Int ern at i onal  Journ al of  R obot ic s  and  Autom ati on (I JRA)   Vo l. 8 ,   N o. 4 ,   D ece m ber   201 9 ,   pp.  313 ~ 326   IS S N:  20 89 - 4856 ,   DOI: 10 .11 591/ i jra . v 8 i 4 . pp 313 - 326     313       Journ al h om e page :  http: // ia escore.c om/j ourn als/i ndex. ph p/IJRA   Labor atory envi ro nm ent monitor ing    and spe cim en tran sport robots       Yi Cha ng Wu 1 ,   Hu an - C hun  Wang 2   1 Depa rtment  For ensic   Sc ie nc e  Di vision ,   Inv esti ga ti on  Bur ea u ,   Mi nistr y   of  Jus tice ,   Taiwan   2 Depa rtment of  El e ct roni c and  C om pute r  Engi n e er ,   N at ion al   Tai wan  Univer sit y   of  Scie n ce a nd   T ec hnolog y ,   Ta iw an       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   J un   3 ,   201 9   Re vised  A ug  2 3 ,   201 9   Accepte d  Oct  6 ,   201 9       Robots  hav e   been  used   in   va riou s  areas  to   rep l ace  m anpowe r ,   re duce  costs ,   and  facil i ta t e  m ore   eff ec t ive   r esourc e  a ll o ca t ion.  Thi s  stud y   sought  to  assis t   the   busin ess  of  the  bure au   b y  developing  two  robots  using   the  Robot   Opera ti ng   S y s t em.  The  dev eloped  rob o ts  h a ve  aut onom ous  in te l li gen t   navi ga ti on   func ti ons  and   are  suite d   to   m onit or  the  env ir onm ent   of     the   l abor at o rie s  in  the   bur ea u .   One  robot  had  a  te m per at ure   a nd  hum idi t y  sensor  and  an  i nfra red   the rm al  ca m era ,   and  i t  c ould  be   used  to   pat ro l  and  m onit or  th e   la b ora tor y   env iron m ent .   The  o the r   robot   h ad   dra w ers  in   whi ch   spec imens  coul d   be   p la c ed;  robo ti c   arm   in   th e   eleva tor   coul d   coo rdina t e   an d   cont rol  el ev at or s ,   ena bl ing  the  robot  to  m ove  and  tr ansport   spec imens   aut onom ousl y .   Plenty   of  t ests  were   condu cte d  to   ver if y   th e   fea sibi li t y    and  pra ct i cality .   Ke yw or d s :   Mon it ori ng lab or at or y ,   Robot   ROS   Tem per at ur e a nd hum idit y  sens or s   Cop y ri g h t   ©  201 9   In st itu t e o f   Adva n c e d   E ng i n e e ri n g   and   S c i e n c e .    All   r i g h t s  re s e r ved .   Corres pond in g  Aut h or :   Yi Cha ng  Wu ,   Fo r ensic  Scie nc e D ivisi on ,   Investi gatio n  B ur ea u ,   Mi nistr y of Justic e ,   No.  74 ,   Z hong hu a  Rd . ,   Xindi an Dist . ,   Ne w Ta ipei C it y 231 ,   Tai wa n  (R . O. C. ).   Em a il : shinten wu@ gm ail.co m       1.   INTROD U CTION   Tha nk s t o  te ch no l og ic al  m at ur it y ,   exp e rienc e accum ulati on ,   an d  pr oduct re new al ,   m uch   pro gr ess  has   been  m ade  in  the  de velo pm ent  of  rob ots  si nce  the   fir st  r obot  was   co ns tr ucted.  Ro bots  can  par ti al ly   r eplace  m anp owe r  an d  increase  e ff ic ie ncy ,   an d  they   are  reli able  a nd   easi ly   m anag eable.  A pp l yi ng   r obots  to  certai n  ta sk s  has  bec om e  increasin gly  com m on .  G.   I ndraw a n  e t  al .  ai m ed  to   preser ve  Ba li nese  sc ript   an d  th us  pr ese nted  a  robo ti c  syst em   including  a  tra nsl it erator   we b  a pp li cat io n  an d  a  robo ti c  arm ,   wh ic h  can  be   use d  to   giv e  Ba li nese  s cript  w riti ng   knowle dge   [1 ] .  