Bezpieczeństwo robotów sprzątających w szkołach: cztery kontrole przed uruchomieniem w ciągu dnia

Wybór robota sprzątającego dla szkoły oznacza ustawienie wyższej poprzeczki bezpieczeństwa niż w innych budynkach. Maszyna pracuje na korytarzach, w salach lekcyjnych, stołówkach i na placach zabaw, podczas gdy poruszają się po nich uczniowie, w większości bez towarzyszącej im osoby dorosłej. Warunki akceptowalne w biurze czy magazynie często tutaj nie wystarczają.

Cztery kontrole decydują o tym, czy maszyna może pracować na terenie placówki w ciągu dnia:

1. Certyfikacja. Czy jest certyfikowana zgodnie z normą napisaną dla autonomicznej pracy wśród ludzi?
2. Wykrywanie. Czy wykrywanie zostało zweryfikowane na dzieciach, a nie tylko na dorosłych?
3. Zachowanie. Czy pozostaje przewidywalna, gdy grupa gromadzi się wokół niej lub blokuje jej drogę?
4. Stan podłogi. Czy zostawia mokrą podłogę na korytarzu po przejeździe?

Gausium obejmuje cały teren szkoły pięcioma maszynami, dopasowanymi do wielkości każdej przestrzeni i tego, czy jest ona wewnątrz, czy na zewnątrz.

Phantas zajmuje się salami lekcyjnymi, korytarzami i biurami i został oceniony przez TÜV Rheinland zgodnie z normą EN IEC 63327 jako spełniający wymagania bezpieczeństwa funkcjonalnego PL=d.

Mira zajmuje się przestrzeniami średniej wielkości, takimi jak hole wejściowe, mniejsze jadalnie i sale wielofunkcyjne, zamiatając i szorując w jednym przejściu przez przejścia o szerokości zaledwie 660 mm.

Omnie zajmuje się stołówkami, salami i dużymi powierzchniami komunikacyjnymi, z 360-stopniowym 3D LiDAR i kamerą panoramiczną dającymi świadomość bez martwych pól.

Marvel zajmuje się największymi twardymi podłogami na kampusie, takimi jak podziemne parkingi, z 5–10 godzinami pracy na jednym ładowaniu.

Beetle zajmuje się terenem zewnętrznym, w tym placami zabaw, ścieżkami i parkingami, jako zamiatarka na sucho, pracująca na asfalcie i betonie i niepozostawiająca wody.

Poniższe sekcje omawiają każdą z czterech kontroli.

Co obejmuje każda kontrola

Cztery kontrole są od siebie niezależne. Maszyna może spełnić trzy z nich i nadal być nieodpowiednia w czwartej.

Czwarta kontrola to ta, o którą szkoły pytają najpierw. Poślizgnięcie się na mokrym korytarzu jest najbardziej prawdopodobnym incydentem w programie automatyzacji szkolnej, i nie ma związku z unikaniem przeszkód.

Kontrola 1: Zapytaj, według jakiej normy maszyna jest certyfikowana

IEC 63327 to międzynarodowa norma dla zasilanych automatycznych maszyn do obróbki podłóg w użytku komercyjnym, obejmująca również przepisy dotyczące autonomicznej pracy. Zapytanie o nią zamienia ogólne oświadczenie o bezpieczeństwie w dokument, który może przejrzeć inspektor bezpieczeństwa i higieny pracy w szkole. Same normy są wyjaśnione w przewodniku Gausium po bezpieczeństwie komercyjnych robotów sprzątających.

Gausium zostało ocenione zgodnie z tą normą. W marcu 2024 r. TÜV Rheinland przetestował projekt obwodu, architekturę i strukturę mechaniczną Phantas S1 Pro M zgodnie z normą EN IEC 63327 i potwierdził, że spełnia wymagania bezpieczeństwa funkcjonalnego PL=d, obok certyfikacji CE-MD UE i cTUVus w Ameryce Północnej. W styczniu 2024 r. TÜV Rheinland wydał Gausium pierwszy certyfikat CE-MD zgodny z normą EN IEC 63327 dla komercyjnego robota sprzątającego.

PL=d to poziom wydajności, który norma ustala dla maszyn klasy II, kategorii definiowanej przez większą wagę, objętość i prędkość, gdzie konsekwencje awarii sterowania są największe.

Trzy elementy powinny znaleźć się w dokumentacji zakupowej:

• Czy certyfikat obejmuje dokładnie oferowany model i konfigurację, czy pokrewny wariant
• Czy jest aktualny, oraz data ostatniego audytu nadzorczego
• Która jednostka go wydała i czy ta jednostka jest akredytowana

Certyfikacja jest wydawana dla konkretnego modelu i konfiguracji. Szkoła korzystająca z kilku typów maszyn, na przykład Phantas wewnątrz i Beetle na zewnątrz, powinna zażądać odpowiednich dokumentów dla każdej z nich.

