智能工業(yè)機(jī)器人的算法安全措施

智能工業(yè)機(jī)器人的算法安全措施

現(xiàn)代工廠當(dāng)中，人與機(jī)器人是兩大核心勞動力。未來，人與機(jī)器人將會在一起共事，所以需要保證人與機(jī)器人之間的安全性。那么需要機(jī)器人可以適應(yīng)人的工作需要，適應(yīng)不同的工作環(huán)境。因此，本文為工業(yè)機(jī)器人提出兩種控制算法，安全集算法（SSA）和安全探測算法（SEA），將機(jī)器人的運(yùn)動范圍限制在相對于人類較安全的區(qū)域。研究人體與機(jī)器人手臂的相互作用，該作用系統(tǒng)由人，機(jī)器人和環(huán)境組成，人類通過觀察屏幕的虛擬環(huán)境，人類根據(jù)虛擬環(huán)境做出一定的行為，傳感器（例如觸摸板或Kinect）可以采集到人類所做出的行為。人體動畫器讀取傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并發(fā)送給虛擬環(huán)境，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行展示。機(jī)器人根據(jù)虛擬環(huán)境中的人類行為，來計算相對安全且高效的運(yùn)動軌跡，并也發(fā)送到虛擬環(huán)境中。在仿真環(huán)境中，機(jī)器人手臂被包裹在兩個膠囊中，忽略機(jī)器人手臂的垂直位移。人類為藍(lán)色的點。膠囊用于表示人類和機(jī)器人的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)。在平面機(jī)器人手臂和6個自由度機(jī)器人手臂DoF上進(jìn)行重現(xiàn)現(xiàn)實場景的仿真研究。

總之，控制算法的設(shè)計要求是：

1）設(shè)計可以處理目標(biāo)和時間不變約束的基線控制器。

2）用膠囊包裹每個移動的剛體，簡化幾何形狀。

3）設(shè)計安全套X S，其中指定膠囊之間所需的距離。

4）根據(jù)安全集X S和機(jī)器人動力學(xué)設(shè)計安全指標(biāo)φ。

5）選擇控制修改標(biāo)準(zhǔn)并設(shè)計控制修改度量Q。

6）設(shè)計人體運(yùn)動預(yù)測器

會議：2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation(ICRA)

作者：Masayoshi Tomizuka et al

編譯：野晨晨