Кобот или коллаборативный робот , также известный как робот-компаньон , — это робот, предназначенный для прямого взаимодействия человека и робота в общем пространстве или там, где люди и роботы находятся в непосредственной близости. Применение коботов контрастирует с традиционным применением промышленных роботов , в которых роботы изолированы от контакта с человеком или люди защищены роботизированными техническими жилетами . [1] [2] Безопасность коботов может зависеть от легких конструкционных материалов, закругленных краев и неотъемлемого ограничения скорости и силы или от датчиков и программного обеспечения, которые обеспечивают безопасное поведение. [3] [4]
Международная федерация робототехники (IFR) [5] , глобальная отраслевая ассоциация производителей роботов и национальных ассоциаций робототехники, признает две основные группы роботов: промышленные роботы, используемые в автоматизации, и сервисные роботы для бытового и профессионального использования. Сервисные роботы могут считаться коботами, поскольку они предназначены для работы вместе с людьми. Традиционно промышленные роботы работали отдельно от людей за заборами или другими защитными барьерами, но коботы устраняют это разделение.
Коботы могут иметь множество применений: от информационных роботов в общественных местах (пример сервисных роботов) [6] до логистических роботов, которые транспортируют материалы внутри здания [7] и промышленных роботов, которые помогают автоматизировать неэргономичные задачи, такие как помощь людям в перемещении тяжелых деталей или операции по загрузке или сборке машин.
IFR определяет четыре уровня сотрудничества между промышленными роботами и людьми: [8]
В большинстве современных промышленных применений коботов кобот и человек-работник находятся в одном и том же пространстве, но выполняют задачи независимо или последовательно (сосуществование или последовательное сотрудничество). Сотрудничество или отзывчивое сотрудничество в настоящее время встречаются реже.
Коботы были изобретены в 1996 году Дж. Эдвардом Колгейтом и Майклом Пешкиным, [9] профессорами Северо-Западного университета . Их патент в США под названием «Коботы» [10] описывает «аппарат и метод для прямого физического взаимодействия между человеком и универсальным манипулятором, управляемым компьютером». Изобретение стало результатом инициативы General Motors 1994 года под руководством Прасада Аклеллы из Центра робототехники GM и исследовательского гранта Фонда General Motors 1995 года , направленного на поиск способа сделать роботов или роботоподобное оборудование достаточно безопасными для взаимодействия с людьми. [11]
Первые коботы обеспечивали безопасность человека, не имея внутреннего источника движущей силы . [12] Вместо этого движущая сила обеспечивалась рабочим-человеком. [13] Функция кобота заключалась в том, чтобы позволить компьютеру управлять движением, перенаправляя или направляя полезную нагрузку в кооперативном режиме с рабочим-человеком. Позже коботы также обеспечивали ограниченное количество движущей силы. [14] General Motors и отраслевая рабочая группа использовали термин «интеллектуальное вспомогательное устройство» (IAD) в качестве альтернативы коботу, который считался слишком тесно связанным с компанией Cobotics. В то время рыночный спрос на интеллектуальные вспомогательные устройства и стандарт безопасности «T15.1 Интеллектуальные вспомогательные устройства — Требования к безопасности персонала» [15] были направлены на улучшение операций по обработке промышленных материалов и сборки автомобилей. [16]
Cobotics, [17] компания, основанная в 1997 году Колгейтом и Пешкиным, выпустила несколько моделей коботов, используемых при окончательной сборке автомобилей [18] [14] Эти коботы были типа IFR Responsive Collaboration, использующие то, что сейчас называется «Hand Guided Control». В 2003 году компания была приобретена Stanley Assembly Technologies.
KUKA выпустила своего первого кобота, LBR 3, в 2004 году. [12] Этот управляемый компьютером легкий робот стал результатом длительного сотрудничества с Немецким институтом аэрокосмического центра . [19] KUKA еще больше усовершенствовала технологию, выпустив KUKA LBR 4 в 2008 году и KUKA LBR iiwa в 2013 году. [20]
Компания Universal Robots выпустила своего первого кобота UR5 в 2008 году. [21] Этот кобот мог безопасно работать вместе с сотрудниками, устраняя необходимость в защитных ограждениях или ограждениях. Новый робот помог начать эру гибких, удобных и экономичных коллаборативных роботов. [12] В 2012 году компания Universal Robots выпустила кобота UR10, [22] а в 2015 году они выпустили меньший, с меньшей полезной нагрузкой UR3.