N.   S .  Ali  et   al .  trie d  to  a ver t  ha zardo us   ta sks  su c h  as  dem ini ng   by  desig ning  a   c ontr ollable   com pu te r  rob ot  to  detect   m et a ls   [2 ] .  T o  help   pe op le   with   ho use ho l d  c hores ,   J .  Lee  et   al .  de velo ped   an  A r du i no - ba sed  m ulti fu nct ion   flo or   cl ea ni ng   rob ot  that  can  bo t h  vac uum   and   wi pe   [ 3].  H .  W i dyanta ra  et   al .  pro po s ed   a n  olfacto ry  m ob il e  r obot  i ntegr at in g  om nid irect ion al   t herm al   anem o m e t ers  a n d  un m ann e d  de vi ces  to   trace   ha rm fu l  gas   i n  op e n  ai r   [ 4].   E .  Abana   et   al .   d evel op e d  a   r obotic   ra ke   to   m ix  an d  tur n paddy  dur ing   sun  dr yi ng ,   w hich  is  sig nif ic ant to m ai ntain the  qual it y o f gr ai ns   [ 5].    Am on g  these   app li cat ions ,   so m e  of   cu rr e nt  resea rch ,   products ,   a nd  pate nts  ha ve   pr im arily   e m ph asi zed   th e  us e   of  r obot s  f or  la bo rato r y  m on it or in g  and  obj ect   t ra ns po rt.  For  la borato ry  m on it or in g ,   pr e vious   stu dies  ha ve  i nves ti gated  inte gr a ti ng   rob ots  w it h  m on it or in g  cam eras ,   sen so rs ,   a nd  network   functi ons.  S om e  m on it or in g  syst e m s  can  even   pro vid e  re m ote  m on it or ing   a nd  al ert  f un ct io ns   c on c urren tl y  al ongs ide  oth e r  f un ct io ns.  A bdul  Aziz  et   al .  us e d  wireless   sens or s  t o  m on it or   la borato r y  tem per at ur e  durin g  oil  palm   t issue  culturi ng  [ 6] .  Jo s hi  et   al .   disp la ye d  te m per at ur e  on   li qu id  c rysta l  disp la ys  to  r edu ce   tem per at ur e  fl uctuati ons  i nduced  by   peopl e  enteri ng   a nd   exiti ng   t he  IVF  la borato ry  [ 7].  Pe op le   a re  us e d  to   instal li ng   sev er al   ca m eras  to  con ti nu ously   m on it or  e nv ir on m ent ,   wh ic h  ge ner at e  a  la r ge   a m ou nt  of   dat a.  Liu   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N : 2089 - 4856   I nt  J   R ob  &  A uto m ,   Vo l.   8 ,   No.  4 ,   Decem ber   2019  :   313   –   32 6   314   et   al .  em plo ye d  m ulti ple  senso rs   to  determ ine  the  l ocati ons  wh e re  acci den ts  o cc ur  be fore  s witc hing  on  ca m eras ,   w hic h  c on tri bu te d  t o  e nergy  co ns e rv at io n  in   com par is on  with  c onve ntion al   m et hod  [ 8].  A  s ecur it y  m on it or ing  sys tem   design e d  by  Z hao  et   al .   integ rated   ca m eras  an d  se nsors .  T heir   m on it or i ng  ser ve r   co uld   disp la y  em erg ency  al er ts  on   a  we b  pa ge  and   sig nal  an y  al erts  us in g  li gh t  an d  s ound  [9 ] .  Ji hu a   et   al .   transm itted i m ages ca ptured   by a USB ca m era to  a  b ac kup ser ver ,   ena blin g user s  to view  the im ages r e m ote ly   and im m ediat e ly ,   there by ach ie vin g ef fecti ve  laborat ory  m on it ori ng  [10 ].   Re search   on  robo ts   us e d  f or  tr ans portat ion  is   relat ively   la c ki ng ,   a nd  t hus  we  sel ect ed   sim il ar  patent s   for  a naly sis.   O pen  patents   f or  r obots   of   this   ty pe  m os tl y  hav e  basic   f unct ion s   s uc h  a s  a ut onom ou s  m obil ity  i m ple m ented  by  dif fer e nt  m et ho ds.  