Dele arbejdspladsen med robotter? Nyt værktøj hjælper designere med at skabe sikrere maskiner

Et forskerhold hjælper robotudviklere med at designe maskiner, der er mindre tilbøjelige til at skade de mennesker, de arbejder med. Hvordan? Med deres roman 'sikkerhedskort'.

På et tidspunkt kun mødt i science fiction, interaktion mellem mennesker og robotter har tiltrukket sig en del opmærksomhed i løbet af de seneste år. Efterhånden som teknologien udvikler sig, mennesker bliver mere udsat for robotter i deres dagligdag. En sådan eksponering er ikke kun begrænset til robotlegetøj og husholdningsapparater som robotstøvsugere. Det sker også på arbejdspladsen, da disse maskiner påtager sig roller, der frigør mennesker fra farlige og gentagne job. Yderligere øge frekvensen af ​​menneske-robot interaktion (HRI), robotter udvikles til brug inden for områder som uddannelse, hotelbranchen, ældrepleje, rehabilitering og robotassisteret terapi.

Menneskelig sikkerhed er en primær bekymring i HRI. Når der er fysisk kontakt mellem mennesker og robotter, farlige kollisioner er sandsynlige. Med delvis støtte fra to EU-bevillinger til projekterne ILIAD og SoftPro, forskere fra German Aerospace Center og Leibniz Universität Hannover gik sammen om at skabe et værktøj, der hjælper robotudviklere med at analysere sikkerhedsydelsen af ​​deres robotdesign. Deres nye værktøj, kaldet et "sikkerhedskort, " er beskrevet i deres papir offentliggjort i IEEE Xplore .

Viser vejen til robotsikkerhed

I tidligere arbejde med at analysere robotsikkerhed, holdet havde knyttet en robots kollisionsadfærd til data om menneskelige skader. Efter at have fremført denne idé, de sammenligner nu hele robotdesigns (dvs. massen og hastighedsområdet for robottens hele arbejdsområde eller opgaveafhængige underrum) med data om menneskelige skader. Skadedataene kan komme fra forskellige typer eksperimenter og discipliner, og kan tage hensyn til forskellige kropsdele. Den overvejer også, om anslagsfladen ved en kollision er stump, skarp eller kantet, og om selve kollisionen er begrænset eller ubegrænset. Disse oplysninger er repræsenteret på en samlet måde, omtalt som et 'sikkerhedskort'.

'Sikkerhedskortet' hjælper brugerne med at afgøre, om robotten, de designer, er i stand til at påføre specifikke skader under uventede kollisioner. De kan også udpege de farligste områder i robottens arbejdsområde og sammenligne deres robot med andre med hensyn til sikkerhedsegenskaber.

Som resultat, designere har klar information lige ved hånden om de skader, der med størst sandsynlighed opstår under drift. Dette hjælper med at guide hardwaredesignprocessen, og bidrager også til sikker kontrol og bevægelsesplanlægning for robotten, der designes.

Forskerne testede deres kort med to robotter, PUMA 560 og KUKA letvægtsrobot IV+. De skadesdata, de brugte til eksperimentet, stammede fra 50 års biomekanisk skadesforskning.

Kortet er sandsynligvis det første globale dynamiske og nøjagtige sikkerhedsanalyseværktøj til robotmanipulatorer. Det har potentiale til at udløse betydelige ændringer i den måde, menneskevenlige robotter designes på i fremtiden.

ILIAD (Intra-Logistics with Integrated Automatic Deployment:sikre og skalerbare flåder i delte rum) udvikler innovative robotløsninger til nuværende lagerfaciliteter. Oprettelsen af ​​en stor skadessikkerhedsdatabase er en del af dets bestræbelser på at sikre sikker robotdrift i miljøer, der deles med mennesker.

SoftPro (Synergy-based Open-source Foundations and Technologies for Prosthetics and Rehabilitation) studerer og designer bløde synergi-baserede robotteknologier for at udvikle nye proteser, exoskeletter og hjælpemidler til rehabilitering af øvre lemmer. Det har til formål at skabe slutprodukter, der er overkommelige, ledig, anvendelig og økonomisk rentabel.