CoHaptics: İnsan-robot işbirliğinin güvenliğini artırmak için 6DoF kameralı giyilebilir bir dokunsal robot

Kredi: Altamirano Cabrera ve ark.

Gerçek dünya ortamlarında tanıtılan işbirlikçi mobil robotların sayısı, yılda yaklaşık 20.000 yeni kurulumla giderek artıyor. Bununla birlikte, kullanımlarının daha da artması için robotik uzmanları, bu robotların hem verimli hem de insanlar arasında kullanım için güvenli olmasını sağlamalıdır.

Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’ndeki (Skoltech) araştırmacılar, yakın zamanda, insan-robot işbirliğinin güvenliğini artırmak için işbirlikçi robotik ve haptik teknolojisini birleştiren bir sistem olan CoHaptics’i yarattılar. arXiv’de önceden yayınlanan bir makalede sunulan bu sistem, el izleme teknolojisini kullanarak insan kullanıcıların hareketlerini izleyebilir ve robotlarla olası çarpışmalar hakkında onları uyarmak için dokunsal geri bildirim sağlayabilir.

Akıllı Uzay Robotik Laboratuvarı başkanı doçent Dzmitry Tsetserukou TechXplore’a “İşbirlikçi robotlar insanlar için güvenli olacak şekilde tasarlandı ve kuvvet/tork sensörleriyle donatıldı” dedi. “Ancak, genellikle nesnelerle çarpışma algılandıktan sonra hareket etmeyi bırakırlar, bu da kullanıcının parmakları, bilekleri, boynu ve başı gibi vücudun hassas kısımları için hala tehlikeli olabileceği anlamına gelir. insan-robot işbirliği görevleri için yaygın olarak kullanılmazlar, ancak yalnızca paletleme, kalite denetimi, montaj vb. gibi bazı belirli görevlerde endüstriyel robotların yerini alır.”

Son yıllarda özellikle sanayi ve hizmet sektörlerinde robot kullanımı yaygınlaşmıştır. Ancak robotik uzmanları, güvenliklerini ve verimliliklerini artırmak için, hem insanların becerikliliğini hem de robotların gücünü veya gücünü göz önünde bulunduran işbirliği teknikleri geliştirmeliler.

“Örneğin, ürünleri bir araya getirecek öğelerin ağır olduğu veya farklı küçük parçaların kullanıldığı bir montaj hattında çalışıyorsanız, bir işbirlikçi robot ağır parçaları toplamanıza yardımcı olabilir ve sizi parçaları bir araya getireceğiniz yere yaklaştırabilir. ,” Miguel Altamirano Cabrera, Ph.D. TechXplore’a verdiği demeçte, CoHaptics’in geliştirilmesine katılan öğrenci. “Ancak, robot sizinle birlikte çalışıyor ve vücudunuz robotun yoluna müdahale ettiğinde bazı çarpışmalar meydana gelebilir.”

Robotlar ve insanlar arasındaki çarpışmaları azaltmak için Tsetserukou, Altamirano Cabrera ve meslektaşları, kullanıcıların bileklerine takabilecekleri 6 DoF kameraya dayalı bir izleme sistemi kullandılar. Bu kamera, robot tarafından yakındaki insan işçilerin konumunu belirlemek ve onlarla çarpışmayı önlemek için kullanılabilecek verileri toplar.

Tsetserukou, Altamirano Cabrera ve meslektaşları, sistemlerini değerlendirmek için bir insan ve bir robotun ortak bir ortamda görevleri tamamladığı bir ilk deney gerçekleştirdiler. Bu deneyde ayrıca, insan kullanıcının dokunsal geri bildirime dayalı sistemini kullandığı sırada görevleri tamamlamak için geçen süreyi, kullanıcının sistemi kullanmadığı çalışma süresiyle karşılaştırdılar.

Araştırmacılar, robotik sistemin bir kullanıcının konumundan haberdar olduğu durumlarda, sistemlerinin robotla çarpışmaları azalttığını ve insan-robot etkileşiminin güvenliğini artırdığını buldu. Bununla birlikte, robotun görevini tamamlaması daha uzun sürdü, çünkü esas olarak kullanıcıyla çarpışmayı önlemek için yolundan saptı.






Altamirano Cabrera “Bu sorunu çözmek için, kullanıcılara robota yakın olduklarında onları olası çarpışmalar konusunda uyaran bir ‘uyarı işareti’ de sağladık,” , robotun mesafesini temsil ediyor.”

İnsanlarla çarpışmaları azaltmak için bir robotun yolunu uyarlamanın yanı sıra, araştırmacılar sistemlerine, insan kullanıcıları robotlarla gelecekteki olası çarpışmalar hakkında önceden bilgilendiren dokunsal bir özellik eklediler. Onların varsayımı, bir montaj hattında veya endüstriyel ortamlarda çalışırken insanların eldeki görevlere o kadar odaklanmış olabileceği ve yakındaki robotlara dikkat etmeyebilecekleriydi.