T he  m ai n  structu re   of  “A UT ONOMO US   M O BILE  P ICK ING”  [ 11]   involves  a  ve hi cl e  base  with  an  area  f or   st ori ng  it e m s  and   a  m echan ic al   arm .  The  base  m ov es  auto nom ou sly   and   c an  c ondu ct   it e m   retrieval.  The  “M et hod  a nd  syst em   for  gen e rati ng  na vi gation  da ta   and   t ran s portin g  ob j ect ”  [12]  is  one  obj ect   t ran s port  syst e m .  Acco rd i ng   to  this  syst e m ,   the  ro bot  m ov es  base d  on  us e r - gen e rated   na vi gation  data.   T he  el evat or   wa s  operate d  by  a  sepa rate  r obotic  arm   us ing  an  im age  recogn it io n  dev ic e t hat c ould press  the ele vato r bu tt ons ,   there by all owin g  the  ro bo t t o m ov e arou nd  m ul ti le vel b uildin gs .   As  m entione d  a bove ,   r obots  hav e   bee n  wide ly   app li ed ,   w her eas   they   ar e  sti ll   un com m on  in  publi c   sect or s .  T his  st ud y dem on stra te d  the  c reati on o f  t wo  r obots   w hich  wer e   co ns tr ucted  f or   la borato ry  m on i tori ng  and  s pecim en  trans portat ion ,   and  the   hard w are  fou nd at io n  f or  eac h  r obot   we   a dopted   w ere  T urt le Bot3   with   Lidar   e qu i pme nt.   Th r ough   this   stu dy ,   besides   t he  a i m   to  util iz e  r obots   to   ga ther   an d  provi de  t he  env i ronm ental   char act e risti cs  and   a ssist   the  bu s i nesses  of  the  bu reau ,   sim ultaneo us ly   we   sought  to  pro m ote   the  us e  of  sm art  te chnolo gies  and   am el iorate  m anp owe r  s horta ge  in  th e  public  sect ors.  I t  is  worth  m entioning  that  at   pr ese nt  the  la borato ry  m on it or ing   rob ot  patr ol  in  the   bu il di ng   a fter   work   e ve ryd a y  and   the  s pec i m en   trans port ro bo t  also  be gin  t o  s erv e  in  t he bu il ding ,   dri ving t he devel op m en t of sm art  m ac hin e ry in t he b ur ea u.       2.   RESEA R CH MET HO D   This  st udy  devel op e d  seve ral  rob otic  te ch no l og ie s   in de pend ently   us i ng  the   Ro bo t   O pe rati ng  Syst em   (ROS)  [13] .  T he  R OS   pro vide s  m os t  of   t he  functi ons  of  tr aditi on al   opera ti ng   syst em s  su ch   as  hard ware  la ye r   abstracti on ,   low - le vel  e qu i pm ent  co ntr ol ,   inter - process   m essage  tra nsm issi on ,   a nd  pack a ge   m anag em ent.  Additi on al ly ,   r el evan t   to ols  a nd  proce dural  li br aries   are   prov i ded  t hat  ca n  be   us ed   t o  a cqu i re ,   com pile ,   a n d  edit  co de  a nd  achieve   distr ibu te d  com pu t ing .   Th e  RO S   sta nd a r d  pac kag e   pro vi des   var i ous  sta bl e  an d  adjusta ble  r obot  al gorithm s.  The  sta nd a r di zed  ROS   co m m un ic at ion   interface   m eans  that  de velo pe rs  ca n  devote   m or e  ti m e  on   desig n  and  act ualiz at ion  of  new  idea s  an d  c om pu ta ti on s ,   t her e by  avo i ding  r epeti ti on   of  existi ng   resear ch  outc om es.  Mod e rn   rob ots   us ually   requir e  m ulti ple  com pu te rs  to  cal culat e  the  nu m ero us  processes   th ey   cond uct.   Th us ,   a   r obot   can   be   eq uippe d  with   se ver al   com pute rs ,   with   eac h  com pu te r  pow erin g  a  par t  of  the r obot ’s  tran sduce r  an d  dri ve r.  