15、人工智能推动人机协作发展

人工智能推动人机协作发展

在当今工业领域，人机协作正成为一个重要的发展趋势。随着工业 4.0 的推进，产品大规模定制、更短的产品周期以及更高的质量要求，促使人工智能（AI）与先进视觉技术在协作机器人系统中得到广泛应用，使机器人能够学习并与人类携手工作。

人机协作概述

许多工业流程可以使用标准化工业机器人自主高效地完成，但像装配等任务由于需要特殊的传感器和运动技能，难以完全自动化。协作自动化为解决这一问题提供了方案，它允许人类参与到生产循环中。人机物理交互因机器人在非结构化环境中的需求而成为新兴研究领域。通过直接的人机合作，能最有效地提高整个系统的性能。

人机协作（HRC）从设计角度呈现出复杂的生物机电一体化架构，设计决策得到计算机辅助模拟模型的广泛支持，用于验证和故障评估。机器人负责重复性和单调的步骤，而人类则专注于需要特殊技能的任务，如传感器 - 运动技能和创造性问题解决，并能灵活适应新情况和问题。同时，机器人可利用人工智能处理重物或危险部件，减轻人类负担。考虑到安全性，协作机器人（cobots）作为新一代工业机器人，在手动人类流程的灵活性与机器人的效率和可重复性之间取得了平衡。

人机协作的一个关键问题是机器人的安全移动。非结构化环境中可能发生的各种事件，如人类的移动，会导致工作空间的变化。基于机器学习的控制策略可用于联合工作空间中的路径规划和障碍物检测，以保护人类安全。

根据协作机器人的智能程度，人机协作可分为三个不同层次：
1. 低级碰撞避免 ：机器人主要避免与人类发生碰撞。
2. 中级高效合作 ：能够预测和识别人类的轨迹、意图和计划，实现