ТехнологииНовая технология безопасности позволит мощным роботам «трудиться» бок о бок с людьми

До сих пор сверхмощные роботы всегда размещались в отдельных рабочих зонах для обеспечения безопасности работников завода. Исследователи из Института Fraunhofer намерены изменить сложившуюся ситуацию с помощью гениальной концепции безопасности и интеллектуального управления роботом. Эта технология позволит людям и роботам сотрудничать в команде. Разработчики представят эту концепцию на Ганноверской ярмарке (Hannover Messe) с 24 по 28 апреля 2017 года (зал 17, стенд C 18).

Сверхмощные роботы, которые с легкостью поднимают компоненты весом 200 кг, быстро перемещаются со скоростью до двух метров в секунду и представляют реальную опасность для жизни людей. Чтобы исключить любой потенциальный риск для сотрудников, эти «стальные коллеги» до сих пор работали в изолированном пространстве. Вместе с тем, взаимодействие в рабочей среде было гораздо более эффективным, если бы люди и роботы работали бок о бок, без ограждений. В таком случае возникает вопрос обеспечения безопасности. В институте Fraunhofer по станкостроению и технологиям обработки давлением (IWU) уже нашли решение этой проблемы.

Эксперты IWU Fraunhofer разработали концепцию дифференцированной безопасности, которая начинается с определения различных уровней потенциальных контактов. Чем интенсивнее взаимодействие человека и машины, тем выше уровень, требующий соблюдения более строгих правил техники безопасности. Например, если роботу необходимо передать компонент/деталь сотруднику, он перемещается настолько медленно и осторожно, насколько это определено для данного уровня. При выполнении отдельных задач на безопасном расстоянии друг от друга роботы могут работать на максимальной скорости. Исследователи Fraunhofer определили в общей сложности четыре уровня взаимодействия.

Определенные уровни дополняются делением рабочих областей для совместной работы на пространственные зоны. Каждая зона определяет, насколько близки люди и машины по отношению друг к другу. На самом низком уровне выделяют только две зоны: зеленую и красную. Если сотрудник находится на безопасном расстоянии от робота, это указывает на зеленую зону, и робот может работать на максимальной скорости. Красная зона активируется, как только сотрудник начинает приближаться. В этом случае робот немедленно замедляется или прекращает работать. При  выполнении работы в команде - например, для замены деталей или инструментов – дополнительно выделяется желтая зона сотрудничества, в которой сверхмощный робот движется осторожно и с малой скоростью.

Камеры, датчики и интеллектуальные алгоритмы

Для того, чтобы робот мог правильно реагировать на окружающую обстановку, он должен постоянно знать место нахождения и предполагаемый маршрут сотрудника-коллеги. Несколько встроенных камер позволяют манипулятору «видеть» и отвечать заданным требованиям в определении необходимых параметров. Две камеры расположены над рабочей зоной и обеспечивают обзор всего рабочего пространства. Они также определяют текущее местоположение сотрудника. Дополнительная камера находится на «голове» робота и фиксирует область крупным планом. Она также позволяет роботу распознать лицо, руку или компонент в руке сотрудника.

Ряд датчиков дополняет использование камер. Чтобы предотвратить столкновение, датчики регистрируют такие параметры, как положение робота, ускорение и мощность, а также они отслеживают положение и движения сотрудника. Интеллектуальные алгоритмы, разработанные институтом Fraunhofer (IWU), помогают не только зафиксировать, но и оценить полученные данные. Интеллектуальные алгоритмы обеспечивают постоянное соответствие действий робота всем правилам безопасности, исходя из поставленной задачи и текущей ситуации.

«Наша система уже полностью функциональна и прошла испытания в лаборатории. В этом году поставлена цель, суть которой заключается в том, чтобы привлечь ассоциацию робототехники для тестирования приложения и обеспечить его внедрение в отрасли», - отмечает профессор Маттиас Путц, директор института Fraunhofer (IWU).

Совместная работа в виртуальной реальности

Данная технология уже была протестирована в виртуальной реальности. Используя VR-очки, пользователи могут практически испытать совместную работу. Система работает на максимальной скорости в режиме виртуальной реальности.  «VR-технология, таким образом, является отличным способом достоверно проверить взаимодействие с роботом», - говорит профессор Путц. Эксперты института Fraunhofer намерены усовершенствовать систему в ближайшем будущем. «Вскоре робот научится приспосабливаться к поведению сотрудника, анализируя движения человека», - объясняет Пуц. Кроме того, мы работаем над распознаванием жестов, что позволит сотруднику контролировать «стального коллегу» с помощью движений рук. Например, использовать жест рукой, чтобы робот передал нужный инструмент».

Автор: Вадим Егунов: 01.04.2017

Источник: Phys.org