看完這8篇論文，你會完全掌握桌面六軸協(xié)作機(jī)器人！

協(xié)作機(jī)器人（collaborative robot）簡稱cobot或co-robot，是設(shè)計(jì)和人類在共同工作空間中有近距離互動(dòng)的機(jī)器人，是人類和電腦控制的通用機(jī)器人之間的直接物理互動(dòng)的設(shè)備。

協(xié)作機(jī)器人的機(jī)能包括了和人類近距離互動(dòng)合作、對周圍人類進(jìn)行安全保護(hù)。

今天，給大家推薦一些協(xié)作機(jī)器人的論文，這些論文均來自國內(nèi)外各所知名高校，這8篇論文資料，主要使用的產(chǎn)品是桌面六軸協(xié)作機(jī)器人mycobot系列，建議收藏學(xué)習(xí)。

① 使用SVM、Haar Cascade分類器和機(jī)械臂檢測使用口罩防止COVID-19傳播的情況

作者：Andini Pratiwi, Erna Budhiarti Nababan , Amalia

大學(xué)：蘇門答臘大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)學(xué)院，印度尼西亞

摘要：需要進(jìn)行監(jiān)測，通過實(shí)施使用口罩等衛(wèi)生協(xié)議，特別是對那些不戴口罩或仍有問題的人，保持COVID-19病例的傳播率。在這項(xiàng)研究中，系統(tǒng)利用機(jī)器人的力量來識別訪客是否戴口罩，如果檢測到用戶沒有戴口罩，則自動(dòng)分發(fā)口罩。用戶臉部檢測過程中使用Haar Cascade分類器算法來裁剪圖像，聚焦于臉部區(qū)域，并使用SVM（支持向量機(jī)）對是否戴口罩的用戶進(jìn)行分類。對于被檢測為不戴口罩的用戶，myCobot Pi在吸氣泵的支持下，將向用戶分發(fā)口罩。使用myCobot-Pi作為基于樹莓派的機(jī)械臂，可以在最小規(guī)格和尺寸的設(shè)備上應(yīng)用該系統(tǒng)。通過采取41個(gè)檢測案例的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有29個(gè)案例成功地檢測到口罩的正確使用。此外，在這項(xiàng)研究中，我們使用PP片狀塑料保護(hù)器來代替口罩包裝，因?yàn)樗梢杂晌鼩獗谜y帶。

②基于眼動(dòng)追蹤的非侵入式機(jī)械臂控制系統(tǒng)

作者：Zichen Kong, Shuying Rao, Hui Yang, Wenli Lan, Yue Leng, Sheng Ge

大學(xué)：東南大學(xué)

摘要：有嚴(yán)重語言和運(yùn)動(dòng)障礙的人，由于無法有效的控制肌肉的移動(dòng)，可能存在與外部世界溝通困難的情況。在本研究中，開發(fā)了一種基于眼動(dòng)追蹤的非侵入式機(jī)械臂控制系統(tǒng)。在充分考慮機(jī)械臂的空間特性后，進(jìn)行了以用戶為中心的設(shè)計(jì)過程，其中包含八個(gè)命令和一個(gè)中間實(shí)時(shí)視頻傳輸用戶界面。此外，評估了三種眼動(dòng)注視點(diǎn)處理算法。其中，基于密度的空間聚類和噪聲算法的平均準(zhǔn)確率達(dá)到了 99.3%。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了離線實(shí)驗(yàn)，5名被試都能夠發(fā)送準(zhǔn)確率高于 99% 的命令。

③ 考慮到身體時(shí)空變化的低剛度機(jī)器人視覺伺服的自我監(jiān)督學(xué)習(xí)

作者：Kento Kawaharazuka, IEEE會員

大學(xué)：澳大利亞莫納什大學(xué)

