は、ボットの内側に位置するように自動的に回転する。マイクロファイバー布が回転しているとき、ボットの内側に位置していた布の乾燥した清浄な部分を同時に回転させて布の清浄な側を露出させ、床の乾燥を続ける。完全に汚れたマイクロファイバー布を交換するために、センサが、携帯電話、ＰＣまたはタブレットに通知を送信する。ある実施形態によれば、フロアボットは、エンコードされた命令を含むメモリ要素に結合された処理ユニットによって制御される。メモリ要素はまた、フロアボットの履歴ナビゲーションを記憶し、不必要な消毒時間を繰り返すことがないように構成される。いったんその作業が完了すると、フロアボットは、メインユニットに戻り、メインユニットの基部内で充電するためにドッキングする。両方のユニットが部屋を完全に消毒すると、自律型ロボットは、ユーザの携帯電話、ＰＣ、またはタブレット上の通知を介してユーザにその完了を通知し、待ち行列内の次のタスクを開始する。自律型ロボットは、異なる部屋を消毒し続けるか、またはその充電ステーションにドッキングするように自動的にナビゲートすることができる。好ましくは、自律型ロボットは、手作業の介入なしに、処理領域全体、すなわち単一の部屋、複数の部屋、フロア全体などを消毒するように構成することができる。

【0025】

この独特な２ｉｎ１ロボットは、アプリまたは無線遠隔制御装置を用いてＷＩＦＩを介して動作することができる。アプリまたは／および無線遠隔制御装置は、複数の機能を有することができるだけでなく、完了したタスク、消毒された領域、およびユニットにアクセスして操作しているユーザの身元の記録を有することもできる。

【0026】

自動化されたロボットの実施形態によれば、ロボットは、最も重い重量で約１００～１５０ポンドである。今日利用可能な新たに統合された技術を用いて、我々の目標は、利便性およびアクセス可能性のために、ユニットのサイズおよび重量を全体として最小限にすることである。

【0027】

ＵＶ－Ｃとは何か？
紫外線には３種類：ＵＶ－Ａ（３１５～３９９ｎｍ）、ＵＶ－Ｂ（２８０～３１４ｎｍ）、およびＵＶ－Ｃ（１００～２７９ｎｍ）ある。ＵＶ－Ｃ光は、ウイルス、細菌、カビ、および他の病原体などの微生物を、核酸を破壊し、それらのＤＮＡを破壊し、それらが重要な細胞機能を実行することができないままにすることによって、死滅または不活性化する短波長の紫外光である。ＵＶ－Ｃ光は、高温および高圧、化学物質またはガスを使用せずに、全ての形態の微生物に対して殺菌性および致死性である。ＵＶ照射は、あらゆる環境において微生物が複製するのを防止するための、効果的で環境にやさしく、化学物質を含まない方法である。

【0028】

開示される実施形態は、本発明を先行技術から実質的かつ有意に区別する。ある実施形態は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）反射器を含み：反射器の使用は、有効性およびＵＶ強度を増加させる。反射器は、光源から放射されるＵＶエネルギーまたは光子を十分に利用するよう、内部反射を最大化する。ＰＴＦＥは、性能および反射率を改善することができる放射プロファイル整形要素を有するいくつかの公知の材料の１つである。それはまた、紫外線殺菌照射（ＵＶＧＩ）を強化する経済的な方法であり得る。多孔質ＰＴＦＥは、劣化に対するその耐性、高い反射率、および拡散（ランバート）反射率のため、ＵＶ反射率のための優れた材料選択肢である。それは、狭い指向性光源を、より広い照度に変換し、より広い範囲のカバレッジを可能にする。多孔質ＰＴＦＥは、ほぼ完全な拡散反射率を示し、ＵＶ光による劣化に抗い、複雑な形状に成形することができ、化学的に不活性であり、光拡散用途に魅力的な材料となる。ＵＶ光に対するＰＴＦＥの耐性は、材料中に見出される炭素－フッ素結合の強度に部分的に起因し得る。拡散反射のメカニズムのため、厚みは重要なパラメータである。より厚い材料は、光が材料を完全に通過することができる前に、ＵＶが多孔質ＰＴＦＥ構造内でより多くの反射を有するようにする。厚み３ｍｍの微多孔性ＰＴＦＥシートは、ＵＶおよび可視光範囲において９９％を超える全反射率、ならびに１００％に近い拡散反射率を示す。ＰＴＦＥは、２５０ｎｍ～５００ｎｍの範囲において低いＵＶ放射吸収特性を有する。２４０ｎｍ未満の波長では、ＰＴＦＥは、材料の表面層上で炭化が起こり始めるにつれてＵＶ光を吸収し始め、そこでの化学結合が切断される。結論として、ＵＶ範囲における多孔質ＰＴＦＥの反射率は優れているだけでなく、反射エネルギーもほぼ完全にランバート、すなわち拡散反射率である。