Компания Rethink Robotics выпустила промышленного кобота Baxter в 2012 году [23] , а также меньшего, но более быстрого коллаборативного робота Sawyer в 2015 году, предназначенного для выполнения высокоточных задач. [24]
С 2009 по 2013 год четыре робота CoBot, которые были спроектированы, построены и запрограммированы исследовательской группой CORAL в Университете Карнеги-Меллона , проделали более 130 километров автономных перемещений по поручениям внутри здания. [25]
FANUC [26] выпустила своего первого коллаборативного робота в 2015 году - FANUC CR-35iA [27] с тяжелой полезной нагрузкой 35 кг. [28] С тех пор FANUC выпустила меньшую линейку коллаборативных роботов, включая FANUC CR-4iA, CR-7iA и версию с длинной рукой CR-7/L, а также полную линейку стандартных коботов, включая CRX-5iA, CRX-10iA, CRX-10iA/L, CRX-20iA, CRX-20iA/L и CRX-30iA. Они также являются первой компанией в мире, которая выпустила первого взрывозащищенного кобота, используемого в покрасочных работах и других опасных средах, таких как загрузка боеприпасов или работа в зонах, требующих взрывозащищенного оборудования. [29]
В 2015 году компания ABB выпустила YuMi [30] , первого коллаборативного робота с двумя руками. В феврале 2021 года они выпустили GoFa [31] , грузоподъемность которого составляла 5 кг.
По состоянию на 2019 год лидером рынка была компания Universal Robots, за которой следовала Techman Robot Inc. [32] Techman Robot Inc. — производитель коботов, основанный Quanta в 2016 году. Компания базируется в технологическом парке Hwa Ya в Таоюане.
В 2020 году рынок промышленных коботов имел годовой темп роста в 50 процентов. [12]
В 2022 году компания Collaborative Robotics (co.bot) была основана Брэдом Портером, бывшим вице-президентом и выдающимся инженером по робототехнике в Amazon. [33]
В 2023 году компания Collaborative Robotics привлекла $30 млн. в рамках серии A, чтобы начать разработку и производство своего нового кобота. [34]
В 2023 году Гаутам Сивах и Шерил Ли продемонстрируют преобразующие приложения обработки естественного языка для улучшения коммуникации между людьми и коллаборативными роботами ( UR3e ). [35]
RIA BSR/T15.1, проект стандарта безопасности для интеллектуальных вспомогательных устройств, был опубликован Ассоциацией робототехнической промышленности , отраслевой рабочей группой, в марте 2002 года. [36]
Стандарт безопасности роботов (ANSI/RIA R15.06) был впервые опубликован в 1986 году после 4 лет разработки. Он был обновлен новыми изданиями в 1992 и 1999 годах. В 2011 году ANSI/RIA R15.06 был снова обновлен и теперь является национальным принятием объединенных стандартов безопасности ISO 10218-1 и ISO 10218-2. Стандарты ISO основаны на ANSI/RIA R15.06-1999. Сопутствующий документ был разработан ISO TC299 WG3 и опубликован как Техническая спецификация ISO, ISO/TS 15066:2016. Эта Техническая спецификация охватывает коллаборативную робототехнику - требования к роботам и интегрированным приложениям. [37] ISO 10218-1 [38] содержит требования к роботам - включая те, которые имеют дополнительные возможности для обеспечения совместных приложений. ISO 10218-2:2011 [39] и ISO/TS 15066 [40] содержат требования безопасности как для совместных, так и для несовместных приложений роботов. Технически, приложение <совместного> робота включает робота, рабочий орган (установленный на руку робота или манипулятор для выполнения задач, которые могут включать манипулирование или обработку объектов) и заготовку (если объект обрабатывается).
Безопасность совместного применения робота является проблемой, поскольку НЕТ официального термина «кобот» (в стандартизации роботов). Кобот считается термином продаж или маркетинга, поскольку «совместный» определяется применением. Например, робот, владеющий режущим инструментом или острой заготовкой, будет опасен для людей. Однако тот же робот, сортирующий пенопластовые чипсы, вероятно, будет безопасен. Следовательно, оценка риска , выполненная интегратором робота, касается предполагаемого применения (использования). Части 1 и 2 ISO 10218 опираются на оценку риска (согласно ISO 12100). В Европе применяется Директива по машинному оборудованию , однако сам робот является частичной машиной. Роботизированная система (робот с конечным исполнительным органом) и применение робота считаются полными машинами. [41] [42]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )