數(shù)字化與工業(yè) 4.0 中最具有創(chuàng)新性的發(fā)展就是實(shí)現(xiàn)了人類與機(jī)器人的合作。幾年前看起來還像是異想天開的想法，如今已經(jīng)取得了極大進(jìn)展。

　　然而，這種更像是未來世界的工作，同時(shí)又向我們提出了許多問題：人類與機(jī)器人之間的協(xié)作到底如何進(jìn)行?工業(yè) 4.0 是否能夠與人體工學(xué)兼容?

機(jī)器人同事你也可以有

　　亞琛工業(yè)大學(xué)的工業(yè)工程及人因研究所(IAW)的助理研究員 Henning Petruck 專注于人機(jī)協(xié)作研究——一種人與機(jī)器人毫無障礙地配合工作的合作形式。

　　Petruck 是德國研究基金會(huì)(DFG)資助的“生產(chǎn)互聯(lián)網(wǎng)”精英集群項(xiàng)目中的研究生，他正在使用基于 item 工作臺(tái)系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)的工作間，來研究如何利用機(jī)器人使組裝人員的工作更輕松。

　　靈活的、符合人體工學(xué)的工作協(xié)同組裝工作間(CoWorkAs)的基本理念是讓機(jī)械手臂向工人傳遞零部件和工具，從而實(shí)現(xiàn)以與機(jī)器人物理接觸為核心的真正的人機(jī)協(xié)作。

　　“工人可以專注于生產(chǎn)過程，用不著再去四處尋找需要的零部件，只需要做好手里的組裝工作，”Petruck 解釋說。

　　一個(gè)框架結(jié)構(gòu)帶四根立柱與高度可調(diào)的工作臺(tái)和材料供應(yīng)與拾取系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。還有兩個(gè)位于頭頂上方的線性軸連接機(jī)械手臂。

　　除了機(jī)械手臂，整個(gè)工作間都是 item 的產(chǎn)品，包括工具和監(jiān)控器支架等擴(kuò)展配件。項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)在最初選擇供應(yīng)商時(shí)，人體工學(xué)發(fā)揮了關(guān)鍵作用?！霸谡箷?huì)上與 item 討論后，他們?yōu)槲覀冊O(shè)計(jì)出一套方案。我們非常喜歡這種靈活的、模塊化的、高度可調(diào)的方案，”Petruck 說。整個(gè)工作間連接在一起，可以完全根據(jù)使用者的身高調(diào)節(jié)高度。而且，模塊化的設(shè)計(jì)意味著可以不斷擴(kuò)展。

時(shí)間精確的人機(jī)協(xié)作

　　機(jī)械手臂拾取物品并向工人移動(dòng)，距離越靠近，移動(dòng)速度越慢，以免意外碰撞。并且，機(jī)器人在到達(dá)人類同事之前完全停止，這一點(diǎn)很重要，以便確保工人的感受是放松的，是伸手去取物品，而不是物品突兀地伸向自己。

　　“對于某些與機(jī)器人一同工作的人而言，這是一種全新的體驗(yàn)——特別是在我們的設(shè)置中，機(jī)器人不是固定在一個(gè)地方，有著很大的移動(dòng)范圍?！盤etruck 強(qiáng)調(diào)說。

　　任何人機(jī)協(xié)作都會(huì)帶來一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)挑戰(zhàn)——如何準(zhǔn)確預(yù)測人類行為。就 CoWorkAs 而言，組裝過程中的活動(dòng)檢測被用來分析工人完成組裝步驟所需要的時(shí)間。

　　一旦系統(tǒng)檢測到首次運(yùn)行，算法就會(huì)計(jì)算出計(jì)劃時(shí)間與實(shí)際用時(shí)之間的差異?！斑@一差異可以用于準(zhǔn)確預(yù)測下一組裝步驟的時(shí)長，這是確保機(jī)械手臂可以在正確的時(shí)間傳遞零部件的基礎(chǔ)，”Petruck 解釋說。過早傳遞會(huì)引起工人不必要的緊張，機(jī)器人也無法進(jìn)行其他工作。

數(shù)據(jù)保護(hù)和進(jìn)一步研究

　　這類人機(jī)協(xié)作不存在任何數(shù)據(jù)保護(hù)擔(dān)憂，因?yàn)椴恍枰４嬗脩粑臋n。算法只需要很少的細(xì)節(jié)來適應(yīng)當(dāng)前用戶。需要的只是一次運(yùn)行。

　　此外，后續(xù)研究將著眼于人類對機(jī)械手臂的控制。這與大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的另一名成員的工作相關(guān)，該團(tuán)隊(duì)為只有頭部能移動(dòng)的截癱患者開發(fā)出了一套控制系統(tǒng)。借助安裝在頭部的加速器，截癱患者通過頭部動(dòng)作就能控制機(jī)器人。CoWorkAs 會(huì)將這些實(shí)驗(yàn)提升到更高水平。

這也是我們所期待的，任何技術(shù)的發(fā)展，必定是為人類生活帶來更多的便利。

　　Your ideas are worth it! 期待更多的人可以用 item 的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自己的想象!