Safe Physical Human-Robot Interaction through Variable Impedance Control based on ISO/TS 15066

要約

産業環境における人間とロボットの物理的なインタラクションの実装が成功するかどうかは、人間のオペレーターとロボット デバイスの間の安全なコラボレーションを確保できるかどうかにかかっています。
このため、ロボット システムの速度や動作を制限することなく、ロボットのすぐ近くにいる人間のオペレーターの安全を保証する対策を採用する必要があります。
この論文では、より高い動作速度を達成しながら、ISO/TS 15066 安全規格、つまり電力および力制限モードに準拠することで安全なコラボレーションを保証する協働ロボット用の新しい可変インピーダンス ベースのコントローラーを提案します。
提案されたコントローラーの有効性が従来の方法と比較され、2 つの異なるロボット プラットフォームに実装されました。
結果は、設計されたコントローラーが安全基準への準拠を維持しながら、より高速な速度を達成することを示しています。
提案された可変インピーダンスは、産業環境における人間とロボット間の効率的かつ安全な共同作業を可能にする大きな可能性を秘めています。

要約(オリジナル)

The successful implementation of Physical Human-Robot Interaction in industrial environments depends on ensuring safe collaboration between human operators and robotic devices. This necessitates the adoption of measures that guarantee the safety of human operators in close proximity to robots, without constraining the speed and motion of the robotic systems. This paper proposes a novel variable impedance-based controller for cobots that ensures safe collaboration by adhering to the ISO/TS 15066 safety standard, namely power and force limiting mode, while achieving higher operational speeds. The effectiveness of the proposed controller has been compared with conventional methods and implemented on two different robotic platforms. The results demonstrate the designed controller achieves higher speeds, while maintaining compliance with safety standards. The proposed variable impedance holds significant potential for enabling efficient and safe collaboration between humans and robots in industrial settings.

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