【0029】

市販のＵＶ消毒システムに使用される一般的な材料は、ステンレス鋼およびアルミニウムである。これらの材料は微生物増殖に対して非常に抵抗性であるが、ステンレス鋼はＵＶ光の反射率がわずか２０～２８％であり、アルミニウムの反射率は８０％である。しかしながら、ＰＴＦＥは、ＵＶＣ光の反射率が９５％より大きく、これらの材料から構成されるシステムを、従来の反射器よりも３倍以上効果的にする。アルミニウムは、スペクトル反射率を必要とする用途に有用であるが、ＰＴＦＥのように均一な光のランバート分布を生成しない。

【0030】

ある実施形態は、ＵＶ強度センサを含み、ＵＶシステムを効率的に動作させ、一貫して良好な治療結果を得るために、ＵＶ出力の注意深い監視が極めて重要である。ランプが従来の方法である設定された時間間隔でのみ交換される場合、ランプは過度に早くまたは過度に遅く交換される場合があり、無駄なリソースの浪費をもたらす。ＵＶ強度センサは、単一のランプのＵＶランプ強度を連続的に監視し、ランプシステムの予防的保守スケジュールを確立し、ランプをいつ交換するかを決定し、統計処理および品質管理のためのデータを収集する。ＵＶランプおよび反射器が新しい場合、ディスプレイは１００％の相対強度を示すように設定される。表示されたパーセンテージの減少は、ＵＶランプが新しいときの出力と比較して、その出力の漸進的な低下を示す。ユーザは、有効な消毒のための適切な線量を確保するために、放射されるＵＶの低レベル閾値を設定することができる。ある実施形態によると、赤色下限インジケータライトは、この閾値が破られたことをユーザに警告する。

【0031】

好ましい実施形態は、取り外し可能なフロアボットを含む。好ましくは、取り外し可能なフロアボットは、無線通信および自律ナビゲーション機能を備える。無線フロアボットは、床を消毒し、メインユニットからのＵＶ－Ｃ光が到達できない、人が頻繁に手で接触する表面の下の陰になった領域を完全に消毒するように構成される。ある研究では、日常的な病院の清掃後、ベッドサイドテーブルの下の箇所の１８％がＭＲＳＡで汚染されたままであることが見出された。多くの他の病原体は、見落とされた領域から手動および日常的な清掃を生き残り、病院環境において患者へのウイルスおよび細菌の伝染を引き起こす。ある実施形態によれば、低プロファイルフロアボットは、病院のベッド、家具の下、ならびに手術台およびベッドサイドテーブル、ならびに家具などの人が頻繁に手で接触する表面領域の下を消毒および操縦するように設計および構成される。好ましくは、ＵＶＣ光は、最大限の消毒を確実にするために、フロアボットの全方向から放射される。一実施形態によれば、フロアボットは、メインユニットと同時に消毒および充電する。一実施形態によれば、フロアボットの直径を取り囲むＬＥＤライトのリングは、５つの異なる色を有する。各色の表示はまた、メインユニットと協調し、白色：稼働中，黄色：ウォーミングアップ、青色：消毒中、緑色：完了、赤色：エラー／停止を示す。

