Niegdyś o współpracy między ludźmi i robotami można było przeczytać tylko w literaturze science fiction, ale w ostatnich latach stała się ona przedmiotem większej uwagi. Wraz z postępem technologicznym ludzie coraz częściej spotykają się z robotami w życiu codziennym. Taki kontakt nie ogranicza się tylko do zabawek i sprzętu gospodarstwa domowego, takiego jak automatyczne odkurzacze. Dochodzi do niego również w miejscu pracy, ponieważ maszyny przejmują od ludzi niebezpieczne i powtarzające się zadania. Przyczyniając się do zwiększania częstotliwość interakcji między człowiekiem i robotem (HRI), roboty są opracowywane pod kątem stosowania w takich dziedzinach jak edukacja, branża hotelarska, opieka nad osobami starszymi, rehabilitacja i terapia wspomagana robotami.

W przypadku HRI jednym z najważniejszych zagadnień jest bezpieczeństwo. Tam, gdzie dochodzi do fizycznego kontaktu człowieka z robotem, prawdopodobne jest wystąpienie niebezpiecznych kolizji. Dzięki częściowemu wsparciu projektów ILIAD i SoftPro ze środków dwóch unijnych grantów naukowcy z Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) i Uniwersytetu Leibniza w Hanowerze wspólnie opracowali narzędzie, które pomaga twórcom robotów w analizie bezpieczeństwa projektowanych przez nich maszyn. Ich nowe narzędzie, nazwane „mapą bezpieczeństwa”, zostało opisane w artykule opublikowanym na stronie „IEEE Xplore”.

Wskazanie drogi do bezpieczeństwa robotów

We wcześniejszej pracy analizującej bezpieczeństwo robotów zespół połączył zachowanie robota podczas kolizji z danymi dotyczącymi obrażeń ciała u człowieka. Po rozwinięciu tej koncepcji uczeni porównują teraz całe konstrukcje robotów (tj. zakres masy i prędkości całego obszaru roboczego robota lub podobszarów zależnych od zadania) z danymi o obrażeniach. Dane dotyczące obrażeń mogą pochodzić z różnego rodzaju eksperymentów i dyscyplin oraz mogą dotyczyć różnych części ciała. W ramach projektu bada się również, czy powierzchnia kolizji jest tępa, ostra czy krawędziowa oraz czy samo zderzenie jest ograniczone lub nieograniczone. Informacje te są przedstawione w ujednolicony sposób, noszący nazwę „mapy bezpieczeństwa”.

Mapa jest prawdopodobnie pierwszym na świecie dynamicznym i dokładnym narzędziem do analizy bezpieczeństwa dla manipulatorów robotycznych. Może ona w przyszłości doprowadzić do zasadniczych zmian sposobu projektowania przyjaznych dla człowieka robotów.

„Mapa bezpieczeństwa” pomaga użytkownikom określić, czy projektowany przez nich robot może powodować określone obrażenia podczas nieoczekiwanych kolizji. Konstruktorzy mogą również wskazać najbardziej niebezpieczne obszary w miejscu pracy robota i porównać go z innymi maszynami pod względem charakterystyki bezpieczeństwa.

Dzięki temu projektanci mają dostęp do przejrzystych informacji na temat obrażeń, do których może dojść w trakcie eksploatacji. Pomaga to kierować procesem projektowania sprzętu, a także przyczynia się do bezpiecznego sterowania i planowania ruchu projektowanego robota.

Badacze przetestowali swoją mapę za pomocą dwóch robotów: PUMA 560 i KUKA Lightweight Robot IV+. Dane dotyczące obrażeń, które wykorzystali w eksperymencie, pochodzą z 50 lat badań urazów biomechanicznych.

W projekcie ILIAD (Intra-Logistics with Integrated Automatic Deployment: safe and scalable fleets in shared spaces) opracowywane są innowacyjne rozwiązania robotyczne dla istniejących obiektów magazynowych. Stworzenie obszernej bazy danych na temat bezpieczeństwa w zakresie obrażeń jest elementem działań mających na celu zapewnienie bezpiecznej pracy robotów w środowiskach współdzielonych z ludźmi.

Uczestnicy inicjatywy SoftPro (Synergy-based Open-source Foundations and Technologies for Prosthetics and RehabilitatiOn) badają i projektują miękkie, synergiczne technologie robotyczne w celu opracowania nowych protez, egzoszkieletów i urządzeń wspomagających rehabilitację kończyn górnych. Jej celem jest stworzenie produktów końcowych, które będą przystępne cenowo, dostępne, użyteczne i opłacalne.

Źródło: CORDIS