Towards human-like kinematics in industrial robotic arms: a case study on a UR3 robot

要約

産業用ロボット環境における安全性は、ヒューマン ロボット インタラクション (HRI) の分野における注目の研究テーマです。
これまで、組立ライン上のロボット アームは、人間の作業員から離れた場所で他の機械と対話していました。
現在、ロボットアームメーカーは、自社のロボットが人間と協力してタスクを実行できるようにすることを目指しています。
このコラボレーションを改善する方法の 1 つは、ロボットの動きをより人間らしくすることです。
こうすることで、人間がロボットの動きを予測し、接触を恐れることなく近づくことが容易になります。
人間の動きとロボットアームの動きの主な違いは、前者はベル型の速度プロファイルを持つのに対し、後者は均一な速度プロファイルを持つことです。
この速度プロファイルを生成するために、人間の素早い動きの運動学的理論とそのシグマ対数正規モデルが使用されています。
このモデルは、人間の動きの制御に関連する基本的な現象のほとんどを説明するために広く使用されています。
人間のような動きとロボットのような動きの両方が UR3 ロボットに伝達されます。
この論文では、両方の種類の動きを生み出すために UR3 ロボットがどのようにプログラムされたかについて詳しく説明します。
ロボットへの入力動作と出力動作の間に生じる相違点は、UR3 ロボットで人間のような速度を開発できる可能性を裏付けています。

要約(オリジナル)

Safety in industrial robotic environments is a hot research topic in the area of human-robot interaction (HRI). Up to now, a robotic arm on an assembly line interacts with other machines away from human workers. Nowadays, robotic arm manufactures are aimed to their robots could increasingly perform tasks collaborating with humans. One of the ways to improve this collaboration is by making the movement of robots more humanlike. This way, it would be easier for a human to foresee the movement of the robot and approach it without fear of contact. The main difference between the movement of a human and of a robotic arm is that the former has a bell-shaped speed profile while the latter has a uniform speed one. To generate this speed profile, the kinematic theory of rapid human movements and its Sigma-Lognormal model has been used. This model is widely used to explain most of the basic phenomena related to the control of human movements. Both human-like and robotic-like movements are transferred to the UR3 robot. In this paper we detail the how the UR3 robot was programmed to produce both kinds of movement. The dissimilarities result between the input motion and output motion to the robot confirm the possibility to develop human-like velocities in the UR3 robot.

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