Хора, екзоскелети, коботи: новата формула за съвместна работа във фабриките

07.08.2026   |   Начало»Проекти

Редактор
Пепа Петрунова

Редактор
Пепа Петрунова

Все повече роботи помагат на работниците в глобалното производство. По данни на Международната федерация по роботика (IFR) във фабриките по света вече са в експлоатация над 4,6 млн. единици. Въпреки това съвместната работа между хора и машини все още не е достигнала необходимото ниво на ефективност, гъвкавост и безопасност.

Изследователи от Техническия университет в Мюнхен (TUM) са създали иновативно решение, което позволява човек, носещ екзоскелет, да работи безопасно и в непосредствена близост до роботизиран манипулатор. Концепцията е ориентирана едновременно към оптимизация на производствените процеси и намаляване на физическото натоварване върху служителите.

Технологията, наречена "WearaCob" – от "wearable" (носим) и "collaborative" (колаборативен), е разработена от екипа на проф. Лоренцо Масия в Мюнхенския институт по роботика и машинен интелект към университета (TUM MIRMI).

Подкрепа в изтощителните задачи

"Когато хората и роботите се трудят заедно в заводите, обикновено те са в стриктно разграничени помежду си зони – предимно от съображения за сигурност. Роботът се заема със своята задача, изпълнява я и подава обекта на работниците, които поемат следващите стъпки в процеса. Това обаче може да е изключително изтощително за тях.

Пример е качествената инспекция на по-тежки детайли, които се налага да бъдат повдигани и оставяни с множество повторения", посочват специалистите по интелигентни биороботизирани системи от Факултета по компютърни науки, информационни и инженерни технологии на TUM – основен участник в дейността на Института.

Идеята на WearaCob е именно да улесни повдигането и пренасянето на тежки обекти посредством роботизиран екзоскелет за горната част на тялото. Част от системата е и колаборативен робот (кобот) с единичен манипулатор, чиято цел е да подпомага работника.

Технологията намалява усилията на ръцете с близо две трети

Разработеният от немските инженери екзоскелет се носи като раница, а в задната му част е монтиран електромотор. От двете страни на тялото преминават тънки и яки въжета, които започват от гърба, минават над раменете и достигат до предната част на системата. Там те са закрепени към опори, подобни на налакътници. Когато моторът обтяга въжетата, те поемат част от натоварването, обичайно попадащо върху бицепса.

Повечето екзоскелети в индустриалната практика зависят от сензори за измерване на мускулната активност в горната част на ръката, въз основа на които определят каква допълнителна помощ е необходима на работника в конкретен момент. Макар и сравнително точни – с допустима грешка от порядъка на 0,5–1 kg, датчиците трябва да бъдат прикрепяни към ръцете преди всяко носене на екзоскелета, което е доста непрактично в заводска среда, посочват изследователите.

Тук идва ролята на едноръкия манипулатор в WearaCob – многофункционален асистент на носещия екзоскелета оператор. Когато колаборативният робот повдигне даден предмет, за да го подаде на човека, той измерва теглото му и безжично предава тази информация към екзоскелета. Така системата предварително регулира нивото на подпомагане според моментното натоварване, разказват изследователите. Въжетата, които в стандартна позиция прецизно компенсират теглото на ръцете на работника, осигуряват допълнителна помощ, пропорционална на теглото на носения обект.

Проучванията показват, че подобна конфигурация може да намали мускулните усилия на човека с до 65%. "За да се борави успешно и с несиметрични детайли, роботът разполага с възможности да определя техния център на тежестта. Това осигурява ценно предимство – едната ръка може да получи по-голяма подкрепа от другата, което позволява безопасно балансиране на неравномерно разпределени товари", поясняват от TUM MIRMI.

Коботът се нуждае единствено от ръчна демонстрация

Колаборативният робот в системата е стандартен, а седемте му шарнирни съединения го правят мобилен и гъвкав. Способността му автоматично да забавя или спира движенията си при навлизане на оператор в работната зона го превръща в достатъчно безопасно решение за целите на проекта, който демонстрира сериозен потенциал да трансформира съвместната работа между хора и роботи в индустрията. А програмирането му е лесно и интуитивно – чрез демонстрация от страна на оператора.

"Успяхме да докажем не само, че можем целенасочено да намалим физическото натоварване на работниците във фабриките, но и лесно да обучаваме асистиращия кобот на нови задачи. Можем да го програмираме, като насочваме роботизираното рамо с ръка. Така буквално не е необходим нито един ред код. Това е огромно преимущество на решението пред много от роботизираните системи, които се използват дотук в заводите", обобщават от университета.

Ключови думи: TUM   MIRMI   роботи   екзоскелети   коботи   съвместна работа   индустрия   производство   колаборация   натоварване   работници  

Област: Роботика