Die Verhinderung der Verbreitung von Keimen ist eine ständige Herausforderung in Krankenhäusern und Pflegeheimen. Um Krankenhausinfektionen zu verhindern, ist ein erheblicher Aufwand für die Reinigung und Desinfektion von Räumen und häufig berührten Gegenständen wie Handläufen, Schreibtischen oder Aufzugsknöpfen erforderlich. Darüber hinaus wirft das wachsende Problem multiresistenter Keime die Frage auf, welche Desinfektionsmethoden am besten geeignet sind, um Keime effizient abzutöten, ohne Resistenzen zu verursachen.
Während einer laufenden Pandemie wird der Desinfektionsbedarf auf alle Orte ausgedehnt, die von vielen Menschen frequentiert werden, wie öffentliche Verkehrsmittel, Bürogebäude oder Einkaufszentren. Somit war die Covid-19-Pandemie der Haupttreiber für das Marktwachstum von Desinfektionsrobotern.
Übliche Mittel zur Desinfektion sind:
- Hochfrequentes ultraviolettes Licht (UV-C)
- Versprühen von Desinfektionschemikalien wie Wasserstoffperoxid oder hypochlorige Säure
- Luftfilterung
- Mechanisches Abwischen
Diese Mittel können auch kombiniert werden, um eine bessere Wirkung zu erzielen.
Die Desinfektion mit UV-Licht hat den Vorteil, dass das Licht sofort alle Oberflächen erreicht, die dem Roboter ausgesetzt sind. Wenn man sich im Raum bewegt, können Möbel von allen Seiten behandelt werden, z. B. auch in Operationssälen. Einige schattige Bereiche, die nicht erreicht werden können, bleiben jedoch immer bestehen, so dass kritische Stellen nach Beendigung der Arbeit des Roboters zusätzlich manuell gereinigt werden müssen. Gesprühte Chemikalien haben eine bessere Chance, versperrte Bereiche zu erreichen, insbesondere wenn sie aus verschiedenen Positionen gesprüht werden, während sich der Roboter im Raum bewegt. Ein Nachteil ist die Zeit, die benötigt wird, um den Raum zu lüften, bevor eine Person den Raum wieder benutzen kann. Bei Robotern, die mechanisch wischen, besteht das Problem, dass Keime, die mit Schmutz oder Fett bedeckt sind, von UV-Licht oder Chemikalien nicht erreicht werden können. Dies ist vor allem auf Oberflächen ein Problem, die häufig mit den Händen berührt werden, wie Türgriffe und Handläufe.
Ebene der Verteilung
Während Roboter für die Desinfektion bis Ende 2019 eine untergeordnete Rolle spielten, hat der Beginn der Covid-19-Pandemie ein großes Interesse an Robotern für die autonome Desinfektion geweckt. Das dänische Unternehmen UVD ist einer der wenigen Hersteller, die bereits vor der Covid-19-Krise einen Desinfektionsroboter als Produkt hatten. Das Unternehmen wurde 2016 gegründet und gewann 2019 den IERA Award. Seitdem hat der Hersteller die nächste Generation seines Roboters eingeführt und einen Vertrag mit der EU über die Lieferung von 200 Robotern an verschiedene Krankenhäuser in Europa abgeschlossen. Ähnliche Roboterdesigns mit UV-C-Licht kamen ab Anfang 2020 auf den Markt, z. B. Roboter von Metralabs, Pal Robotics, Altoros, Otsaw, Amyrobotics, Kompaï und PBA robotics. Neue Entwürfe, z. B. von AIS, berücksichtigen auch die menschliche Sicherheit, indem sie Infrarotsensoren verwenden, um Personen in der Umgebung zu erkennen und das UV-Licht auszuschalten. Rovenso hat einen Roboter für den Einsatz im Büro gebaut, der nur Oberflächen behandelt, die häufig aus geringerer Entfernung berührt werden, z. B. Handläufe