在封闭管理期间，物传人成为保护校园的最主要的挑战。日前，消杀大宗物资的固定式设备、精准消杀的移动式智能机器人、小巧发光的电梯消毒灯等7种复旦自主研发的智能消杀设备陆续上岗，成为校园消杀的坚实力量。
从4月15日学校部署物表病毒消杀设备研发任务，到第一批智能消杀设备交付使用，只用了短短7天。
依托工程与应用技术研究院（下文简称：工研院）、信息科学与工程学院成立的三支研发团队，何以让7天成为可能？如何通过自主研发为抗击疫情提供复旦科技利器，把大学的学科积淀和科研创新力，转化为师生健康的保护力？三支研发团队告诉你一线讯息。
新工科“复旦光”构建校园大防护网
4月22日，接到任务仅仅一周后，姚其副教授的紫外线消杀团队，已将研发的三种紫外光消杀设备运抵复旦校园，正式亮相、“上岗”。
滚轴式六面均匀紫外线物表消杀机在枫林校区消杀物资
紫外光消杀设备“三兄弟”体型各异，应用场景不同，其中滚轴式六面均匀紫外线物表消杀机体型较大，适用于户外的硬质物体表面消毒，如纸箱、硬质外包装箱等；电梯消毒灯、电梯按钮消毒灯两种则体型小巧，适用于电梯上层空气和电梯按钮消毒，“按电梯按钮不必再用纸巾擦拭了”。
电梯消毒灯、电梯按钮消毒灯安装在综合楼电梯
这“三兄弟”却有着共同的消杀方式——紫外光消杀。通过紫外线对细菌等病原微生物的照射，破坏其机体内DNA的结构，使其立即死亡或丧失繁殖能力，从而达到消毒杀菌的效果。紫外光能够进行超大规模消杀、气溶胶循环消杀，具有无二次成本、消杀无残留等特点。
将一箱物资放置于滚轴式六面均匀紫外线物表消杀机上，仅需5秒即可实现物体的六面快速消杀，如何保证消杀效果？
据姚其老师介绍，滚轴式六面均匀紫外线物表消杀机既要保证效率，又要保证人体安全。中部采用254 nm峰值波长紫外线，经过精准光学设计、模拟，实现内部均匀、快速消杀，且无外泄光；两端为222nm峰值波长紫外线，有效解决物品前后面消杀时间短问题，同时避免了对人的潜在伤害。
对于紫外线的应用，在保证杀菌效果同时，更重要的是其光生物安全性。姚其团队基于自身在光健康、光医疗方面多年的积累，采用四大光学技术提升紫外光杀菌效果：精准光学设计、空间精准辐照度设计、光剂量定量评估、紫外线可视化技术，并保证光生物安全。
时间短，任务重，居家办公，重重因素造就了“云端”高效组织研发的新“形式”，以复旦工研院光学工程团队牵头，迅速组建了以复旦系为主的交叉研究攻关团队。
姚其带着工研院的8位科研人员，包括多名研究生，负责消杀设备的整体研发设计，主导光源技术的应用；复旦附属医院的2位医生参与到设备的安全试验，保障应用安全性；东北大学建筑学院的6人团队则对空间规划设计有所助力，最终产品与广明源公司联合开发生产问世。
团队还共同规划了复旦紫外消杀大防护网，主要对校园外围整体紫外线网构建以及校内关键物流节点、人员聚集点进行布局。光学技术、空间设计及规划设计的完美结合，能够实现大区域的消杀，同时保证人机共存的安全性。
“消杀物资、场景不同，涉及到空间的光学设计和建筑的整体规划，需要一个系统的方案。”工研院张荣君副院长说，“这样一个系统解决方案，基于我们复旦大学出发，也希望能够推广到更多地方，在抗击疫情中贡献复旦力量。”
鉴于紫外线不可见，紫外线可视化专利在任务下发第三天，就构思成型，已申请发明专利。在未来数周内，“复旦光”将有更多的技术应用，为复旦校园构建大防护网，也会将复旦科技之“光”照向更多地方。
复旦博士生彻夜不眠，5天研发物表全覆盖智能消毒机
“这台消毒机非常实用，为我们减轻了工作量！”4月20日，在邯郸校区东二门试用刚交付的物表全覆盖智能消毒机后，总务处林杰感慨。
收到反馈视频后，研发团队负责人、2019级信息科学与工程学院博士生张天资回想起过去5天的付出，感到欣慰。
4月15日，接到研发需求后，张天资和5名团队成员彻夜未眠。他们针对需求进行分析讨论，勾勒着自动消毒机的雏形：物表全覆盖、消毒强度可调、便捷安装、安全至上、环保健康的履带式物表智能消毒机。
“在符合消毒技术规范的基础上，安全高效、快速落地是我们本次研发的核心要点。”张天资介绍，“考虑到物资大多是纸箱包装，如果直接喷洒消毒水，容易打湿包装且非常浪费，我们采用了超声雾化的方案。消毒液被雾化成10微米左右的颗粒，可以很好地附着在物体表面，当物品离开消毒仓之后消毒剂还能继续起作用，不仅提高消毒效率还保障了效果可靠。”
张天资团队通宵设计的草图
奋战一夜，张天资带领团队设计出物表全覆盖智能消毒机的初版图纸，并在4月16日上午的讨论会上提交一个完整的方案。
进入加工生产环节后，张天资团队又面临着新的挑战。受疫情影响，采购物料有困难，他们不得不“就地取材”，进行零部件的替代分析。物流紧缺、运输时效也考验着他们，张天资想方设法，“团结一切可以团结的力量”。时间真的不够用，有时边吃饭边接听拨打电话，寻求各方帮助。“挂断电话，饭菜已经凉了，但问题解决了，热血沸腾。”