摘要：在這項(xiàng)研究中，我們研究了在低剛度機(jī)器人中通過視覺伺服來抓取物體。與剛性機(jī)器人相比，低剛度機(jī)器人很難按預(yù)期處理自己的身體，視覺和身體之間的校準(zhǔn)需要一些時(shí)間。此外，機(jī)器人必須不斷適應(yīng)其身體的變化，如相機(jī)位置的變化和因老化而導(dǎo)致的關(guān)節(jié)變化。因此，我們開發(fā)了一種方法，讓低硬度機(jī)器人自主地學(xué)習(xí)其身體的視覺伺服。我們還開發(fā)了一種機(jī)制，可以根據(jù)時(shí)間上的身體變化來適應(yīng)性地改變其視覺伺服狀態(tài)。我們將方法應(yīng)用于一個(gè)低剛度的6軸機(jī)械臂-MyCobot，并通過進(jìn)行基于視覺伺服的物體抓取實(shí)驗(yàn)確認(rèn)其有效性。

④機(jī)器人觸摸發(fā)送慰問：發(fā)送者和接收者的不同觀點(diǎn)

作者：Rachel H. Y. Au、Katrina Ling、Marlena R. Fraune

大學(xué)：新墨西哥州立大學(xué)、豐田研究院

摘要：為了減少社會孤立感，人們越來越嚴(yán)重地依賴在線社會交流方法。然而，這種交流方式缺乏表達(dá)情感安慰人的最關(guān)鍵因素之一：身體接觸。在目前的工作中，我們研究了人們對具有情感觸摸功能的機(jī)器人的看法，對具有情感觸摸功能的機(jī)器人傳達(dá)來自另一個(gè)人的同情心的看法。

我們在美國和日本進(jìn)行了兩項(xiàng)在線研究，調(diào)查個(gè)人如何評價(jià)由他們發(fā)送給朋友的想象中的機(jī)器人觸摸手勢（研究1）和由他們從朋友那里收到的機(jī)器人觸摸手勢（研究2）。我們發(fā)現(xiàn)，與其他類型的觸摸相比，同情的發(fā)送者喜歡機(jī)器人拍打或摩擦肩膀，但更愿意通過文字或GIF來表達(dá)同情，而不是通過機(jī)器人介導(dǎo)的觸摸。相反，與其他一些表達(dá)同情的方式，特別是短文相比，接受者在收到機(jī)器人觸摸手勢表示同情時(shí)，會感受到更多的同情和社會支持。目前的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了發(fā)送者和接受者對機(jī)器人情感觸摸的不同觀點(diǎn)，以及對機(jī)器人情感觸摸評價(jià)的潛在文化和個(gè)體差異。

⑤ 機(jī)械手臂的抓取狀態(tài)的可視化

作者：Haruka Hyodo和Yasuyuki Yamada，IEEE會員

大學(xué)：澳大利亞莫納什大學(xué)

摘要：當(dāng)機(jī)器或機(jī)器人在位置控制下工作時(shí)，根據(jù)機(jī)器人外觀的視覺變化，很難直觀地確認(rèn)機(jī)器人對施加在物體上的力的反應(yīng)，或要互動(dòng)的物體的硬度或質(zhì)量。當(dāng)人類和機(jī)器人在同一空間內(nèi)合作或工作時(shí)，如果我們能從視覺上理解機(jī)器人，了解機(jī)器人的狀態(tài)，互動(dòng)將更加順利和安全。

此外，目前正在研究能夠靈活地適應(yīng)人和各種外部環(huán)境的軟體機(jī)器人技術(shù)。在本研究中，我們的目標(biāo)是開發(fā)一種技術(shù)，可以傳達(dá)軟體機(jī)器人的狀態(tài)，該機(jī)器人可以根據(jù)目標(biāo)物體的變形情況，明確地改變其外觀。我們試圖通過放大由光彈性效應(yīng)引起的顏色變化，使軟體機(jī)器人的內(nèi)部壓力可視化。放大由光彈性效應(yīng)引起的顏色變化使用折紙和kirigami結(jié)構(gòu)。此外，作為一項(xiàng)可行性研究，我們開發(fā)了一個(gè)軟體機(jī)器人手，可以直觀地表明被抓取物體的質(zhì)量和硬度。