【0032】

内部測定ユニット（ＩＭＵ）と構成された視覚的ＳＬＡＭ、インテリジェントセンサ融合ソフトウェア、および近接センサ等の革新的技術は、ロボットが完全な消毒を提供し、メインユニットによって見逃された陰になった領域をカバーすることを可能にする。ある実施形態は、フロアボットがそれの周りの物体を検出することを可能にする近接センサを備える。それは、例えば手術台といった、それの上の物体を検出するとき、または病院のベッドもしくは家具の下にあるとき、それは、ナビゲートを停止し、消毒を開始するように構成される。好ましくは、センサ構成は、フロアボットが、行き詰まった状況および衝突を回避すること、ならびに家具および壁を損傷することを回避することを可能にする。スマートマッピング技術は、フロアボットが、清掃し、将来の清掃作業のためにマップを覚えるにつれ、フロアプランをマッピングし、適合させ、学習することを可能にする。フロアボットの制御機能に含まれるさらなる人工知能ベースのアルゴリズムにより、フロアボットは、それがどこにいたか、および作業を完了するためにどこに行く必要があるかを知ることができる。フロアボットは、その作業が完了するとメインユニットに戻るようにさらに構成される。一緒に、２ｉｎ１インテリジェントロボットは、病院内感染のリスクを劇的に低減し、他のいずれのものとも同様でない、より安全で健康な環境を提供するように努める。

【0033】

開示される実施形態は、新規な技術およびソフトウェア、ならびに優れた自律機能を含む。開示される実施形態は、消毒しないときにランプを保護するための保護シールドを含む。開示される実施形態は、無線で動作させ、自己制御することができる。

【0034】

ソフトウェア
開示される実施形態は、位置をマッピングし、マップ内でそれ自体の位置を特定する能力で３Ｄ仮想マップを作成する、視覚的ＳＬＡＭソフトウェアおよびライダー技術を備える。実施形態は、コンピュータビジョンのみを使用して、未知の環境の地図を構築し、同時に部分的に構築された地図を活用してナビゲーションを実行することが可能である。２つのカメラを備える実施形態によれば、ロボットは、３Ｄカメラ位置および特徴位置をより正確に推定することができる。これは、１つのカメラと比較して、初期深度をより迅速に推定する。

【0035】

ある実施形態は、ロボットナビゲーション動作に関与し得る不確実性の量を低減するために複数のセンサからのデータをマージするように構成されたセンサ融合ソフトウェアを含む。これは、ロボットが正確にナビゲートし、衛生化し、消毒し、滅菌するために、より正確な世界モデルを構築するのに役立つ。

【0036】

ある実施形態は、最大効率のためにＵＶ強度の連続監視のために構成されたＵＶ強度センサを含む。好ましい実施形態によれば、近接センサは、いかなる物理的接触も伴わずに近くの物体の存在を検出するように構成され、それによって、行き詰まった状況、衝突、ならびに家具および壁への損傷を回避するのに役立つ。一実施形態は、反射されたＵＶ－Ｃ放射を受信する少なくとも１つの放射線センサを含み、前記放射線センサは、前記反射されたＵＶ－Ｃ放射を測定し、所定の基準および反射されたＵＶ－Ｃ放射に基づいて滅菌および衛生化を計算する。

【0037】

ある実施形態によれば、スマートロボットは、３６０度運動センサを備え、運動が検出されると自動的に遮断するように構成される。好ましくは、モバイル無線装置は、スマートロボットを制御することができ、ある実施形態によれば、スマートフォン、デスクトップまたはｉＰａｄ（登録商標）を介したスマートアプリが、ロボットを操作することができる。一実施形態は、リアルタイムでロボットを追跡し、結果を取得し、分析を実行するように構成されたソフトウェアを含む。

【0038】

デバイスを使用するためのプロトコルの例を説明する。
充電ステーションでロボットを充電する。

【0039】

ロボットをプログラムおよび設定する。
ロボットが完全に充電されると、通知がユーザ無線遠隔制御装置に送信される。

【0040】

割り当てられたピンを無線装置（スマートフォン、デスクトップ、またはｉＰａｄ）に入力する権限のあるユーザは、ロボットのパラメータ（バッテリレベル、可用性、ロボットの位置をリアルタイムで追跡することなど）を確認することができ、消毒場所（例えば、部屋番号、建物のフロア全体など）を入力することができる。

【0041】

ユーザは、清掃時間をスケジュールするか、または／およびロボットがリアルタイムで開始することを可能にすることができる。

【0042】

ロボットは、白色ＬＥＤ光を表示するために電源をオンにする。
ユーザコマンドに基づいて、ロボットは充電ステーションから取り外され、その目的地に向かって移動し、ロボットがその目的地に進入／到達すると、ユーザは通知を受信する。

