Dynamic Risk Assessment for Human-Robot Collaboration Using a Heuristics-based Approach

要約

Human-Robot Collaboration（HRC）は、特に共同ロボット（コボット）と一緒に作業する人間のオペレーターを保護する上で、重要な安全上の課題をもたらします。
現在のISO基準はリスク評価とハザードの識別を強調していますが、これらの手順は、多数の設計要因と動的な相互作用を伴うHRC環境の複雑さに対処するためにはしばしば不十分です。
この出版物は、客観的な危険分析の方法を提示し、動的なリスク評価をサポートし、専門知識への依存を超えて拡大します。
このアプローチは、人体の部分とコボット間の距離などのシーンパラメーター、およびコボットのデカルト速度を監視します。
さらに、共同ワークスペース内の人間の頭の向きに焦点を当てた人類中心のパラメーターが導入されています。
これらのパラメーターは、非線形ヒューリスティック関数を使用してハザードインジケーターに変換されます。
その後、ハザードインジケーターを集計して、特定のシナリオの総ハザードレベルを推定します。
提案された方法は、人間のオペレーターとコボットの間のさまざまな相互作用を描写する産業データセットを使用して評価されます。

要約(オリジナル)

Human-robot collaboration (HRC) introduces significant safety challenges, particularly in protecting human operators working alongside collaborative robots (cobots). While current ISO standards emphasize risk assessment and hazard identification, these procedures are often insufficient for addressing the complexity of HRC environments, which involve numerous design factors and dynamic interactions. This publication presents a method for objective hazard analysis to support Dynamic Risk Assessment, extending beyond reliance on expert knowledge. The approach monitors scene parameters, such as the distance between human body parts and the cobot, as well as the cobot`s Cartesian velocity. Additionally, an anthropocentric parameter focusing on the orientation of the human head within the collaborative workspace is introduced. These parameters are transformed into hazard indicators using non-linear heuristic functions. The hazard indicators are then aggregated to estimate the total hazard level of a given scenario. The proposed method is evaluated using an industrial dataset that depicts various interactions between a human operator and a cobot.

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