4月24日，工作人员熟练地使用物表全覆盖智能消毒机消杀物资
三天生产完毕，两天运输抵达，4月20日在邯郸校区东二门交付的物表全覆盖智能消毒机，是复旦大学第一台自动化物资消杀设备，出自复旦学生团队之手。
其实，张天资还有一个“隐藏身份”：四年前张天资在复旦读硕士时，在郑立荣教授指导和支持下成立“RoboWay机器人团队”，随后团队完成成果转化成立“莱陆科技”，初期获泛海基金资助，成为复旦学生创新创业的典型案例。
张天资团队为附属儿科医院捐赠的感控消杀机器人
智能化机器人分布式构建各校区防疫生态网
一辆辆货车满载物资，送达学校，货车、货物、静置区域、车离开后的地面、环境，无不需要全面的消杀。其他进校物资、日常校园环境、爱久公寓外卖的背后，是一个个辛勤身影，在做细致入微的消杀。
针对这种消杀需求，工研院副院长、智能机器人研究院院长甘中学教授牵头开展消毒机器人研发，提出“手-腿-眼-脑一体化的柔性精准消杀机器人”设计方案。
“市面上常见的消杀机器人，往往进行大区域覆盖式消杀。而校园进校物资及特定环境消杀则要求效率高，定位精准，故而我们开发的移动柔性消杀机器人以精准定点式消杀为亮点。”甘中学说。
2020年研发的消毒机器人
工研院齐立哲青年研究员团队早在2020年便开发出第一代“消毒机器人”，助力抗击新冠疫情。“两年后，基于室外环境消杀需求，对机器人结构进行改造升级，增加单臂或双臂，改进移动方式，增强自主移动作业能力。从结构形式及控制方式上，实现消毒机器领域质的飞跃”，齐立哲说。
面对这一次的紧急任务，甘中学策划采用多关节双臂协作臂，控制喷头喷洒或照射的角度、相对位置关系，保证消杀效果到位。齐立哲带领20余名研究生在联合科研团队的支持下，迎难而上，高效开发，本着人和消杀环境尽量分离的原则，研发团队还改进了机器人的交互方式。
“从遥控方式、自主建图方式，增加了远程视频监控的操控机制，迅速开发适应个性化外卖病毒消杀、保障人的安全健康的AMR-双臂机器人。为了便于操作，设置了两种模式，一种是简单化操控的手动模式，另一种则是远程视频指挥的遥控模式。双管齐下，先让使用者快速上手，再逐步探索出机器人的科技感，即自主智能化能力。”齐立哲说。
为解决线上沟通效率问题，在总体共性设计方面建立总的微信群，又在个性问题上分了三种机器人的 “小分队群”，每个群里都有课题组的一位博士生、几位硕士生以及外部协同技术人员，保持“半天两小会，一天一大会”的工作机制，分工协作，有条不紊。
移动喷洒消毒机器人
面向外卖的紫外消毒机器人
经过第一阶段的努力，联合团队技术指导组摸清了学校在各种场景下的病毒消杀需求，准备在下一阶段陆续开发定制化消杀机器人，设计了4款不同形式的机器人。
4月24日，面向货车及环境的第一代移动消杀机器人，在邯郸校区进校物资缓冲区上岗消杀。程序自动控制喷雾形式、距离，开始工作，令人眼前一亮。面向环境及外卖的6自由度移动消杀机器人，也已部署完毕。
少自由度移动消杀机器人在邯郸校区东二门进校物资缓冲区消杀
6自由度移动消杀机器人在爱久公寓进行环境消杀
10天三代消杀产品何以可能？归功复旦新工科前瞻性部署
“疫情进入防控新阶段，目前学校的难点和重点，是入校物资的消杀。希望工研院牵头发挥工科技术优势，在一周左右时间为整个复旦大学的体系消杀提供一些解决方案。”校长金力4月15日部署任务时说。
4月16日，副校长徐雷召开紧急动员会，组织由工研院联合信息学院及合作单位共同组成的产品开发队伍，要求团队以临战打仗的心态，日夜兼程研制病毒消杀产品，满足学校对大宗物品消杀、移动智能消杀和师生个性化物品消杀的需求。甘中学立下军令状：“我们要充分发挥复旦的工科技术优势，连续开发‘自动化、智能化、生态化’三代产品。”
7天后，第一批消杀产品便出现在复旦校园第一线，10天后，移动智能机器人、个性化物品消杀设备也陆续到达校园开始发挥作用。
10天何以做出三代系列防疫消杀新产品？徐雷说，这归功于复旦在新工科方面的前瞻性部署。
2017年，“复旦共识”打响了国内新工科建设的第一枪，学校成立工研院。工研院集合校内有工程技术背景的研究人员，也成建制地引进了甘中学等一批海内外优秀研发人员，瞄准智能机器人、先进照明技术、生物医学工程等领域开展工程技术和应用研发。同时，工研院是复旦各个学院新技术、新产品的总出口，汇聚各个学院最新成果。
这次的几款防疫新产品，便是基于工研院和复旦大学工程技术队伍的联合研发积淀。
三支科研团队接续奋战，研发出7种智能消杀设备，用复旦自主研发的科技成果守护校园师生的生命健康。他们的科研攻关步伐仍未停止，不断升级焕新“战疫利器”，共期抗击疫情决胜之日。