【0043】

ユーザはロボットに許可を送信し、ロボットは動作を開始する。ＬＥＤ光は白色から黄色に変化する。

【0044】

ここでＰＴＦＥ反射器が回転してＵＶ－Ｃランプを露出させ、約２～３分間ウォームアップする。ＬＥＤ光は今度は黄色から青色に変化する。

【0045】

ロボットは、フロアボットがメインユニットから取り外されても、部屋全体にわたって操縦し始める。

【0046】

フロアボットは、独立して部屋をナビゲートし始め、両方のユニットが同時に部屋を消毒する。

【0047】

消毒が完了すると、フロアボットはメインユニットに戻る。この時点で、ＬＥＤ光は青色から緑色に変化する。

【0048】

完了の通知がユーザに送信される。
ロボットは、待ち行列内の次の領域に進むか、または充電ステーションにドッキングして戻る。

【0049】

好ましい実施形態は、結果、分析、消毒場所および時間の履歴、特定の時間にユニットを誰が操作したかの履歴の記録、ロボットをリアルタイムで追跡および位置特定し、両方のユニットのバッテリ寿命をチェックし、消毒スケジュールおよび時間を閲覧する能力のためのスマートアプリを含む。

【0050】

上記の発明の様々な可能な実施形態が作製され得るため、および上記の実施形態に様々な変更がなされ得るため、本明細書で説明され、または添付の図面に示されるすべての事項は、例示として解釈されるべきであり、限定的な意味で考慮されるべきではないことを理解されたい。したがって、自律的ロボット機能、特に制限された空間の消毒のシステムおよび方法の分野の当業者は、好ましい実施形態および代替実施形態が特許法に従って示され、説明されているが、本発明は、それらに、またはそれらによって限定されないことを理解するであろう。

【0051】

図面は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実現のアーキテクチャ、機能、ならびに動作を示す。また、いくつかの代替的な実現形態では、記された／示された機能は、図に示された順序とは異なる順序で生じ得ることにも留意されたい。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には、同時に実行されてもよく、またはそれらのブロックは、時として、関与する機能性に応じて、逆の順序で実行されてもよい。

【0052】

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が明確に別段の指示がない限り、複数形も含むものとする。さらに、「備える（comprises）」および／または「備えている（comprising）」という文言は、本明細書で使用される場合、述べられた特徴、主体、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、主体、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことが理解されよう。

【0053】

概して、本発明の実施形態を実現するために実行されるルーチンは、オペレーティングシステムまたは特定のアプリケーション、コンポーネント、プログラム、モジュール、オブジェクト、もしくは命令のシーケンスの一部であり得る。本発明のコンピュータプログラムは、典型的には、ネイティブコンピュータによって機械アクセス可能なフォーマットに変換され、したがって実行可能な命令に変換される多数の命令から構成される。また、プログラムは、プログラムにローカルに存在するか、またはメモリもしくは記憶装置上に見出される、変数およびデータ構造から構成される。さらに、以下で説明される様々なプログラムは、本発明の特定の実施形態においてそれらが実現される用途に基づいて識別され得る。しかしながら、以下の任意の特定のプログラム用語は、単に便宜のために使用され、したがって、本発明は、そのような用語によって識別および／または暗示される任意の特定の用途においてのみ使用することに限定されるべきではないことを理解されたい。

【0054】

本発明およびその利点のいくつかを、いくつかの実施形態について詳細に説明した。本システムおよびプロセスは、ロボット消毒システムおよび方法を参照して説明されるが、本システムおよび方法は、高度に再構成可能であり、多目的ロボット等の他の状況でも使用され得ることを理解されたい。特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、置換、および改変を行うことができることも理解されたい。本発明の実施形態は、複数の目的を達成することができるが、特許請求の範囲内に入るすべての実施形態がすべての目的を達成するわけではない。さらに、本出願の範囲は、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者は、現在存在するかまたは後に開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップが、特許請求されるものと同等であり、その範囲内にあることを本発明の開示から容易に理解するであろう。したがって、特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップをその範囲内に含むことが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】