⑥人機(jī)協(xié)作! 關(guān)于人類和機(jī)器人之間的物理合作所產(chǎn)生的統(tǒng)一感

作者：住田拓郎、 上村綜次郎、長谷川孔明、 岡田美智男、大島直樹

大學(xué)：日本豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)

摘要：人與人之間共同實(shí)現(xiàn)某種目標(biāo)需要合作。人和機(jī)器人，或者機(jī)器人之間，有沒有可能按照對方的 "我希望你這樣做 "的感覺來行動(dòng)？

人類和機(jī)器人，或者機(jī)器人和人類以及機(jī)器人，是否有可能對對方的 "我希望你這樣做 "的感覺做出反應(yīng)？在這個(gè)演講中，我們將討論人類與機(jī)器人通過物理合作為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)作出貢獻(xiàn)的可能性。

我們提出了一個(gè)機(jī)器人，通過使人和機(jī)器人為實(shí)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)而互相幫助，并伴隨著身體的協(xié)調(diào)，創(chuàng)造一種團(tuán)結(jié)的感覺。

⑦ 軟體機(jī)器人的觸覺傳感系統(tǒng)

作者：Taiki Majima1 和Kazunori Takashio2

大學(xué)：澳大利亞莫納什大學(xué)

摘要：在這項(xiàng)研究中，我們提出了一個(gè)名為SoftTactile skIn (STI) 的系統(tǒng)，它由一個(gè)人造外皮和細(xì)胞組成。STI可以連接到現(xiàn)有的機(jī)器人上，使其具有靈活性和觸覺。人工外皮采用海綿結(jié)構(gòu)，易于獲得和加工，而光學(xué)傳感器是一個(gè)小型的光反射器。為了處理多個(gè)細(xì)胞作為一個(gè)表面的信息，我們的系統(tǒng)根據(jù)傳感器的數(shù)值生成圖像，并使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估計(jì)狀態(tài)，該網(wǎng)絡(luò)在圖像識別領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的性能。

該系統(tǒng)的觸覺傳感器能夠在特定條件下以91.4%的準(zhǔn)確率估計(jì)接觸位置，并以81.0%的準(zhǔn)確率估計(jì)五個(gè)接觸動(dòng)作。STI有望在未來擴(kuò)大軟體機(jī)器人的人機(jī)交瓦(HRI)的范圍。本文的貢獻(xiàn)在于提出了一種為基于傳統(tǒng)機(jī)器人的軟體機(jī)器人提供觸覺傳感器的方法，該方法結(jié)合了細(xì)胞-皮膚和光學(xué)傳感器的特點(diǎn)，能夠在不把細(xì)胞鋪滿整個(gè)表面的情況下進(jìn)行大范圍的表面感應(yīng)。

⑧ 協(xié)作機(jī)器人智能控制與人機(jī)交互研究綜述

作者：黃海豐，劉培森，李擎苣，于欣波

大學(xué)：北京科技大學(xué)

摘 要：協(xié)作機(jī)器人是一類能夠在共享空間中與人類交互或在人類附近安全工作的新型工業(yè)機(jī)器人，由于其輕質(zhì)、安全的特點(diǎn)，在柔性制造、社會服務(wù)、醫(yī)療健康、防災(zāi)抗疫等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景，受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，成為當(dāng)前機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

協(xié)作機(jī)器人需要具備良好的控制性能確保與人交互的安全性，集成多種傳感器感知外 部環(huán)境并應(yīng)用智能控制理論與方法來確保高效的協(xié)作行為。

在我國，人機(jī)協(xié)作已列入《智能制造 2025》和《新一代人工智能發(fā) 展規(guī)劃》重點(diǎn)支持研究計(jì)劃。

本文主要介紹了國內(nèi)外幾款常見的協(xié)作機(jī)器人，機(jī)器人基于感知信息的控制、高精度跟蹤控 制、交互控制等智能控制方法，并圍繞機(jī)器人與人執(zhí)行協(xié)作任務(wù)的高效性，對機(jī)器人的人類意圖估計(jì)和技能學(xué)習(xí)方法進(jìn)行了討論。最終對協(xié)作機(jī)器人未來的發(fā)展方向進(jìn)行了展望.