Znaki produktowe, takie jak CE czy FCC, dotyczą zgodności produktu i kompatybilności elektromagnetycznej. Są odrębne od oceny autonomicznego zachowania wśród ludzi.

Kontrola 2: Zweryfikuj wykrywanie na dzieciach, nie tylko na dorosłych

Skuteczność wykrywania jest zwykle demonstrowana w środowiskach z udziałem dorosłych. Trzy warunki w szkole różnią się od tych pokazów.

Wzrost. Wykrywanie skalibrowane na stojącego dorosłego musi działać także wobec dziecka w wieku szkoły podstawowej oraz dziecka siedzącego lub kucającego na podłodze korytarza.

Ruch. Dorośli poruszają się po przewidywalnych liniach. Uczniowie szybko zmieniają kierunek, poruszają się w grupach i zatrzymują się bez ostrzeżenia.

Niskie przeszkody. Plecaki, kurtki, sprzęt sportowy i upuszczone przybory szkolne pojawiają się na szkolnych podłogach w ilościach, jakich nie generują inne budynki, i znajdują się na wysokości najbardziej narażonej na pominięcie przez źle skonfigurowany czujnik.

Przeprowadź test wykrywania na własnej podłodze szkoły, w przestrzeniach, które maszyna będzie faktycznie sprzątać.

Kontrola 3: Potwierdź zachowanie, gdy gromadzi się grupa

Dwa zachowania decydują o tym, czy maszyna nadaje się do pracy w szkole, i żadne z nich nie pojawia się w specyfikacji.

Blokada. Uczniowie w pewnym momencie zablokują trasę, zwykle w ciągu pierwszego tygodnia i zwykle w grupie. Oczekiwana reakcja to zatrzymanie się, poczekanie i ponowne zaplanowanie trasy, gdy droga się oczyści. Maszyna wymagająca ręcznego resetu za każdym razem zamienia rutynowe zdarzenie w interwencję serwisową.

Otoczenie przez tłum. Młodsi uczniowie będą gromadzić się wokół maszyny, aby ją obserwować. Powinna utrzymać pozycję i płynnie wznowić pracę, gdy przestrzeń się zwolni, zamiast cofać się w kierunku grupy za nią.

Oba te aspekty łatwo przetestować. Poproś kolegę, aby stanął na trasie i tam pozostał, a następnie poproś trzy osoby, aby zbliżyły się wokół maszyny. Reakcja na te dwie sytuacje mówi więcej niż lista czujników.

Zmiany układu. To wolniejsza wersja tego samego problemu. Stoły są odsuwane na zebranie z rodzicami, krzesła są układane w stos na apel, w holu pojawia się stojak wystawowy.

Zaplanuj pierwsze tygodnie w ten sam sposób. Przedstaw maszynę uczniom, zamiast pozwolić jej pojawić się bez zapowiedzi, i ogranicz ją do tras korytarzowych w czasie lekcji, aż zainteresowanie opadnie.

Kontrola 4: Potwierdź, że na korytarzu nie pozostaje mokra podłoga

Kolizja to ryzyko, o które szkoły pytają najpierw. Poślizgnięcie się to ryzyko najbardziej prawdopodobne do wystąpienia.

Nanoszenie wody na zajęty korytarz tworzy okno schnięcia w przestrzeni, gdzie uczniowie poruszają się szybko. Trzy środki rozwiązują to strukturalnie, a nie proceduralnie.

Obsługuj tylko to, co wymaga obsługi. Phantas obsługuje automatyczne punktowe czyszczenie, działając tam, gdzie wykryto zanieczyszczenia lub plamy, zamiast zwilżać całą trasę niezależnie od stanu podłogi. Mokry obszar pozostaje mały i krótkotrwały, co czyni pracę w ciągu dnia praktyczną.

Wykrywaj pozostałości wody. Konfiguracja Phantas Extra dodaje inteligentne wykrywanie pozostałości wody, rozwiązując konkretny przypadek wody pozostającej po przejeździe maszyny.

Utrzymuj prace na mokro poza szczytami ruchu. Korytarze nie powinny być mokre podczas przerwy lub zmiany lekcji, niezależnie od możliwości maszyny. Ta sama zasada dotyczy Miry i Marvela, które zamiatają i szorują w jednym przejściu: zaplanuj ich pracę tak, aby podłoga miała czas wyschnąć, zanim wrócą uczniowie.

