Atonomous Muobile Robot for Environmental Quality Monitoring in Hospital
หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติสำหรับการตรวจวัดคุณภาพสิ่งแวดล้อมในโรงพยาบาล
Abstract
ปัจจุบันโรงพยาบาลส่วนใหญ่ถูกออกแบบให้เป็นอาคารปิด จึงต้องตรวจวัดคุณภาพสิ่งแวดล้อมเป็นประจำเพื่อป้องกันปัญหาด้านมลพิษและสุขภาพของผู้ที่อยู่ภายในโรงพยาบาล งานวิจัยนี้จึงนำเสนอการพัฒนาหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติเพื่อตรวจวัดคุณภาพสิ่งแวดล้อมภายในอาคารของโรงพยาบาล เพื่อลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดคุณภาพสิ่งแวดล้อมจำนวนมากเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมดและลดการใช้แรงงานคนในการตรวจวัด โดยติดตั้งเซ็นเซอร์วัดคุณภาพสิ่งแวดล้อมพร้อมจอแสดงผลแบบสัมผัสไว้บนหุ่นยนต์เคลื่อนที่ซึ่งพัฒนาโปรแกรมด้วยซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส ROS 2 ทำให้หุ่นยนต์สามารถสร้างแผนที่ นำทาง และหลบหลีกสิ่งกีดขวางได้ด้วยตนเอง จากผลการทดลองพบว่าเซ็นเซอร์วัดคุณภาพสิ่งแวดล้อมสามารถทำงานร่วมกับจอแสดงผลแบบสัมผัสได้เป็นอย่างดี ค่าตัวแปรที่วัดได้อยู่ในเกณฑ์ที่ผู้ผลิตกำหนด เมื่อนำไปทดสอบการทำงานที่โรงพยาบาลพบว่าหุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ไปยังจุดวัดและกลับมายังตำแหน่งเริ่มต้นได้ด้วยตัวเองพร้อมแสดงผลการวัดได้อย่างถูกต้อง โดยมีค่าความผิดพลาดเฉลี่ยสูงสุดของตำแหน่งตามแนวแกน x และ y เท่ากับ 0.16 m. และ 0.18 m. ตามลำดับ ซึ่งข้อมูลการวัดเหล่านี้ทางโรงพยาบาลจะได้นำไปใช้ทำแผนการปรับปรุงคุณภาพสิ่งแวดล้อมในอาคารต่อไป
Most hospitals are currently designed as enclosed buildings. Therefore, it is necessary to regularly monitor environmental quality to prevent pollution and health risks. This research presents the development of an autonomous mobile robot for monitoring indoor environmental quality in hospitals, to reduce the cost of installing numerous environmental quality monitoring devices to cover the entire area and to reduce human labor. The robot is equipped with environmental quality sensor and a touchscreen display and utilizes the open-source software ROS 2 for autonomous mapping, navigation, and obstacle avoidance. The experimental results showed that the environmental quality sensor worked well with the touchscreen display, and the measured parameters were within the manufacturer's specified range. Field testing in the hospital, the robot's capability to autonomously navigate to measurement points, return to its origin and display the measurement results accurately. The maximum average positional error was 0.16 m on the x-axis and 0.18 m on the y-axis. The acquired data can support hospital decisions for improving indoor environmental quality.
Keywords
[1] Bureau of environmental health under Department of health, Handbook of indoor air quality assessment for the authorities, Bureau of environmental health, Nonthaburi, Thailand, 2016. (in Thai)
[2] Working group on indoor air quality--biological contaminants under World Health Organization (WHO), Report on a meeting of the Working Group on Indoor Air Quality--Biological Contaminants, Rautavaara, Finland, 1988.
[3] C. Priyada, P. Chamaiphon and P. Wantana, Study of indoor air quality in hospitals and hotels in Thailand, Environmental Health Journal, 2014, 16(2), 51 - 66. (in Thai)
[4] V.V. Tran, D. Park and Y.-C Lee, Indoor air pollution, related human diseases, and recent trends in the control and improvement of indoor air quality, International Journal of Environmental Research and Public Health, 2020, 17, 1 - 27.
[5] T.-W Tsang, K.-W Mui, L.-T Wong, A. C.-Y Chan and R. C.-W Chan, Real-time indoor environmental quality (IEQ) monitoring using an IoT-based wireless sensing network, Sensors, 2024, 24(21), 1 - 20.
[6] Z. Liu, G. Wang, L. Zhao and G. Yang, Multi-points indoor air quality monitoring based on internet of things, IEEE Access, 2021, 9, 70479 - 70492.
[7] G. Yang, Z. Zhang, J. Yu, H. Chen, H. Zhou, B. Lin and W. Zhuang, An intelligent IEQ monitoring and feedback system: Development and applications, Engineering, 2022, 18, 218 - 231.
[8] Y. Sriladda, N. Woranuwatkul, K. Thararam, P. Desyoo, T. Wangkham and S. Chanket, Air quality monitoring robot with automatic air filter, Journal of Health Technology, 2024, 5(1), 26 - 29. (in Thai)
[9] B. Dyer, M. Biglarbegian, and A. A. Aliabadi, The autonomous robotic environmental sensor (ARES), Science and Technology for the Built Environment, 2021, 27(10), 1461 - 1472.
[10] V. Jan, R. Hercik, and P. Bilik, Using interoperability between mobile robot and KNX technology for occupancy monitoring in smart home care, Sensors, 2023, 23(21), 1 - 19.
[11] https:// www.iot-sc.com/product_details_ 3053439.html. (Accessed on 19 October 2025)
[12] https://www.factonation.com/products/hmi/SK-070QEV3. (Accessed on 19 October 2025)
[13] https://docs.ros.org/en/galactic/index.html. (Accessed on 22 October 2025)
[14] https://wiki.ros.org/diff_drive_controller. (Accessed on 22 October 2025)
[15] https://docs.nav2.org/. (Accessed on 22 October 2025)
[16] https://emin.com.mm/uni-tut333s-uni-t-ut333s-digital-temperature-humidity-meter-10-60degc-0-100-rh-68387/pr.html. (Accessed on 23 October 2025)
[17] https://temtopus.com/products/temtop-p600-air-quality-laser-particle-detector-professional-meter-for-pm2-5-pm10-tft-color-lcd-display?variant=41039511879728. (Accessed on 23 October 2025)
[18] X. Zhang, J. Lai, D. Xu, H. Li, and M. Fu, 2D lidar-based SLAM and path planning for Indoor rescue using mobile robots, Journal of Advanced Transportation, 2020, 8867937, 1 - 14.
DOI: 10.14416/j.ind.tech.2026.08.013
Refbacks
- There are currently no refbacks.