Al te rn at ively ,   use rs  can  se nd  co ntr ol  com m and s  to  a  rob ot  thr ough   their  c om pu te r s ,   s uc h  a s  a   ta blet  or   sm artph one.   T his  ty pe   of   hum an - m achine   interact ive  int e rf ace   c an  be   consi der e d  a s p art o f   a d ist ribu te d  syst em .  Ther e f or e ,   the ROS  ca n  help  r esol ve  c ommun ic at io n  pro ble m s  that   arise bet ween  diff e re nt pro c e sses whe n  se ve ral com pu te rs   are  par t  of a  distribu te d  syst e m .   Ba sed  on  t he  ROS ,   we  dev el oped  f un ct io ns   s uch   a s  aut onom ou s  s m art  nav igati on ,   a hu m an - m achine   rem ote  con t ro l   inter face ,   fire   an d  fl ood  al er ts/ env ir on m ental   te m per at ur e   an d  hu m idit y  m on it or ing ,   fle xib le   it e m  stor age a nd tra nsport ,   a nd elevat or ope r at ion ; t he  d esi gn  of each  fun ct ion   was  as  fo ll ow s:     2.1.      Auto nomous  sm art   n av i gatio n   2.1.1.   M ap pin g   High - P recisi on   Lidar   as  s ho wn  in  Fig ur e   1  was  us e d  to   co ns tr uct  a  c us tom iz ed  m a p  as   sho wn  in   Figure   2  of  the   buil di ng  us in g  the   gm app ing  al gorithm   [ 14] .  Th e  Ra o - Bl a ckw el li zed   part ic le   filt er  wa s   use d   with  the  gm a pp i ng   al gorith m   to  achieve  si m ultaneou s  l ocali zat ion   a nd  m app ing   (SLAM ).   A  st udy  [1 5]   ind ic at ed  that  gm app ing ha s  high sta bili ty  a nd ex cel le nt p e rfor m ance in  te rm s o f  the  er ror  rate a nd CP U  load.           Figure  1. Lida r  u nit   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   R ob  &  A uto m   IS S N:  20 89 - 4856       Labo r at or y e nv ironme nt mo ni toring a nd s pe ci men . ..  ( Yi C hang  Wu)   315       Figure  2. Cust om iz ed  m ap  of the  bu il di ng       2.1.2. P os i tioni ng   Takin g  the  dat a  from   the  Lidar  an d  a n  ine rtia l  m easur em e nt  unit   as  sho wn   i n  Fi g ure   3 ,   the  a dap ti ve   Mon te   Ca rlo   l ocali zat ion  ( A MC L)  al gorith m   [1 6]  was   a dop te d  to   achie ve  posit ion i ng  as  s ho w n  in   Fi gure   4.  The  c us tom iz e d  m ap  was  use d  with  the  al gorithm   to  dynam ic ally  con struct  prob a bil it y  distribu ti ons  of   par ti cl es.  The n ,   the   Lida r - m easur ed   valu es  we re   us e d  to   ad just  t he   pro ba bili ty   di stribu ti ons   un ti l  the  po sit io ning  res ults co nver ged.             Figure  3. I ner ti al   m easur em ent u nit           Figure  4. AMC L posit ion i ng       2.1.3. R ou t e pl an nin g an d fo ll owing   The  prob a bili sti c  ro adm ap  ( PRM )  al gorith m   [1 7]  wa s  use d  f or  r ou te   plan ning  by  c on st ru ct in g  connecti ons  be tween  nodes  t hat  we re  subse qu e ntly   us e d  to  l ocate  ob sta cl e - fr ee  r ou te s   betwee n  the  s t arti ng   and  finis hing  po i nt  as  s how n  in  Fig ur e   5.  