Na zewnątrz pytanie w ogóle nie powstaje. Beetle to zamiatarka na sucho, więc ścieżki i place zabaw nigdy nie zostają mokre. Jej filtracja HEPA wychwytuje drobny pył w pojemniku zamiast rozdmuchiwać go po placu zabaw, a filtr jest automatycznie czyszczony po każdym zadaniu.

Oznakowanie nadal obowiązuje. Ukierunkowana praca oznacza, że jeden znak obejmuje mały obszar na krótko, zamiast zamykać korytarz na czas zmiany lekcji.

Jak cztery kontrole przekładają się na dzień szkolny

Planowanie harmonogramu to miejsce, w którym cztery kontrole się sprawdzają lub zawodzą, ponieważ wzorzec ruchu w szkole różni się od innych zajętych budynków.

Szkoła nie ma krzywej natężenia ruchu. Ma dzwonek. Korytarz jest pusty przez pięćdziesiąt minut, przenosi cały rocznik przez dziewięćdziesiąt sekund, a potem znów pustoszeje. Nie ma gradientu do zmierzenia, dlatego metoda rejestrowania ruchu pieszego stosowana w innych budynkach się tu nie sprawdza. Przestrzeń zewnętrzna podlega temu samemu dzwonkowi w dłuższym cyklu: place zabaw są puste podczas lekcji i pozostają pełne przez całą przerwę i porę obiadową.

Dla budynków o mierzalnych krzywych natężenia ruchu metoda identyfikacji okien czasowych jest opisana w 4 możliwościach maszyn do czyszczenia podłóg w zajętych budynkach publicznych.

Która maszyna obejmuje które obszary

Phantas obejmuje sale lekcyjne, korytarze, biura i obszary administracyjne. Gęstość mebli, a nie powierzchnia podłogi, jest głównym ograniczeniem, a jego cztery funkcje czyszczące radzą sobie z zabrudzeniami przy wejściu, otarciami na korytarzach i podłogami sal lekcyjnych. Jego odpowiednie powierzchnie obejmują twarde drewno, co ma znaczenie dla hal sportowych.

Mira obejmuje pomieszczenia średniej wielkości, których układ często się zmienia. Potrzebuje jedynie 660 mm, aby przejechać, zamiata i szoruje w jednym przejściu, a wdrożenie rozpoczyna się od Drop & Go, więc profesjonalne mapowanie nie jest potrzebne. Wbudowany system samoczyszczący płucze zbiornik na brudną wodę i ścieżkę ssania, co zmniejsza obsługę pozostawioną woźnemu.

Omnie obejmuje stołówki, sale jadalne, hale sportowe z twardą podłogą i duże powierzchnie komunikacyjne, gdzie resztki jedzenia, tłuszcz i ruch wielokierunkowy występują jednocześnie, a jedna maszyna potrzebuje kilku metod czyszczenia.

Marvel obejmuje największe twarde podłogi na kampusie, takie jak podziemne parkingi. Zbiornik na czystą wodę o pojemności 80 l, zbiornik na brudną wodę o pojemności 70 l i akumulator 120 Ah dają 5–10 godzin ciągłej pracy, a nacisk czyszczący 55 kg usuwa wcieraty brud. Zamiata i szoruje w jednym przejściu i dzieli system samoczyszczący z Mirą.

Beetle obejmuje teren zewnętrzny. Zamiata asfalt, beton, żywicę epoksydową i PVC, a jej ssanie radzi sobie zarówno z drobnym pyłem i piaskiem, jak i papierem, butelkami i wiórami drewna. Jej prześwit trasy 750 mm i czyszczenie krawędzi bez odstępu sięgają wzdłuż ogrodzeń i ścian budynków. W trybie czyszczenia punktowego kamery RGB-D wykrywają odpady, a maszyna jedzie w ich kierunku – to suchy odpowiednik ukierunkowanego podejścia opisanego w Kontroli 4.

Na Uniwersytecie Morskim w Szanghaju Gausium wdrożyło flotę czterech robotów, w tym dwie jednostki Phantas, w budynku nauk nawigacyjnych i akademikach studenckich. Dwa szczegóły tego wdrożenia mają bezpośrednie zastosowanie w szkole. Phantas nawiguje między piętrami, samodzielnie korzystając z windy, co eliminuje potrzebę przenoszenia go między poziomami przez personel, a flota jest zaprogramowana do pracy w godzinach ciszy, dzięki czemu wspólne przestrzenie są utrzymywane bez zakłócania ruchu.

Strona Gausium poświęcona rozwiązaniom dla kultury i edukacji przedstawia pokrycie w skali całego kampusu.

