COVID-Roboter hilft, Menschen während einer Pandemie auf 6 Fuß Abstand zu halten
Von Damian McNamara, MA
Dec. 13, 2021 -- Ein neuer Roboter, der zwei oder mehr Personen erkennen kann, die sich in einem Abstand von weniger als einem Meter zueinander befinden, könnte eine wichtige Rolle bei der Einhaltung sozialer Distanzierungsanforderungen während der aktuellen oder einer zukünftigen Pandemie spielen.
Der Roboter ortet, nähert sich und benachrichtigt Gruppen von zwei bis sechs Personen, die zu nahe beieinander stehen, um sich zu entfernen.
Der COVID-Überwachungsroboter (CS-Roboter) warnt Personen, die sich zu nahe beieinander befinden, diskret mit einer Meldung auf dem Bildschirm. Die von Forschern der University of Maryland entwickelte Technologie ist außerdem mit einer Wärmekamera ausgestattet, die hilft, Personen zu erkennen, die heißer sind als andere und möglicherweise Fieber haben. Der Roboter kann dann das Gesundheits- oder Sicherheitspersonal benachrichtigen.
Die Studie wurde am 1. Dezember in PLOS One veröffentlicht.
Ein Überraschungsmoment?
Wie die Öffentlichkeit auf einen Roboter-Schiedsrichter reagieren wird, ist noch nicht bekannt. "Wir haben vor allem in unserem Labor und in Gebäuden sowie bei einigen öffentlichen Veranstaltungen getestet", sagt der Hauptautor der Studie, Dinesh Manocha, PhD.
"Oft sind die Menschen überrascht, wenn sie einen Roboter sehen, der sich um sie herum bewegt oder solche Meldungen anzeigt. Diese Art von Robotern ist noch nicht weit verbreitet, daher ist es schwer abzuschätzen, wie die Öffentlichkeit den Einsatz solcher Roboter aufnimmt", so Manocha, Professor für Informatik sowie Elektro- und Computertechnik an der University of Maryland in College Park.
Es gibt viele Dinge zu bedenken, wie die Menschen reagieren würden, so Bruce Hirsch, MD.
"Ich interessiere mich für die Psychologie und die Soziologie - was bedeutet es, von einem Roboter getadelt zu werden", sagte er.
"Es gibt bereits Depersonalisierung und Burnout im Gesundheitswesen, insbesondere durch die COVID-Epidemie. Ich weiß nicht, ob ein Roboter als hilfreich und unterstützend empfunden werden würde", so Hirsch, Arzt für Infektionskrankheiten bei Northwell Health in Manhasset, NY.
Manocha, Erstautor Adarsh Jagan Sathyamoorthy und ihre Kollegen stellten den autonomen Roboter in fünf Szenarien in einem 4 mal 4 Meter großen Innenraum auf die Probe. Sie testeten, wie gut er Menschen fand, soziale Verletzungen erkannte und Menschen verfolgte, die gingen oder still standen.
Der Roboter funktionierte auch in Innenräumen außerhalb des Labors, z. B. in Lobbys und engen Korridoren mit unterschiedlichen Beleuchtungsstärken, so die Forscher.
In der Studie wurde auch die Leistung des Roboters allein mit der des Roboters und dem Input von an der Wand montierten CCTV-Kameras (Closed-Circuit Television) verglichen. Obwohl der Roboter allein in der Lage war, Personen zu erkennen und zu warnen, die sich nicht an die Vorschriften hielten, verbesserte die Verwendung von CCTV-Daten seine Leistung in jeder getesteten Situation.
In Bewegung
Der Roboter kann alle blinden Flecken in der CCTV-Abdeckung durch eine "Rasenmäher-Strategie" abdecken, bei der er sich zu festen Standorten bewegt und seine Umgebung überwacht.
