Un team di ricerca sta aiutando gli sviluppatori di robot a progettare macchine che hanno meno probabilità di ferire gli umani con cui lavorano. Come? Con la loro nuova "mappa della sicurezza".

Un tempo incontrata solo nella fantascienza, l'interazione tra umani e robot ha attirato molta attenzione negli ultimi anni. Con l'avanzare della tecnologia, le persone stanno diventando più esposte ai robot nella loro vita quotidiana. Tale esposizione non è limitata solo ai giocattoli robotici e agli elettrodomestici come i robot aspirapolvere. Succede anche sul posto di lavoro poiché queste macchine assumono ruoli che liberano gli umani da lavori pericolosi e ripetitivi. Aumentando ulteriormente la frequenza dell'interazione uomo-robot (HRI), si stanno sviluppando robot per l'uso in settori quali l'istruzione, il settore dell'ospitalità, assistenza agli anziani, riabilitazione e terapia assistita da robot.

La sicurezza umana è una preoccupazione primaria in HRI. Quando c'è un contatto fisico tra umani e robot, probabili collisioni pericolose. Con il sostegno parziale di due sovvenzioni UE per i progetti ILIAD e SoftPro, i ricercatori del Centro aerospaziale tedesco e della Leibniz Universität Hannover hanno collaborato per creare uno strumento che aiuta gli sviluppatori di robot ad analizzare le prestazioni di sicurezza dei loro progetti di robot. Il loro nuovo strumento, chiamato una "mappa di sicurezza, " è descritto nel loro articolo pubblicato in IEEE Xplore .

Indicando la strada per la sicurezza dei robot

In precedenti lavori di analisi della sicurezza dei robot, il team aveva collegato il comportamento di collisione di un robot ai dati sulle lesioni umane. Avendo avanzato questa idea, ora confrontano interi progetti di robot (cioè la massa e l'intervallo di velocità dell'intero spazio di lavoro del robot o sottospazi dipendenti dalle attività) con i dati sulle lesioni umane. I dati sugli infortuni possono provenire da diversi tipi di esperimenti e discipline, e può prendere in considerazione diverse parti del corpo. Considera anche se la superficie d'impatto in caso di collisione è smussata, tagliente o tagliente, e se la collisione stessa è vincolata o non vincolata. Queste informazioni sono rappresentate in modo unificato, denominata "mappa della sicurezza".

La "mappa di sicurezza" aiuta gli utenti a determinare se il robot che stanno progettando è in grado di infliggere lesioni specifiche durante collisioni impreviste. Possono anche individuare le aree più pericolose nell'area di lavoro del robot e confrontare il loro robot con altri in termini di caratteristiche di sicurezza.

Di conseguenza, i progettisti hanno a portata di mano informazioni chiare sulle lesioni più probabili durante il funzionamento. Questo aiuta a guidare il processo di progettazione dell'hardware, e contribuisce anche al controllo sicuro e alla pianificazione del movimento per il robot in fase di progettazione.

I ricercatori hanno testato la loro mappa con due robot, il PUMA 560 e il KUKA Lightweight Robot IV+. I dati sulle lesioni che hanno usato per l'esperimento hanno avuto origine da 50 anni di ricerca sulle lesioni biomeccanica.

La mappa è probabilmente il primo strumento globale di analisi della sicurezza dinamica ed esatta per i manipolatori di robot. Ha il potenziale per innescare cambiamenti significativi nel modo in cui i robot a misura d'uomo sono progettati in futuro.

ILIAD (Intra-Logistics with Integrated Automatic Deployment:flotte sicure e scalabili in spazi condivisi) sta sviluppando soluzioni robotiche innovative per gli attuali magazzini. La creazione di un ampio database sulla sicurezza degli infortuni fa parte dei suoi sforzi per garantire un funzionamento sicuro del robot in ambienti condivisi con gli esseri umani.

SoftPro (Synergy-based Open-source Foundations and Technologies for Prosthetics and RehabilitatiOn) sta studiando e progettando tecnologie di robotica soft synergy per sviluppare nuove protesi, esoscheletri e ausili per la riabilitazione dell'arto superiore. Ha lo scopo di creare prodotti finali che siano accessibili, a disposizione, utilizzabile ed economicamente sostenibile.