25、无缝人机交互：从理论到工业应用

无缝人机交互：从理论到工业应用

1. 引言

当前生产线的装配过程需要灵活的系统来处理具有不同特性和材料的零件。由于这些零件在处理操作中可能表现出不可预测的行为，如内饰、橡胶、织物等，人类操作员凭借其认知和操作能力，被选中来处理这些零件。与自动化技术和大规模生产设备相比，使用人类操作员还能使公司更频繁地更新产品，推出新模型和更多变体。

生产系统的灵活性和适应性取决于其对内部或外部变化的敏感度，过去几十年中，出现了多种管理动态变化的范式，如整体式、灵活式、精益式、可重构式、可演化式、自组织式和自主式装配系统。此外，行业致力于为客户提供高质量产品，因此注重生产过程的精度和可重复性，这有助于减少生产时间、提高任务可追溯性并降低操作员的人体工程学压力。

自动化系统虽被视为装配线的关键解决方案，但欧洲企业测试小组（EBTP）发现，90 家欧洲公司对机器人的接受度较低，原因是采用自动化解决方案面临挑战，如缺乏先进的安全系统。因此，研究和工业界都将重点放在混合生产系统上，让机器人与人类并肩工作，充分发挥两者的潜力。人类操作员的智能和认知技能与机器人的重复性、灵活性和力量相结合，形成了一种有前景的共存模式，双方共享工作场所和任务。

增强现实（AR）是近年来越来越受公众关注的一项令人印象深刻的技术。它基于混合现实（MR）的一般概念，将真实和数字信息在用户的视野中融合，形成一个独特的环境。过去，AR 应用主要集中在移动性方面，无论是商业产品还是定制应用。但近年来，越来越多的制造应用出现，支持工程师和操作员完成不同任务，如协作产品和装配设计、提供远程协助和指令、提高人机协作环境中的人类安全感、提供基于文本和 3D CAD 模型的装配说明，以及发送视觉/音频警报、即将到来的机器人轨迹和