Preview

Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях

Расширенный поиск

Использование сервисных роботов для противодействия распространению вируса SARS-CoV-2 в закрытых медицинских помещениях

https://doi.org/10.25016/2541-7487-2021-0-2-104-114

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Распространение эпидемии COVID‑19 высветило ряд новых проблем, связанных с защитой здоровья медицинского персонала первой линии скорой и специализированной медицинской помощи, поскольку высокий уровень заболеваемости медицинских работников COVID‑19 может приводить к рискам коллапса системы здравоохранения. В то же время, для обеспечения безопасности труда персонала могут применяться технологии робототехнического обеспечения тяжелых и опасных работ по дезинфекции воздушной среды замкнутых медицинских помещений.
Цель – представить современные взгляды на роботизированное обеззараживание воздушной среды замкнутых медицинских помещений на основе анализа прототипов роботов, разрабатываемых для противодействия распространению вируса SARS-CoV‑2.
Методология. Анализ задач поддержания безопасной рабочей среды для медицинских работников базировался на описании функционала и спецификаций роботов, предназначенных для обеззараживания рабочей среды дислокации медицинского персонала. При систематизации решений, принятых при проектировании роботов, выдвигаются следующие критерии выбора: режимы управления (автоматический, контролирующий, ручной) и их комбинации; бортовые средства дезинфекции во внешней среде и в помещениях; особенности человекомашинного взаимодействия для обеспечения безопасности робототехнической поддержки в закрытых медицинских помещениях.
Результаты и их анализ. Сформулированы направления применения сервисных (дезинфекционных) роботов, вытекающие из эпидемиологических знаний о преимущественных путях передачи инфекции и способах дезинфекции помещений. Показано, что тактико-технические характеристики существующих образцов автономных мобильных роботов в основном нацелены на реализацию безлюдных технологий. Для решения задач массированной обработки объектов внешней среды, а также обширных площадей аэропортов, стадионов, гипермаркетов, складов, транспортных средств в приемлемые сроки предполагается применение автоматических режимов и/или супервизорное управление такими роботами оператором дистанционно. Применение дезинфекционных роботов в замкнутых медицинских помещениях требует дополнительного учета фактора внедрения их в социальную среду. С этих позиций и на основе выделенных прототипов рассмотрены перспективы применения группы малых мобильных роботов, оснащенных системами, повышающими сенсорные и коммуникативные возможности в рабочей среде.
Заключение. Использование роботов, позволяющих снизить риск инфицирования вирусом SARS-CoV‑2, открывает путь к улучшению условий труда медицинских работников, для которых заболевание COVID‑19 относится к факторам профессионального риска. Предлагаемые способы роботизированной дезинфекции медицинских помещений также могут помочь снизить психическое напряжение от пребывания в опасной среде благодаря расширению роботизированной поддержки обеззараживания помещений и гибкому реагированию на изменение обстановки.

Об авторах

И. Б. Ушаков
Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна
Россия

Ушаков Игорь Борисович – д-р мед. наук проф., академик РАН, гл. науч. сотр.

Москва, ул. Живописная, д. 46



А. В. Поляков
Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем
Россия

Поляков Алексей Васильевич – канд. мед. наук, зав. отделом

Москва, Хорошёвское шоссе, д. 76А



В. М. Усов
Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем
Россия

Усов Виталий Михайлович – д-р мед. наук проф., вед. науч. сотр.

Москва, Хорошёвское шоссе, д. 76А



М. М. Князьков
Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского
Россия

Князьков Максим Михайлович – канд. техн. наук, ст. науч. сотр., лаб. робототехники и мехатроники

Москва, пр. Вернадского, д. 101, корп. 1



А. И. Мотиенко
Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр
Россия

Мотиенко Анна Игоревна – канд. техн. наук, ст. науч. сотр., лаб. технологий больших данных социокиберфизических систем

Санкт-Петербург, 14-я линия В.О., д. 39



Список литературы

1. Атьков О.Ю., Горохова С.Г., Пфаф В.Ф. Коронавирусная инфекция – новая проблема в профессиональной заболеваемости медицинских работников. // Медицина труда и пром. экология. 2021. Т. 61, № 1. C. 40–48. DOI: 10.31089/1026-9428-2021-61-1-40-48.

2. Брико Н.И., Каграманян И.Н., Никифоров В.В. [и др.]. Пандемия COVID-19. Меры борьбы с ее распространением в Российской Федерации // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2020. Т. 19, № 2. С. 4–12. DOI 10.31631/2073-3046-2020-19-2-4-12.

