Een onderzoeksteam helpt robotontwikkelaars machines te ontwerpen die de mensen waarmee ze werken minder snel verwonden. Hoe? Met hun roman 'veiligheidskaart'.

Ooit alleen aangetroffen in sciencefiction, interactie tussen mens en robot heeft de afgelopen jaren nogal wat aandacht gekregen. Naarmate de technologie vordert, mensen worden in hun dagelijks leven meer blootgesteld aan robots. Dergelijke blootstelling is niet alleen beperkt tot robotspeelgoed en huishoudelijke apparaten zoals robotstofzuigers. Het komt ook voor op de werkplek, aangezien deze machines rollen op zich nemen die mensen bevrijden van gevaarlijke en repetitieve banen. Verdere verhoging van de frequentie van mens-robot-interactie (HRI), robots worden ontwikkeld voor gebruik in onder meer onderwijs, de horeca, ouderenzorg, revalidatie en robotgeassisteerde therapie.

Menselijke veiligheid is een primaire zorg in HRI. Als er fysiek contact is tussen mensen en robots, gevaarlijke botsingen zijn waarschijnlijk. Met gedeeltelijke steun van twee EU-subsidies voor de projecten ILIAD en SoftPro, onderzoekers van het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum en Leibniz Universität Hannover hebben de handen ineen geslagen om een ​​tool te ontwikkelen waarmee robotontwikkelaars de veiligheidsprestaties van hun robotontwerpen kunnen analyseren. Hun nieuwe hulpmiddel, een "veiligheidskaart" genoemd, " wordt beschreven in hun paper gepubliceerd in IEEE Xplore .

De weg wijzen naar robotveiligheid

In eerder werk dat de robotveiligheid analyseerde, het team had het botsingsgedrag van een robot gekoppeld aan gegevens over menselijk letsel. Na dit idee naar voren te hebben gebracht, ze vergelijken nu volledige robotontwerpen (d.w.z. het massa- en snelheidsbereik van de volledige werkruimte van de robot of taakafhankelijke deelruimten) met gegevens over menselijk letsel. De letselgegevens kunnen afkomstig zijn van verschillende soorten experimenten en disciplines, en kan rekening houden met verschillende lichaamsdelen. Het houdt ook rekening met de vraag of het botsoppervlak bij een botsing bot is, scherp of geslepen, en of de botsing zelf al dan niet beperkt is. Deze informatie wordt op een uniforme manier weergegeven, aangeduid als een 'veiligheidskaart'.

De 'veiligheidskaart' helpt gebruikers te bepalen of de robot die ze ontwerpen in staat is om specifieke verwondingen toe te brengen bij onverwachte botsingen. Ze kunnen ook de gevaarlijkste gebieden in de werkruimte van de robot lokaliseren en hun robot met andere vergelijken op het gebied van veiligheidskenmerken.

Als resultaat, ontwerpers hebben duidelijke informatie binnen handbereik over de verwondingen die het meest waarschijnlijk optreden tijdens de operatie. Dit helpt bij het begeleiden van het hardware-ontwerpproces, en draagt ​​ook bij aan veilige besturing en bewegingsplanning voor de robot die wordt ontworpen.

De onderzoekers testten hun kaart met twee robots, de PUMA 560 en de KUKA Lightweight Robot IV+. De letselgegevens die ze voor het experiment gebruikten, zijn afkomstig uit 50 jaar biomechanica-letselonderzoek.

De kaart is waarschijnlijk de eerste wereldwijde dynamische en exacte veiligheidsanalysetool voor robotmanipulators. Het heeft het potentieel om in de toekomst aanzienlijke veranderingen teweeg te brengen in de manier waarop mensvriendelijke robots worden ontworpen.

ILIAD (Intra-Logistics with Integrated Automatic Deployment:veilige en schaalbare vloten in gedeelde ruimtes) ontwikkelt innovatieve robotoplossingen voor huidige magazijnfaciliteiten. De oprichting van een grote database voor letselveiligheid maakt deel uit van haar inspanningen om een ​​veilige robotwerking te garanderen in omgevingen die worden gedeeld met mensen.

SoftPro (Synergy-based Open-source Foundations and Technologies for Prosthetics and Rehabilitation) bestudeert en ontwerpt op zachte synergie gebaseerde robottechnologieën om nieuwe prothesen te ontwikkelen, exoskeletten en hulpmiddelen voor revalidatie van de bovenste ledematen. Het doel is om eindproducten te maken die betaalbaar zijn, beschikbaar, bruikbaar en economisch levensvatbaar.