The  P ure   P ur s uit  al gorithm   [1 8]  was  us e d  to  e xecu te   t he  plan ned   route ,   an d  lo ok - ahea d  poi nts  wer e  a dju ste d  to  ens ure  the  r oute   was  sm oo t hly  and   c orrect ly   ta ken   as  sho wn   i n  Figure   6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N : 2089 - 4856   I nt  J   R ob  &  A uto m ,   Vo l.   8 ,   No.  4 ,   Decem ber   2019  :   313   –   32 6   316       Figure  5. PRM  rou te   plan ning           Figure  6. P ur e   Pu r su it   route e xecu ti on       2.1.4. D ynami c env ir on me nt detec tion a nd  o bs t acle av oida nce   The  vecto r  fie ld  histo gram   (V F H+)   al gorithm   [1 9 ,   20]   was  a dopted   f or   dynam ic   env i ronm ent   detect ion  a nd  ob sta cl e   av oida nce   as   sho wn  in  Fi gure   6.  T hi s  al gorithm   use d  t he   data   rec ei ved  f r om   the  s on a r   as  show n  in  Fig ure  7  a nd  Lidar  as  s how n  in  Fig ure   1  to  const ru ct   the  pola r  hist ogram   of   obsta cl es.   Subseque ntly ,   the  hist ogram   thres ho l ds   a nd   m ini m u m   turn in g  rad i um   wer e  us ed   to  de te rm ine  the  re qu i red   route f or  ob sta cl e avo i da nce  as sho wn in  Fig ure   8.           Figure  7. S on a r  el em ents           Figure  8. Dy na m ic  en vir on m ent d et ect io n  a nd  ob sta cl e a voidance   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   R ob  &  A uto m   IS S N:  20 89 - 4856       Labo r at or y e nv ironme nt mo ni toring a nd s pe ci men . ..  ( Yi C hang  Wu)   317   2.2.    Re mo te human - m achin e contr ol inter fa ce   The  Re prese ntati on al  stat e transf e r  (RE STful )  API [2 1 ,   22]   as shown in  Fi g ure   9 n ot only  en able d  us  to  ope rate  inte ll igent  m achines  on  websi te s ,   ap plica ti on s ,   and  m ob il e  de vices ,   but  al so  sent  im ages  from   it s   visu al  syst em  t o user s   as s ho wn in  Fig ure   10.    The  RE STful  AP I  co m pr ise s  thr ee  elem ents  [23 ] :   ‐   A URL f or the   web ser vice ,   (e .g . ,   http:/ /e xam ple.co m /reso urces/ ).   ‐   A data - inter ch ang e  for m at  that is acc epted  a nd r et urned by  the w e b ser vice ,   (e .g. ,   J SON) .    ‐   RESTf ul  m e tho ds   f or   m aking  requests  that  a re  sup ported  b y  the  web   se r vi ce ,   (e. g. ,   PO S T ,   GE T ,   P UT ,   or   DELET E).           Figure  9. RES Tfu l  API  fr am ewor k           Figure  10. H um an - m achine re m ote co nt ro l i nterf ace  ( e xp:  m ob il e d evices  su c h  as  tablet s ,   sm art  phones…et c. )       The  RE STful  AP I   us es  HT T P  as   the  unde rl yi ng   protoc ol  [ 22 ,   24] .  Com par ed   with   c onve ntion al   we b  serv ic es ,   RES Tfu l   is  li ghtwe igh t wit h  both  cli ent  an d  se r ve r  si des.  O n  t he   cl ie nt  side ,   H TTP  is   us e d  to  r eq uest  resou rces  fro m   the  serv e r   side.   The   se r ver  side   is  re sp onsi ble  for  processi ng  re quest s  a nd  al l oc at ing  resou rces.  HT TP  operati on   t hat  can  be  us e d  on  websi te s ,   app li cat io ns ,   a nd   m ob il e  de vi ces  ena bles  qui ck  an d  si m ple o pe rati on of sm art m a chines  u si ng a  visu al  i nterf ace .     2.3.    Fir e  an d   flo od   alerts/en vironm ent al  t empera tu re  and h umidi t y monit orin g   En vironm ental   changes  ca n  oc cur   a nyw her e  within  a n  area ,   and   t her e fore  i n  this  stu dy ,   th e  Op tris  PI  2 30  in fr a red   t her m al   ca m era   as  sh ow n  in  Figure   11  a nd  DH T 22  te m p eratur e  a nd  hu m idit y  senso r  wer e   sel ect ed  to   c onduct   en vir onm ental   m on it or in g  a nd  pro vi de  ea rly   wa r ning  of  pote nt ia l  fire  a nd  flo od   conditi ons.  