Ett forskargrupp hjälper robotutvecklare att designa maskiner som är mindre benägna att skada de människor de arbetar med. Hur? Med sin nya 'säkerhetskarta'.

Vid ett tillfälle bara stött på i science fiction, interaktion mellan människor och robotar har väckt en hel del uppmärksamhet under de senaste åren. Allt eftersom tekniken går framåt, människor blir mer utsatta för robotar i deras dagliga liv. Sådan exponering är inte bara begränsad till robotleksaker och hushållsapparater som robotdammsugare. Det förekommer också på arbetsplatsen när dessa maskiner tar på sig roller som befriar människor från farliga och repetitiva jobb. Ytterligare öka frekvensen av människa-robot-interaktion (HRI), robotar utvecklas för användning inom områden som utbildning, besöksnäringen, äldrevård, rehabilitering och robotassisterad terapi.

Människans säkerhet är en primär fråga inom HRI. När det finns fysisk kontakt mellan människor och robotar, farliga kollisioner är troliga. Med delvis stöd från två EU -bidrag för projekten ILIAD och SoftPro, forskare från German Aerospace Center och Leibniz Universität Hannover gick ihop för att skapa ett verktyg som hjälper robotutvecklare att analysera säkerhetsprestandan hos deras robotkonstruktioner. Deras nya verktyg, kallas en "säkerhetskarta, "beskrivs i deras artikel publicerad i IEEE Xplore .

Visar vägen till robotsäkerhet

I tidigare arbete med att analysera robotsäkerhet, teamet hade kopplat en robots kollisionsbeteende till data om mänskliga skador. Efter att ha utvecklat denna idé, de jämför nu hela robotkonstruktioner (d.v.s. massan och hastighetsintervallet för robotens hela arbetsyta eller uppgiftsberoende delutrymmen) med data om mänskliga skador. Skadedata kan komma från olika typer av experiment och discipliner, och kan ta hänsyn till olika kroppsdelar. Den tar också hänsyn till om islagsytan vid en kollision är trubbig, skarp eller kantad, och om själva kollisionen är begränsad eller obegränsad. Denna information representeras på ett enhetligt sätt, kallas en "säkerhetskarta".

"Säkerhetskartan" hjälper användare att avgöra om roboten de designar kan orsaka specifika skador under oväntade kollisioner. De kan också peka ut de farligaste områdena i robotens arbetsyta och jämföra deras robot med andra när det gäller säkerhetsegenskaper.

Som ett resultat, designers har tydlig information till hands om de skador som mest sannolikt uppstår under drift. Detta hjälper till att styra hårdvarudesignprocessen, och bidrar även till säker kontroll och rörelseplanering för roboten som designas.

Forskarna testade sin karta med två robotar, PUMA 560 och KUKA Lightweight Robot IV+. Skadedata som de använde för experimentet härrörde från 50 år av biomekanisk skadeforskning.

Kartan är troligen det första globala dynamiska och exakta säkerhetsanalysverktyget för robotmanipulatorer. Det har potential att utlösa betydande förändringar i hur människovänliga robotar utformas i framtiden.

ILIAD (Intra-Logistics with Integrated Automatic Deployment:safe and scalable fleets in shared spaces) utvecklar innovativa robotlösningar för nuvarande lageranläggningar. Skapandet av en stor databas för skadesäkerhet är en del av dess ansträngningar för att säkerställa säker robotdrift i miljöer som delas med människor.

SoftPro (Synergy-based Open-source Foundations and Technologies for Prosthetics and Rehabilitation) studerar och designar mjuka synergibaserade robotteknologier för att utveckla nya proteser, exoskeleton och hjälpmedel för rehabilitering av övre extremiteter. Det syftar till att skapa slutprodukter som är prisvärda, tillgängliga, användbar och ekonomiskt lönsam.