Экзоскелет и роботизированная рука снижают нагрузку на руки при подъеме грузов на заводе до 65%.

Всё больше роботов помогают рабочим на заводах. Однако взаимодействие человека и робота всё ещё далеко от идеального. Исследователи из команды профессора Лоренцо Мазиа в Техническом университете Мюнхена (TUM) разработали решение, позволяющее заводскому рабочему в экзоскелете работать в непосредственной близости и, главное, безопасно, с роботизированной рукой. Это снижает физическую нагрузку на рабочих и улучшает производственные процессы.

Когда роботы и люди работают вместе на заводе, их обычно четко разделяют — отчасти из соображений безопасности. Робот берет на себя задачу, выполняет ее и передает рабочим, которые выполняют следующий этап процесса. «Это может быть физически тяжело, например, во время контроля качества компонентов, которые необходимо многократно поднимать и опускать», — говорит исследователь Федерико Мазьеро с кафедры интеллектуальных биороботических систем в Школе вычислительной техники, информации и технологий Технического университета Мюнхена.

Разработанный в Мюнхенском институте робототехники и машинного интеллекта (TUM MIRMI) под руководством профессора Лоренцо Мазиа, так называемый WearaCob (сокращение от «носимый» и «совместный») предназначен для облегчения подъема и переноски тяжестей людьми с помощью экзоскелета верхней части тела, что позволяет использовать помощь однорукого коллаборативного робота, или «кобота». Проект описан в журнале IEEE Robotics and Automation Letters .

Экзоскелет: снижает нагрузку на верхнюю часть руки до двух третей.

Экзоскелет носится как рюкзак, на спине установлен электродвигатель. С обеих сторон от спины через плечи к передней части тела проходят тонкие высокопрочные провода, которые крепятся к опорам, напоминающим налокотники. Когда двигатель тянет провода, они берут на себя часть работы, обычно выполняемой бицепсом верхней части руки. Человеку, носящему экзоскелет, помогает однорукий робот. Когда робот поднимает и передает предмет, он взвешивает его и беспроводным способом передает его вес экзоскелету. Затем кабели, которые в своем стандартном режиме точно компенсируют вес рук пользователя, обеспечивают дополнительную помощь, пропорциональную весу предмета.

Недавние исследования показывают, что такая конфигурация может снизить мышечное усилие до 65%. «Чтобы работать и с асимметричными компонентами, робот также определяет их центр масс», — объясняет Масьеро. «Преимущество заключается в том, что одна рука может получать большую поддержку, чем другая, что позволяет балансировать неравномерные нагрузки».

Экзоскелет для плеча также хорошо работает и самостоятельно, но несколько иначе: наиболее распространенный метод исследования заключается в измерении мышечной активности в верхней части руки и использовании этих данных для определения необходимой дополнительной помощи в данный момент. Этот метод достаточно точен, с погрешностью всего от 0,5 до 1 килограмма (1,1–2,2 фунта). Однако датчики необходимо прикреплять к верхней части руки перед каждым использованием экзоскелета, что довольно непрактично в заводских условиях.

Кобот: Программирование посредством демонстрации

Однорукий робот представляет собой типичный семисуставной коллаборативный робот. Это делает его мобильным и гибким, а способность автоматически замедляться при приближении к людям делает его достаточно безопасным для использования в исследовательских целях. Сочетание экзоскелета и роботизированной руки предлагает особые преимущества для промышленности.

«Нам удалось продемонстрировать не только то, что мы можем целенаправленно облегчить физическую нагрузку на заводских рабочих, но и то, насколько легко обучить коллаборативного робота новым задачам», — объясняет профессор Масиа. «Мы можем запрограммировать его, управляя роботизированной рукой. Не требуется ни одной строчки кода. Это огромное преимущество перед многими роботами, используемыми в настоящее время на заводах, которые работают за защитными барьерами и вдали от людей».

Читать полностью на источнике