24、人机协作安全评估与建筑物流机器人应用

人机协作安全评估与建筑物流机器人应用

在当今科技飞速发展的时代，人机协作以及建筑行业的自动化成为了研究的热点。本文将介绍两个不同但都具有重要意义的研究方向，一是利用物理引导的提升决策树评估人机协作中准静态冲击的安全性，二是将机器人操作系统与建筑信息模型相结合应用于建筑物流。

物理引导的提升决策树评估人机协作安全性

在人机协作中，评估冲击安全性至关重要。为了解决回归问题，采用了Matlab的最小二乘提升（LSBoost）算法训练提升决策树（BDT）。

冲击建模

为了尽可能利用物理原理，描述机器人与人体部位碰撞的数学模型采用如下简单形式：
[
\begin{cases}
M_x \ddot{x} + D_x \dot{x} + K_x x = F \
x(0) = 0 \
\dot{x}(0) = v_c
\end{cases}
]
其中，(x)表示代表人体部位的弹簧的变形，(v_c)为冲击速度。并且：
[
\begin{align }
M_x &= u^T (J_c M_{cs}^{-1} J_c^T)^{-1} u \
D_x &= u^T (J_c D^{-1} J_c^T)^{-1} u \
K_x &= u^T (J_c K^{-1} J_c^T)^{-1} u \
F &= u^T (J_c^{-1})^T [Q_{res} + R_c \text{sign}(-J_c^{-1} u)] \quad (\text{for } \dot{x} > 0)
\end{al