Obszary, które pozostają ręczne

Schody, stopnie i korytarze z różnicą poziomów. Poza zakresem możliwości każdej maszyny do czyszczenia podłóg, powszechne w starszych budynkach szkolnych.

Sale przyrodnicze i technologiczne. Rozlania chemiczne są obsługiwane przez przeszkolony personel i pozostają poza zautomatyzowaną trasą.

Pomieszczenia zajęte nieprzerwanie. Niektóre sale szkół podstawowych są w użyciu od przyjścia do wyjścia uczniów. Te pozostają w trasie pozalekcyjnej.

Boiska trawiaste i miękkie nawierzchnie placów zabaw. Wykraczają one poza twarde powierzchnie, dla których przeznaczony jest Beetle, i pozostają w gestii personelu terenowego.

Placówki bez dyżurującej osoby dorosłej. Maszyna potrzebuje kogoś zdolnego zareagować na nieoczekiwane zdarzenie. Szkoła z jednym woźnym obsługującym kilka budynków powinna wskazać tę osobę przed wdrożeniem.

Najczęściej zadawane pytania o bezpieczeństwo robotów sprzątających w szkołach

P1: Czy bezpiecznie jest uruchamiać robota sprzątającego, gdy uczniowie są w budynku?

Tak, w strefach, które plan lekcji pozostawia puste, i z ograniczoną lokalnie pracą na mokro. Korytarze podczas lekcji i sale lekcyjne podczas obiadu to dwa niezawodne okna czasowe, przy czym maszyna jest zaparkowana podczas przerwy i zmiany lekcji.

P2: Jakiej certyfikacji bezpieczeństwa powinna zażądać szkoła od dostawcy?

IEC 63327, normy dla automatycznych maszyn do obróbki podłóg, obejmującej także pracę autonomiczną. TÜV Rheinland ocenił Phantas S1 Pro M zgodnie z normą EN IEC 63327 i potwierdził, że spełnia on wymagania bezpieczeństwa funkcjonalnego PL=d. Poproś o certyfikat obejmujący oferowaną konfigurację.

P3: Jak robot sprzątający unika dzieci na ruchliwym korytarzu?

Dzięki wielowarstwowemu wykrywaniu. Omnie łączy multimodalny SLAM, 360-stopniowy 3D LiDAR i kamerę panoramiczną dla świadomości bez martwych pól, a Marvel łączy 3D LiDAR z widzeniem 360 stopni na dużych powierzchniach podłóg. Zweryfikuj wykrywanie na własnej podłodze szkoły, a nie tylko podczas pokazu wśród dorosłych.

P4: Co się dzieje, gdy uczniowie gromadzą się wokół robota?

Powinien utrzymać pozycję i wznowić trasę, gdy przestrzeń się oczyści, zamiast cofać się w stronę grupy. Poproś o pokazanie tego podczas pokazu na miejscu, ponieważ nie jest to ujęte w żadnej specyfikacji.

P5: Czy robot mógłby zostawić mokrą podłogę, na której ktoś się poślizgnie?

Nie tam, gdzie praca na mokro pozostaje ukierunkowana. Automatyczne czyszczenie punktowe obsługuje tylko wykryte zabrudzenia, utrzymując mokre obszary małe i krótkotrwałe, a konfiguracja Phantas Extra dodaje wykrywanie pozostałości wody. Korytarze nie powinny być mokre podczas przerwy. Na zewnątrz Beetle zamiata na sucho i w ogóle nie używa wody.

P6: Czy robot może samodzielnie przemieszczać się między piętrami?

Tak, tam gdzie zapewniona jest integracja z windą. Na Uniwersytecie Morskim w Szanghaju Phantas nawiguje między piętrami, samodzielnie korzystając z wind.

P7: Czy robot sprzątający może czyścić plac zabaw i inne obszary zewnętrzne?

Tak, na twardych powierzchniach. Beetle to autonomiczna zamiatarka do użytku wewnętrznego i zewnętrznego, pracująca na asfalcie i betonie dzięki nawigacji 3D LiDAR, która utrzymuje skuteczność przy słabym oświetleniu. Uruchamiaj ją przed przyprowadzeniem dzieci, podczas lekcji, gdy plac zabaw jest pusty, lub po odbiorze.

Źródła

1. Gausium, Phantas S1 Pro M otrzymuje certyfikaty cTUVus i CE-MD na targach CCE 2024, marzec 2024
2. Gausium, Przewodnik Gausium po bezpieczeństwie komercyjnych robotów sprzątających: normy ISO i IEC bez tajemnic, marzec 2024
3. Gausium, Smart Campus in Action: Shanghai Maritime University, grudzień 2025
4. Gausium, Culture and Education Solutions