T he   pur po se  of   t hese  se ns ors  w as  to  com pen s at e  fo r  t he  ina dequacy  of  tra diti on al   fir e  an d  fl ood  al erts  by  qu ic kl y  detect ing   c ha ng e s  in  t he  e nv i ronm ent.  The  Op tris   PI  230  inf rare d  t he rm al   ca m era  enab le d  en vi ronm ental  tem per at ur e  m on it or ing.  By   exam ining   t e m per at ure  dis tribu ti ons ,   t he  ca m era  cou l d  m on it or   for  fire   an d  flo od  c onditi ons;  m or eov er ,   it   prov i ded  a   co nve nient  m eans  for  hu m an - m achine  rem ote  op e r at ion  thr ough  cl ie nt - side  vie wing  of  the  e nviro nme nt’s   te m per at ur e .  T he  D HT 22   te m per at ure   and  hum idit y  sens or  was  us ed  with   an  A r du i no   U NO   boar d  to  r ecord  the  e nviro nm ental   temp erat ur e  a nd  hum idity ,   there by  al s o  enab li ng e arly   warnin g  a nd  preven ti on  of  ha zardo us  e nv i ronm ental  co ndit ion s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N : 2089 - 4856   I nt  J   R ob  &  A uto m ,   Vo l.   8 ,   No.  4 ,   Decem ber   2019  :   313   –   32 6   318       Figure  11. O ptri s PI 23 0  i nfra red therm al  cam era       2.4.    Fle xible i tem s to r age  and tr ansp ort   The  de velo pe d  tra nsp or t  r obot   integ rated   it e m - carryin g  an d  aut onomou s   nav i gatio n  functi ons.     The  base  of   th e  rob ot  pro vide d  the  st or a ge  areas  f or  us e rs   to  place d  an d  cl assifi ed   ite m s.  Usin g  the  centra l   m on it or ing  sys tem   desig ned  i n  M ATL AB ,   a  ta r get  l ocati on  for   it e m   de li ver y  was   sel ect ed.  S ub se qu ently ,     the  r obot   tra ve le d  to   the   de sign at e d  lo cat ion  a nd  noti fie d  t he  recipien t  to  c om plete   sp eci m en  tran sp ort .     The  Ard uino  UNO  bo a r d  co m m a nd ed  a n  a ct uator   t o  op e n  an d  cl os e  t he  stora ge  area s  a nd  sent  i ns tr uc ti on s  to   the Sa ber t oo t h m oto r  co ntro ll er to d rive  t he m oto r  to rotat e  the left a nd  rig ht wheels.     2.5.    El ev ator  op er at i on   Af te r  the  rob ot ar ri ved  at t he desig nated p osi ti on ,   it  transm i tt ed  a sig nal ov er  W iFi  t o  the  rob otic arm   in  the  el evat or   to  press  the  re qu i red   butt o ns   to  operate  the  el evator   as  sho wn   i n  Fig ure  12.  T he  highly   sta ble   ver ti cal   arti cul at ed  r obotic  ar m   was  co nn ect ed  to  a  c on t ro l   bo a r d  us i ng   a  US B  po rt.  It  w as  placed  i n  a  f ixe d  po sit io n  ab ove  the  el e vator  butt on s ,   a nd  the   a ng le   an d  f orce  of  the   bu tt on   pressi ng   we re  se t  in  a dva nce.   Wh e n  us ers   sel ect ed  a  sp eci fic  flo or  us in g  t he  ce nt ral  co ntr ol  syst e m ,   the  r obotic   arm   pr esse d  t he  bu tt ons   acc ordin g  to the c omm and . T his e na bled   the  oth e r  r obot s to  m ov e  fr eel y ar ou nd the  buil ding in de pe nd e ntly .           Figure  12. B utton - pr essi ng ro bo ti c a rm  in  el evato r       3.     RES ULTS   3.1.     Lab or atory  mon it orin g  r obot   3.1. 1.   