und Tresen. Daher ist eine schwächere UV-C-Lichtquelle ausreichend. Ein ähnlicher Roboter wurde von F&P robotics vorgestellt, der UV-Lichter um einen Türgriff herum positioniert, sie aber nach außen abschirmt, so dass er auch dann arbeiten kann, wenn sich Personen im Raum befinden. GermFalcon, das jahrelang manuell geschobene Desinfektionsgeräte für den Innenraum von Flugzeugen verkaufte, hat sein System jetzt mit einer autonomen mobilen Basis ausgestattet. Roboter zum Sprühen von Desinfektionschemikalien wurden z. B. von Cyberdyne, Fybots, iClean und SMP Robotics eingeführt. Für die Desinfektion von Außenbereichen wurden frühere Sprühroboter und Drohnen für die Landwirtschaft, z. B. von XAG, angepasst. Einige Roboter bieten auch eine Kombination von Desinfektionsarten an, wie die Kombination von UV-C-Licht und Sprühen (z. B. Keenon). Ein Roboter von Amyrobotics saugt zusätzlich zur UV-C-Desinfektion Luft durch seine Struktur und leitet sie durch einen Filter. Einige Hersteller von Bodenreinigungsrobotern haben ihren Maschinen eine UV-C-Lichtquelle (Nilfisk, Aziobot) oder einen zusätzlichen Tank mit Chlordioxidlösung (Adlatus) hinzugefügt, um das Reinigungsergebnis zu verbessern. Zusammen mit der mechanischen Entfernung von Schmutz kann hier ein gutes Desinfektionsergebnis erwartet werden. Neuere Forschungsprojekte beschäftigen sich mit der präzisen Desinfektion von häufig berührten Objekten auf der Basis der Erkennung von z.B. Türgriffen und Schaltern mittels Computer Vision. Dazu gehört auch die Verwendung eines Gebäudeinformationsmodells (BIM) zur Bestimmung der Objektpositionen. Außerdem wird eine Kombination verschiedener Desinfektionsmittel mit mechanischen Wischvorgängen untersucht. Zu Beginn der Covid-19-Pandemie haben viele Unternehmen schnell bestehende Roboterplattformen für andere Aufgaben (z. B. autonome mobile Roboter (AMR) für den Transport) angepasst und mit einer Desinfektionsvorrichtung ausgestattet. Häufig geschah dies, um dem verzweifelten Wunsch des Gesundheitssektors oder der Regierungen nach Werkzeugen zur Bekämpfung der Pandemie nachzukommen. Ein Jahr später sind die Desinfektionsroboter zu einem festen Bestandteil des Portfolios vieler Roboterfirmen geworden. Dies spiegelt die Tatsache wider, dass sich die Roboter bewährt zu haben scheinen und ein weiterer Bedarf an solchen Robotern in der “neuen Normalität” zu erwarten ist.
Kosten-Nutzen-Überlegungen und Marketing-Herausforderungen
Desinfektionsroboter haben den Vorteil, dass keine menschlichen Reinigungskräfte kontaminierte Bereiche betreten müssen. Darüber hinaus halten die Roboter starken Reinigungsmitteln problemlos stand und sind immun gegen die Auswirkungen von ultraviolettem Licht, so dass ein kontinuierlicher Betrieb in begrenzten Bereichen möglich ist. Darüber hinaus ermöglichen Roboter eine häufigere Desinfektion als es mit Reinigungspersonal möglich wäre, während sie gleichzeitig eine zuverlässige Dokumentation liefern und menschliche Fehler vermeiden. Desinfektionsroboter haben ein hohes Kostensenkungspotenzial, wenn sie Reinigungspersonal direkt ersetzen können, z. B. wenn große Freiflächen ohne häufige menschliche Eingriffe desinfiziert werden können. Wie auch bei anderen Reinigungsaufgaben bieten Roboter eine Möglichkeit, den Personalmangel zu überwinden.