面向动态人机协作任务的工效学角色分配框架
机器人学
2023-01-20 v1 人机交互
多智能体系统
摘要
通过将工效学原则纳入任务分配过程，人机协作（HRC）框架有助于预防工作相关肌肉骨骼疾患（WMSDs）。在此背景下，现有离线方法未考虑人类动作与状态的变异性；因此，规划并动态分配人机团队中的角色仍是一项未解决的挑战。本研究旨在创建一个考虑任务特征与人类状态测量的工效学角色分配框架，以优化HRC。所提框架由两个主要模块组成：第一个模块提供HRC任务模型，利用我们为求解分配问题而改进的AND/OR图（AOG）；第二个模块通过风险指示子在任务执行期间描述工效学风险评估，并更新AOG相关变量以影响未来任务分配。所提框架可与任何评估人类认知与体力负荷的时变工效学风险指示子结合。本工作中，我们在装配场景中测试了框架，引入了名为运动磨损（Kinematic Wear）的风险指数。整体框架已通过多受试者实验测试。任务分配结果与通过问卷测量的主观评价表明，高风险动作被准确识别且未分配给人，从而减轻了协作任务中的疲劳与挫败感。
引用
@article{arxiv.2301.07999,
title = {An Ergonomic Role Allocation Framework for Dynamic Human-Robot Collaborative Tasks},
author = {Elena Merlo and Edoardo Lamon and Fabio Fusaro and Marta Lorenzini and Alessandro Carfì and Fulvio Mastrogiovanni and Arash Ajoudani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.07999},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 22 figures, accepted to the special issue on Human-centric Smart Manufacturing: Trends, Issues and Challenges of the Journal of Manufacturing Systems