Der Roboter nutzt seine Kameras und Sensoren, um sich auf eine Person zu fixieren, die nicht sozial distanziert ist, um seine Bewegung zu fokussieren. In einer Reihe von Tests lag die Ortungsgenauigkeit des CS-Roboters bei 0,3 Metern, unabhängig davon, ob die Person ging oder still stand.
Interessant ist, dass der Roboter neben der Nähe auch die Zeit berücksichtigt. Die Ingenieure wollten vermeiden, dass Situationen mit geringerem Risiko angezeigt werden, z. B. wenn sich zwei Personen in einem Korridor für einen Moment im Abstand von 1,5 Metern begegnen.
Die Ingenieure haben den Roboter auch so konzipiert, dass er potenzielle Hindernisse, einschließlich anderer Menschen, umgehen kann. Ihre Frozone-Kollisionsvermeidungsstrategie, die in einer früheren Studie beschrieben wurde, ermöglicht es der Rot-Grün-Blau-Tiefen-Kamera (RGB-D) des Roboters, zu verfolgen und vorherzusagen, wohin sich Menschen demnächst bewegen werden.
Der Roboter setzt seine Prioritäten so, dass er sich zuerst um größere Gruppen kümmert und/oder Menschen in Bewegung auf der Grundlage ihrer Bewegung relativ zum Roboter verfolgt.
Menschen bleiben anonym
Wenn man sich einem mit Kameras ausgestatteten Roboter nähert oder von ihm verfolgt wird, könnte das Bedenken hinsichtlich der Privatsphäre wecken.
Die Forscher trugen diesem Umstand mit standardmäßigen De-Identifizierungstechnologien Rechnung, wie z. B. der visuellen Bildredaktion für Gesichter, Gesten und Gangdaten. Und die visuelle Kamera des Roboters weist jeder Person in einer Gruppe eine Zufallszahl als Identifikator zu.
Der Roboter verringert auch die Risiken für den Menschen. "Die Fernüberwachung der Personentemperaturen verringert das Risiko, dass sich das Sicherheits- und Gesundheitspersonal mit dem Coronavirus infiziert", so die Autoren.
Immer noch eine Rolle für den Menschen
Zu den Vorteilen des Roboters gehört laut Hirsch, dass er das Personal von der Überwachung von Menschen entlastet. Die Technologie könnte auch die Überwachung robuster machen.
Aber, sagte er, "ich bin älter und mag Menschen".
Menschen sind immer noch eher in der Lage, bei der Erziehung zu helfen - was erklärt, warum soziale Distanzierung so wichtig ist - sowie beim "Lesen bestimmter Situationen", so Hirsch.
Er nannte das Beispiel einer aufgebrachten, weinenden Person in einem Krankenhaus, die gerade einen geliebten Menschen verloren hat.
"Wird sich ein Roboter dieser Person in einem potenziell heiklen Moment nähern und sie auffordern, sich einen Meter von einer anderen Person zu entfernen oder sie für eine zusätzliche Gesundheitsüberwachung zu melden?"
Vorwärts bewegen
Obwohl sie bisher nur in Innenräumen getestet wurden, "erwarten wir, dass die Roboter in Innenräumen oder im Freien eingesetzt werden können, wo Menschen in unmittelbarer Nähe sind", so Manocha.
Die Forscher könnten neben einer Bildschirmmeldung auch andere Möglichkeiten ausprobieren, um Menschen zu warnen, die sich nicht entfernen können, etwa durch Geräusche oder andere Warnsignale.
Manocha merkte an, dass der Roboter nicht zwischen Fremden und Personen aus demselben Haushalt unterscheidet. Außerdem, so die Autoren, "müssen wir bessere Ansätze für die Mensch-Roboter-Interaktion entwickeln".
Und die Forscher wollen die sozialen Auswirkungen der Roboter untersuchen.
"Wir würden auch gerne Methoden entwickeln, um zu erkennen, ob die Menschen in der Umgebung des Roboters Masken tragen", so die Autoren.