Tsetserukou, “Neyse ki, bir dokunma duyumuz var, bu yüzden çarpışma riskini insanlara iletmeye karar verdiğimiz kanal bu,” dedi. “Bir insanın eli ile bir robotun eli arasındaki mesafeye göre dokunsal uyaranlar üreten RecyGlide adlı bir dokunsal ekran geliştirdik. İnsanlar dokunsal geri bildirim aldıklarında, robotla çarpışmaktan kaçınmak için ellerini hareket ettirebilirler.”

Araştırmacılar, sistem değerlendirmelerinde, kullanıcıların sistemleri tarafından sağlanan dokunsal geri bildirime, olası bir çarpışmayı önlemek için yeterince hızlı olan ortalama 0.32 saniye içinde yanıt verdiğini buldular. Robot-insan işbirliğinin güvenliğini daha da artırmak için dokunsal potansiyel alanı adı verilen bir algoritma da geliştirdiler.

Haptik potansiyel alan algoritması, bir robotun yörüngesini, görevini kesintiye uğratmadan ve dolayısıyla hedef bir nesneye doğru hareket etmeye devam etmeden insanlarla çarpışmasını önleyecek şekilde değiştirmek için tasarlanmıştır. Bu algoritma sayesinde CoHaptics sistemi, robotların yolunu değiştirmek ve çarpışmaları önlemek için kullanıcılar tarafından bileğine takılan 6DoF kamera tarafından toplanan bilgileri kullanabilir.

Altamirano Cabrera, “Sonuçlarımız, dokunsal uyarı ile kullanıcılara sağlanan bilgilerin insan-robot mesafesini 4,1 cm (12,39’dan 16,55’e) artırdığını ve robotun yolunun %81 oranında azaldığını gösterdi.” Dedi. “Bu sonuçlardan, ortak bir görevde kullanıcıları robota olan mesafeleri hakkında bilgilendirmek için dokunsal uyarının uygulanmasının, kullanıcıların güvenliğini artırabileceği sonucuna varabiliriz.”

Gelecekte, CoHaptics, endüstriyel ortamlarda mobil robotlarla birlikte çalışan işçilerin güvenliğini artırmak için oldukça değerli bir sistem olduğunu kanıtlayabilir. Bu arada, Tsetserukou, Altamirano Cabrera ve meslektaşları, insan-robot işbirliğini daha da geliştirebilecek yeni yaklaşımlar geliştirmeyi planlıyor.

Ekip, mevcut çalışmalarının bir parçası olarak, robotların ve işçilerin gerçek zamanlı olarak izlenebileceği ve canlandırılabileceği bir fabrikayı temsil eden Coverse (işbirlikçi evren) adlı bir 3D ortam oluşturmaya çalışıyor. Sonunda, kentsel ortamlar veya robotların konuşlandırılabileceği diğer ayarlar için de benzer temsiller oluşturabilirler.

Tsetserukou, “Oluşturduğumuz 3B temsil, yeşilden (güvenli) kırmızıya (tehlikeli) değişen bir gradyan ölçeğinde görünüyor.” Dedi. “İnsan vücudunun bir parçası bir robotun yakınında olduğunda, yakındaki kullanıcı olası yaralanmayı önlemek için dokunmatik geri bildirim alır. Bu 3B işbirlikçi evren, insanlarla ve robotlarla dolu fabrika ve şehir ortamını potansiyel olarak daha güvenli ve daha doğal hale getirecektir. Dış mekan teslimat robotu kör bölgeden size yaklaştığında dokunsal geri bildirim alacağınız senaryoyu hayal edebilirsiniz.Üstelik, kullanıcılar mobil robot tarafından taşınan paketin konumunu gerçek zamanlı olarak tenleri üzerinde gerçek zamanlı olarak deneyimleyebilirler. gezici ile zamanında buluşmak için dokunma radarı.”


Görevlerini kesintiye uğratmadan şarjlı mobil robotlara ulaşabilen otonom bir sistem


Daha fazla bilgi:
Miguel Altamirano Cabrera ve diğerleri, CoHaptics: Gelecekteki fabrikalarda güvenliği artırmak için önkol giyilen dokunsal ekrana sahip insan-robot işbirliği sisteminin geliştirilmesi. arXiv:2109.05912v1 [cs.RO], arxiv.org/abs/2109.05912

© 2021 Bilim X Ağı

Alıntı: CoHaptics: İnsan-robot işbirliğinin güvenliğini artırmak için 6DoF kameralı giyilebilir bir dokunsal robot (2021, 28 Ekim), 20 Kasım 2021’de https://techxplore.com/news/2021-10-cohaptics-wearable-haptic’ten alındı -robot-6dof.html

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.





#İnsanrobot #işbirliğinin #güvenliğini #artırmak #için #6DoF #kameralı #giyilebilir #bir #dokunsal #robot