3. Брико Н.И., Зуева Л.П., Любимова А.В. [и др.]. Профилактика заноса и распространения COVID-19 в медицинских организациях. Временные методические рекомендации. Версия 2 от 14.05.2020. М., 2020. 46 с. URL: http://nasci.ru/?id=11907.

4. Васильев А.В., Лопота А.В. Уточнение типоразмерных групп наземных дистанционно управляемых машин для применения в опасных для человека условиях // Науч.-техн. ведомости СПбГПУ. 2015. № 1. С. 226–234.

5. Ениколопов С.Н., Медведева Т.И., Бойко Л.А. [и др.]. Принятие моральных решений во время пандемии COVID-19 // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 14. Психология. 2020. № 4. С. 22–43.

6. Ефимов А.Р., Гонноченко А.С., Пайсон Д.Б. [и др.]. Практическое применение роботов и сопутствующих технологий в борьбе с пандемией COVID-19 // Робототехника и технич. кибернетика. 2020. Т. 8, № 2. С. 87–100. DOI: 10.31776/RTCJ.8201.

7. Кравченко Ю.В., Демкин А.Д., Кобрянова И.В. Профилактика стресс-ассоциированных расстройств у медицинского персонала при работе в условиях неблагоприятной эпидемиологической обстановки // Изв. Рос. Воен.-мед. акад. 2020. Т. 39, № S3-4. С. 136–140.

8. Никифоров В.В., Суранова Т.Г., Комаревцев В.Н. [и др.]. Меры противодействия заносу и распространению коронавирусной инфекции COVID-19 в медицинских организациях // Медицина экстрем. ситуаций. 2020. № 3. С. 77–82. DOI: 10.47183/mes.2020.008.

9. Носик Н.Н., Носик Д.Н., Чижов А.И. Сравнительный анализ вирулицидной эффективности дезинфицирующих средств // Вопросы вирусологии. 2017. Т. 62, № 1. С. 41–45. DOI: 10.18821/0507-4088-2017-62-1-41-45.

10. Падун М.А. Риски психической травматизации среди медицинских работников // Соц. и экономич. психология. 2020. Т. 5, № 2 (18) С. 309–329. DOI: 10.38098/ipran.sep.2020.18.2.011.

11. Рогаткин Д.А., Лапитан Д.Г. Интерфейс общения с сервисным медицинским роботом // Вест. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 1. C. 35–48. DOI: 10.18698/0236-3933-2017-1-35–48.

12. Рогаткин Д.А., Лапитан Д.Г., Лапаева Л.Г. Концепция автономных мобильных сервисных роботов для медицины // Биомед. радиоэлектроника. 2013. № 5. С. 46–56.

13. Ронжин А.Л., Юсупов Р.М. Многомодальные интерфейсы автономных мобильных робототехнических комплексов // Изв. ЮФУ. Технич. науки. 2015. № 1 (162). С.195–206.

14. Смирнова Е.Ю., Спасский Б.А. Организация супервизорного управления в сценариях экстремальной робототехники // Робототехника и технич. кибернетика. 2020. Т. 8, № 4. С. 245–258.

15. Спасский Б.А. Телеуправление в экстремальной робототехнике // Робототехника и технич. кибернетика. 2020. Т. 8, № 2. С. 101–111.

16. Azeta J., Bolu C., Abioye A.A., Oyawale F.A. A review on humanoid robotics in healthcare // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 153, N 5. Art. 02004. DOI: 10.1051/matecconf/201815302004.

17. Azuma K., Yanagi U., Kagi N. [et al.]. Environmental factors involved in SARS-CoV-2 transmission: effect and role of indoor environmental quality in the strategy for COVID-19 infection control // Environmental health and preventive medicine. 2020. Vol. 25, N 1. Art. 66. DOI: 10.1186/s12199-020-00904-2.

18. Bahl P., Doolan C., De Silva C. [et al.]. Airborne or droplet precautions for health workers treating COVID-19? // The Journal of infectious diseases. 2020. Apr. 16. Art. 189. DOI: 10.1093/infdis/jiaa189.

19. Buonanno M., Welch D., Shuryak I., Brenner D.J. Far-UVC light (222 nm) efficiently and safely inactivates airborne human coronaviruses // Scientific Reports. 2020. Vol. 10, N 1. Art. 10285. DOI: 10.1038/s41598-020-67211-2.