C ompos ition   The   la borat or y   of   m on it or in g  r obot   co ns is t   of  a   Lida r  uni t ,   a   therm al   cam era ,   a   te m per at ur e   a nd  hu m idit y  sens or ,   m ic ro proce sso r s ,   RO S ,   a nd  per i ph e ral  equ i pm ent.   T he   la borat or y   of  m on it ori ng  r obot   is   sh ow n  in  Fi gur e 13.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   R ob  &  A uto m   IS S N:  20 89 - 4856       Labo r at or y e nv ironme nt mo ni toring a nd s pe ci men . ..  ( Yi C hang  Wu)   319       Figure  13. E xt ern al  a ppeara nc e of the  lab orat or y m on it or i ng ro bo t       3.1.2.   L abor atory m on it orin g  r obot user i nt erf ace   Figure  14  s hows  the   ce ntral  m on it or ing  sys tem   of   the   la bo rator y  m on it ori ng  r obot.  The   e xp la natio ns   of the i nterf ace s ar e:     (1)   Ma p display in g  c urren t l ocati on and c urre nt  flo or .     (2)   Robot’s  curre nt  f lo or .     (3)   Tw o  s pee dom et ers  on  t he   le ft  an d  ri gh t   dis play   c urr ent  li nea r   vel ocity   an d  an gu la r  velocit y ,     resp ect ively .     (4)   Sele ct ion   of  fl oor for t he  r ob otic arm  in  the  el evator.    (5)   Alarm :  Wh en   f ire ,   high  te m per at ur e ,   flo od ,   l ow  te m per at ure ,   a nd  f or ei gn  obj ect s  a re  det ect ed ,   a n  al a rm     so un ds  a nd a n e m ai l i s sen t t o t he user .           Figure  14. Ce nt ral m on it or in g sy stem  o f  t he  l aborato ry m on it or in g rob ot       3.1.3. Tes tin g   The  la borat or y   m o nitor i ng   robo t  was   use d  t o  patr ol  a  buil ding  as  s how n  in  Fig ur e   15.   W he n  the   rob ot d et ect ed  ab no rm al   con di ti on s  s uc h  as  h ig h  or  l ow  te m per at ur e  as   s how n  i n  Fig ure   16  o r   a   f or ei gn obj e c t  as sho wn in  Figure  17 ,   it   pro du ce d  a n  al e rt  as sho wn in  Figure   18 a nd  se nt an em ai l t o  no ti fy t he user s.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N : 2089 - 4856   I nt  J   R ob  &  A uto m ,   Vo l.   8 ,   No.  4 ,   Decem ber   2019  :   313   –   32 6   320       Figure  15. La borat or y m on it ori ng ro bo t  on  pa trol           Figure  16. L ow tem per at ur e   detect ion           Figure  17. Fo r ei gn   obj ect  (hum an  body ) dete ct ion           Figure  18. Ale r t display   on u s er in te r face   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   R ob  &  A uto m   IS S N:  20 89 - 4856       Labo r at or y e nv ironme nt mo ni toring a nd s pe ci men . ..  ( Yi C hang  Wu)   321   3.1.4. C ompar ison   We  c om par ed  the  la borat or y  m on it or ing  r obot  an d  ref e re nc e  resea rch es;   t he  detai ls  an d  analy sis  are   sh ow n  in  Ta ble 1 .       Table  1.  C om par iso n betwee n l aborato ry m on it or i ng robot  and re fer e nce  r esearche s   Ite m   Labo ratory  m o n ito ring  r o b o t   R ef erence  resea rch es   An aly sis   Dev ice   W ire less   W ire d   an d  wir eles s   W ire less   m o n ito ri n g  dev ice preven ts th e  co n cern of  wir in g  and  enh an ce  m o b il ity .   S en so r   H u m id ity   an d  te m p erature   Te m p e rature   Oth er  th an  te m p er atu re ,   h u m id it y   is  also  a  k ey   a m b ien t f acto r  in  i d en tif icatio n  labo r ato ries.  