物理性人－机器人交互研究与发展现状

熊根良＊，陈海初，梁发云，董增文

【摘 要】摘要：介绍了物理性人－机器人交互的定义，对该过程可能对人造成的伤害进行了分析，给出了物理性人－机器人交互安全评价指标，并总结了目前该领域采用的安全策略。综述了国内外在物理性人－机器人交互方面的研究进展，在分析物理性人－机器人交互研究现状的基础上，阐述了该领域面临的问题和挑战。文章指出，目前物理性人－机器人交互伤害分析和安全评估研究主要集中在钝/锐碰撞造成的骨骼和软组织伤害上，缺乏对脏器、血管、神经等损伤的研究。安全策略主要方法有碰撞避免、包裹软弹性材料、关节柔顺设计等。通过对比各种安全策略的设计思想和组成方案，总结出了各种策略的优缺点和存在的主要问题。由于现有的研究表明单一的手段和策略无法保证人－机器人交互的安全性，提出将认知性人－机器人交互和物理性人－机器人交互相结合来增强后者的安全性将是未来发展的方向。

【期刊名称】光学精密工程

【年(卷),期】2013(021)002

【总页数】15

【关键词】关 键 词：物理性人－机器人交互;伤害分析;安全评诂;安全反应策略

【文献来源】https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_optics-precision-engineering_thesis/0201223937165.html

1 引 言

近几年来，随着工业机器人技术的日益成熟，机器人研究的热点已逐渐转移到以“人为中心”的服务机器人，从而给机器人研究领域带来了新的挑战，即人－机器人交互（Human－robot Interaction)问题。机器人的人机交互分为物理性人机交互（Physical Human－robot Interaction)和认知性 人 机 交 互 （Cognitive Human－robot Interaction)［1］。物理性人机交互关注的主要问题是安全性和可靠性，两者贯穿于人类环境下使用的机器人设计和控制的所有阶段。虽然认知性人机交互也与此相关，但以“人为中心”的机器人应用领域越来越多，人与机器人已无法避免共享工作空间，当人与机器人的距离越靠越近时，两者之间难免发生相互接触。当机器人本体与人类用户接触时（这种情形称之为物理性人机交互)，最重要的是保证人类用户的安全，也就是说，机器人在任何情况下都不应该伤害人类。因此，最具革命性和挑战性的下一代机器人的特征应该是具有安全、可靠的物理性人机交互功能［2］。