20. Galbraith N., Boyda D., McFeeters D., Hassan T. The mental health of doctors during the COVID-19 pandemic // BJ Psych Bulletin. 2020. Vol. 45, N 2. P. 93–97. DOI: 10.1192/bjb.2020.44.

21. Gold J.A. Covid-19: adverse mental health outcomes for healthcare workers // BMJ. 2020. Vol. 369. Art. m1815. DOI: 10.1136/bmj.m1815.

22. Islam M.S., Rahman K.M., Sun Y. [et al.]. Current knowledge of COVID-19 and infection prevention and control strategies in healthcare settings: A global analysis // Infection Control & Hospital Epidemiology. 2020. Vol. 41, N 10. P. 1196–1206. DOI: 10.1017/ice.2020.237.

23. HOSPI - Panasonic’s Autonomous Delivery Robots – New Models Make Debutch. Web-Site. URL: https:// news.panasonic.com/global/stories/2019/69861.html.

24. Kovach C.R., Taneli Y., Neiman T. [et al.]. Evaluation of an ultraviolet room disinfection protocol to decrease nursing home microbial burden, infection and hospitalization rates // BMC Infectious Diseases. 2017. Vol. 17, N 1. Art. 186. DOI: 10.1186/s12879-017-2275-2.

25. Meyerowitz E.A., Richterman A., Gandhi R.T., Sax P.E. Transmission of SARS-CoV-2: A Review of Viral, Host, and Environmental Factors // Annals of Internal Medicine. 2021. Vol. 174, N 1. P. 69–79. DOI: 10.7326/M20-5008.

26. Moitra M., Rahman M., Collins P.Y. [et al.]. Mental Health Consequences for Healthcare Workers During the COVID-19 Pandemic: A Scoping Review to Draw Lessons for LMICs // Frontiers in psychiatry. 2021. Vol. 12. Art. 602614. DOI: 10.3389/fpsyt.2021.602614.

27. Okamura A.M., Mataricˆ M.J., Christensen H.I. Medical and HealthCare Robotics // IEEE Robotics & Automation Magazine. 2010. Vol. 17, Iss. 3. P. 26–37. DOI: 10.1109/MRA.2010.937861.

28. Sommerstein R., Fux C.A., Vuichard-Gysin D. [et al.]. Risk of SARS-CoV-2 transmission by aerosols, the rational use of masks, and protection of healthcare workers from COVID-19 // Antimicrobial Resistance & Infection Control. 2020. Vol. 9, N 1. Art. 100. DOI: 10.1186/s13756-020-00763-0.

29. Stadnytskyi V., Bax C.E., Bax A., Anfinrud P. The airborne lifetime of small speech droplets and their potential importance in SARS-CoV-2 transmission // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020. Vol. 117, N 22. P. 11875–11877. DOI: 10.1073/pnas.2006874117.

30. Tang S., Mao Y., Jones R.M. [et al.]. Aerosol transmission of SARS-CoV-2? Evidence, prevention and control // Environment international. 2020. Vol. 144. Art. 106039. DOI: 10.1016/j.envint.2020.106039.

31. Wang W., Xu Y., Gao R. [et al.]. Detection of SARS-CoV-2 in Different Types of Clinical Specimens. // JAMA. 2020. Vol. 323, N 18. P. 1843–1844. DOI: 10.1001/jama.2020.3786.

32. Wilson N.M., Norton A., Young F.P., Collins D.W. Airborne transmission of severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 to healthcare workers: a narrative review // Anaesthesia. 2020. Vol. 75, N 8. P. 1086–1095. DOI: 10.1111/anae.15093.


Для цитирования:


Ушаков И.Б., Поляков А.В., Усов В.М., Князьков М.М., Мотиенко А.И. Использование сервисных роботов для противодействия распространению вируса SARS-CoV-2 в закрытых медицинских помещениях. Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2021;(2):104-114. https://doi.org/10.25016/2541-7487-2021-0-2-104-114

For citation:


Ushakov I.B., Polyakov A.V., Usov V.M., Knyazkov M.M., Motienko A.I. Using service robots to counter the SARS-CoV-2 virus spread in enclosed medical premises. Medicо-Biological and Socio-Psychological Problems of Safety in Emergency Situations. 2021;(2):104-114. (In Russ.) https://doi.org/10.25016/2541-7487-2021-0-2-104-114

Просмотров: 165


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1995-4441 (Print)
ISSN 2541-7487 (Online)