给机器人一张“安全地图”,就能避免人类受伤害?

尽管新型的协作机器人有多重安全措施,但实际上其安全性能依然存在隐患,如果机器人出现故障,协作机器人有可能撞上人仍然无法及时停下来。为了解决这个问题,欧盟的一个研究小组正在帮助机器人开发者设计出更安全的机器人,让它们不会伤害一起工作的同事。怎么做到的?利用他们新颖的“安全地图”。

机器人曾经只存在于科幻小说中,但是在过去几十年里,人与机器人之间的交互引起了非常多的关注。随着技术的进步,人们在日常生活中会遇到越来越多的机器人,并且这些机器人不仅限于机器人玩具和扫地机器人等家用电器。

机器人已经开始出现在很多人的工作场合,把人类从危险及重复性的工作中解放出来。未来人机交互的频率还会进一步提升,因为越来越多的机器人正在进入教育、酒店业、老年护理、康复和机器人辅助治疗等领域。

在人机交互中,人的安全首要关注的问题。当人与机器人有身体接触时,可能会发生危险碰撞。在两个欧盟资助项目ILIAD和SoftPro的支持下,德国宇航中心和莱布尼茨大学汉诺威分校的研究人员合作创建了一个工具,帮助机器人开发者分析他们的机器人设计的安全性能。他们的新工具,称为“安全地图”,相关研究成果的论文发表在IEEE Xplore上。

为机器人安全指明方向

在先前分析机器人安全的工作中,研究小组将机器人的碰撞行为与人体伤害数据联系起来。在提出这个想法之后,他们现在将整个机器人设计(即机器人的整个工作空间的质量和速度范围或任务相关的子空间)与人受伤数据进行比较。受伤数据可能来自不同类型的实验和学科,并可以考虑到不同的身体部位,还考虑碰撞中的碰撞表面是钝的、锐利的还是边缘的,以及碰撞本身是否被约束或无约束。该信息以统一的方式表示,称为“安全地图”。

“安全地图”帮助用户确定他们设计的机器人是否能够在意外碰撞中造成特定伤害。他们还可以精确地确定机器人工作空间中最危险的区域,并将机器人与其他机器人的安全特性进行比较。

因此,设计师可以轻松掌握操作过程中最可能发生的伤害信息,这有助于指导硬件设计过程,并有助于设计机器人的安全控制和运动规划。

研究人员用两台机器人PUMA 560和库卡轻量级机器人IV +测试了他们的地图。他们用于实验的受伤数据来源于50年的生物力学伤害研究。

该地图可能是第一个用于机器人的全球动态和精确安全分析工具,它有可能引发未来人性化机器人设计方式的重大变革。

ILIAD正在为当前的仓库设施开发创新的机器人解决方案,建立一个大型的伤害安全数据库是其确保机器人在与人类共享的环境中安全运行的努力的一部分。

SoftPro正在研究和设计基于软协同作用的机器人技术,以开发新的假肢,外骨骼和上肢康复辅助装置。它旨在创造经济实惠、可用、有用且经济可行的最终产品。

原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2018-05-21

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