Benchmarking human-robot collaborative assembly tasks

要約

製造組立タスクは、複雑さや自動化のレベルによって異なります。
しかし、完全な自動化を達成することは、特に特定の組み立て作業が複雑であるため、困難で非効率的な場合があります。
人間とロボットの共同作業は、人間の労働力とロボットの能力を活用することで、効率を高めるソリューションとなり得ます。
このペーパーでは、人間とロボットの協調的な組み立てシナリオのテストと評価を容易にするために設計されたベンチマークとモデルのセットである CT ベンチマークを紹介します。
組み立て時間や人間の作業負荷などの指標を使用して、手動プロセスと自動プロセスを比較するように設計されています。
モデル セットのコンポーネントは、最も一般的な組み立てタスクを通じて組み立てることができますが、それぞれの難易度は異なります。
CT ベンチマークは、実験の再現性と再現性を確保することを目的として、人間とロボットの協働環境での適用性に重点を置いて設計されました。
3 つの異なるセットアップ (手動、自動、共同) での組み立てパフォーマンスを評価するための実験が実施され、組み立て時間と人間のオペレーターの作業負荷に関連する指標が測定されました。
結果は、共同アプローチは完全な手動組み立てよりも時間がかかり、70.8% 増加することを示唆しています。
しかし、NASA-TLX のアンケートによると、ユーザーは全体的な作業負荷が低下し、精神的要求、肉体的要求、努力が減少したと報告しました。

要約(オリジナル)

Manufacturing assembly tasks can vary in complexity and level of automation. Yet, achieving full automation can be challenging and inefficient, particularly due to the complexity of certain assembly operations. Human-robot collaborative work, leveraging the strengths of human labor alongside the capabilities of robots, can be a solution for enhancing efficiency. This paper introduces the CT benchmark, a benchmark and model set designed to facilitate the testing and evaluation of human-robot collaborative assembly scenarios. It was designed to compare manual and automatic processes using metrics such as the assembly time and human workload. The components of the model set can be assembled through the most common assembly tasks, each with varying levels of difficulty. The CT benchmark was designed with a focus on its applicability in human-robot collaborative environments, with the aim of ensuring the reproducibility and replicability of experiments. Experiments were carried out to assess assembly performance in three different setups (manual, automatic and collaborative), measuring metrics related to the assembly time and the workload on human operators. The results suggest that the collaborative approach takes longer than the fully manual assembly, with an increase of 70.8%. However, users reported a lower overall workload, as well as reduced mental demand, physical demand, and effort according to the NASA-TLX questionnaire.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google