Учёные ИТИС придумали как обезопасить человека при работе с роботами-манипуляторами

Свое решение сотрудники Лаборатории интеллектуальных робототехнических систем ИТИС описали в статье “Camera-based safety system for collaborative assembly” ("Система безопасности на основе камер для коллаборативной сборки").

Статья специалистов по робототехнике ИТИС была опубликована в международном журнале “Journal of Intelligent Manufacturing” с самым высоким уровнем цитируемости категории Q1. Тема исследования затронула необходимость разработки системы безопасности, основанной на компьютерном зрении, для коллаборативного робота-манипулятора.

В работе над статьей приняли участие ведущий научный сотрудник ЛИРС ИТИС КФУ Эльвира Чеботарева, лаборант-исследователь ЛИРС и студент второго курса магистратуры направления «Интеллектуальная робототехника» ИТИС Максим Мустафин, младшие научные сотрудники лаборатории Рамиль Сафин и Татьяна Цой, а также заведующий кафедрой интеллектуальной робототехники и руководитель ЛИРС Евгений Магид.

Сегодня ни одно крупное промышленное предприятие развитых стран невозможно представить без роботов. Профильные специалисты стремятся увеличить плотность роботизации российских производств. Исходя из этого, вопросы безопасности человека при работе с роботами становятся актуальными, отмечает заведующий кафедрой интеллектуальной робототехники Института информационных технологий и интеллектуальных систем КФУ Евгений Магид.

«Несмотря на большое количество достоинств роботов - работа 24/7, повышение качества и снижение себестоимости продукции - их использование в ряде случаев может оказаться затруднительным. Например, при коллаборативной сборке (это когда робот и человек, работая в одном общем пространстве, совместно и одновременно собирают какой-то продукт) остро встают вопросы безопасности человека. Хотя полностью исключить неадекватное поведение робота невозможно, в подавляющем большинстве случаев проблемы исходят от человека: например, человек неожиданно оказался слишком близко от движущегося с высокой скоростью рабочего инструмента робота или не учел траекторию движения этого инструмента».

Мировые эксперты предлагают два типовых пути решения: полностью запретить одновременное использовать робота вместе с человеком или применять специальных коллаборативных роботов (коботов). В первом случае робота «запирают» в клетку, и при открытии дверцы клетки промышленный робот автоматически отключается, гарантируя безопасность, но не позволяя работать совместно. Во втором случае жертвуют точностью и скоростью выполнения операций, так как обычно кобот уступает по этим параметрам промышленным роботам.

«Предложенный в нашей статье способ строит систему безопасности при помощи дополнительных датчиков и программного обеспечения, разработанного по результатам анализа недостатков существующих решений в области безопасности.» - поделился результатами работы Евгений Магид.

По словам Евгения Магида экспериментальная оценка системы показала, что она реагирует на неожиданное возникновение проблем безопасности оперативнее и качественнее, чем эксперт-человек, позволяя замедлять или полностью останавливать манипулятор в соответствующих ситуациях.

«Сейчас наше исследование уже находится на этапе анализа полученных данных. Его результаты послужат основой для других статей. Уже имеется рабочий прототип системы, обеспечивающей большую безопасность для человека, работающего с коботом. Например, на различного рода конвейерных производствах» - рассказал лаборант-исследователь ЛИРС Максим Мустафин.

Для демонстрации нового решения сотрудники Лаборатории интеллектуальных робототехнических систем ИТИС используют популярного датского кобота UR (Universal Robots.). В следующем году планируется испытание системы на коботе казанской компании Эйдос Робототехника, а затем она будет перенесена на промышленного робота KUKA.

Напомним, что по данным Scimago Journal & Country Rank (SJR) журнал “Journal of Intelligent Manufacturing” относится к квартилю Q1 (категория научных журналов, определяемая библиометрическими показателями, отражающая самый высокий уровень цитируемости, то есть востребованности журнала научным сообществом). Качество принятых к публикации статей в направлении "Промышленное и производственное машиностроение" ("Industrial and Manufacturing Engineering") остается на высоком уровне. Индекс цитируемости (H-index) журнала равен 104. Согласно статистике SJR, цитируемость каждой статьи в среднем достигает 10 раз за два года.

Материалы журнала индексируются в базах данных Scopus и Web of Science.