Fo r  ex a m p le ,   wat e r  leak ag e ca n  be  de tected  th rou g h  h u m id it y   s en so rs.   M o b ility   Mob ile  an d   fl e x ib l e   F ix ed   Fix ed - ty p e  m o n ito ring  dev ices ar e co n v en ien t  f o r  lo catio n  con f ir m a tio n  bu t lack  f lex ib ility;  m o b ile   m o n ito ring  r o b o t enab les sp ecif ic ar eas  to  be streng th en ed .   C a m er a   Inf rar ed  ther m al c a m e ra   Ca m c o rder   Inf rar ed  ther m al   m ak es it eas y  to id en tif y  heat  so u rce  an d  hu m an   b o d y .   Mon ito ring  Ar ea   Exten siv e   Co n stan t   Than k s to  its  m o b ility  th e  m o n ito ring  r o b o t   is  ab le to g et anywhe re  if   th e I n te rnet is  co n n ected .   Exp en se   Relativ ely  cheap e r   Migh t be co stly   In a sp acio u s lab o ratory ,   i f  th e  m o n it o ring   d ev ices ar e f ix ed  su ch  as CCTV ,   it is  n ecessary   to  e m p lo y   m an y  to   m o n ito r  th e who le   lab o ratory ,   w h ich   will cos t  m o re  th a n  r o b o ts  do.   P o wer   A u to - d u ck in g   W ired  ch argin g   W h ile   w i red  ch arg in g  is stead y ,   th e l ab o ratory   m o n ito ring  r o b o t  will sen d  a  v o ice a lert  b ef o re  p o wer  ex h au stio n ,   an d  it  co n tain s an  auto - d u ck in g   f u n ctio n .       3.2.     Specim en  t r anspor t  r obot   3.2.1.   C ompos ition   The  s pecim en  trans port  r o bot  co ns ist s  of   body  wit h  stora ge  dr a wer s ,   a  com pu te r ,   Lidar  unit ,   a  m oto r ,   an d peri ph e ral e qu i pme nt.   E xter nal a pp ea ra nce  of  t he  s pecim en  trans port ro bo t   a s sho wn in Fi gure   1 9.           Figu re  19. E xt ern al  a ppeara nc e of the  sp eci m en  trans port  r obot       3.2.2. Speci me n t r an s po r t  r obot m on it orin g  s ys te m use r  interf ace   Ce ntral  m on it ori ng  syst em   of   the  s pecim en  trans port  r obot   is  sho wn   i n  F igure  20.  T he  Ex planati on   of the i nterf ace :   (1)   Ma p display in g  c urren t l ocati on and c urre nt  flo or .     (2)   Roo m  the robo t wil l t rav el  to .   (3)   Tw o  s pee dom et ers  on  t he   le ft  an d  ri gh t   dis play   c urr ent  li nea r   vel ocity   an d  an gu la r  velocit y ,     resp ect ively .   (4)   Sw it ches  for  s tora ge  areas:  t he  sto rag e  a re as  com pr ise d  t hr ee  dr a we rs  that  we re  co ntr olled  usi ng  an     act uator.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N : 2089 - 4856   I nt  J   R ob  &  A uto m ,   Vo l.   8 ,   No.  4 ,   Decem ber   2019  :   313   –   32 6   322       Figure  20. Ce nt ral m on it or in g sy stem  o f  t he speci m en  trans port ro bo t       3.2.3. Tes tin g   The   pr ocess   of  t he  sp eci m e n  t ran s portat io n  c onduct e d  by   the   r obot   w as  s how n  in   F igure  21  t o    Figure  26.           Figure  21. O pe ning a  drawe r  t hro ugh  t he  ce nt ral  m on it or in g sy stem   (F ig ure   20) ,   placi ng  a sam ple ,     and sele ct ing t he  ta r get  office           Figure  22. R obot m ov ing t o  t he  elevat or a nd  sen ding a si gnal  to  the  r obotic arm  i n  the el evato r  to  ope n    the ele va t or   do o r       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.