13、协作机器人：技术、安全与设计考量

协作机器人：技术、安全与设计考量

1. 灵敏度与实践经验

在复杂的装配操作中，人类工人的灵敏度和实践经验至关重要。在技术领域，这对应着人工智能和深度学习的应用。协作机器人需要通过反复的试错过程，多次执行操作，以学会精细控制其执行器。学会在操作中保持轻柔、精准和平滑，是协作机器人面临的一大挑战。

2. 与人类的协作类型

人类与工业机器人的协作方式多种多样，从共享工作空间但无直接接触或任务同步，到机器人实时调整运动以适应人类工人的动作。以下是现有的人类 - 机器人协作水平总结：
| 类型 | 描述 |
| — | — |
| 单元式 | 机器人在传统笼子中操作，无协作 |
| 共存式 | 人类和无笼机器人并排工作，但不共享工作空间 |
| 同步式 | 工作流程设计使得人类工人和机器人共享工作空间，但任何时候只有一方在工作空间内 |
| 合作式 | 双方可同时在共享工作空间执行任务，但不针对同一产品或组件 |
| 协作式 | 人类工人和机器人同时对同一产品或组件进行操作 |

3. 与协作机器人的交互实现模式

基于上述协作水平，确定了四种不同的交互模式，具体如下：
| 操作模式 | 描述 | 特点 | 应用场景 |
| — | — | — | — |
| 安全监控停止 | 通过依赖外部传感器触发停止的安全机制实现 | 传统工业机器人与各种安全传感器结合，检测到人类进入工作区域即停止操作 | 与机器人交互极少的应用 |
| 手动引导 | 通过手动操作设备控制机器人 | 手动操作设备使人类操作员能控制机器人 | 教学阶段及辅助生产 |