面向人机协同肉类加工的安全与透明机器人
机器人学
2025-08-21 v1
摘要
劳动力短缺严重影响了肉类加工行业。自动化技术有潜力支持肉类行业、辅助工人并提升工作质量。然而，肉类加工中的现有自动化高度专业化、缺乏灵活性且成本高昂。与其迫使制造商为每个加工步骤购买单独的设备，我们的目标是开发通用机器人系统，与人类协作执行多种肉类加工任务。通过近期进行的一项行业专家调查，我们识别出与将这些协作机器人与人类工人集成相关的两个主要挑战。首先，必须有措施确保人类同事的安全；其次，同事需要了解机器人在做什么。本文通过引入面向通用肉类加工机器人的安全与透明性框架来解决这两个挑战。在安全性方面，我们实现了一个持续监测附近人类的手部检测系统。该系统可以在人类接近运行中的机器人时使机器人停止。我们还开发了一种配备力传感器的仪器化刀具，可以区分肉类、骨骼或夹具等物体之间的接触。在透明性方面，我们引入了一种检测机器人对其性能不确定性的方法，并使用LED界面将该不确定性传达给人类。此外，我们设计了一个图形界面，显示机器人的计划并允许人类对计划中的切割提供反馈。总体而言，我们的框架可以确保安全运行，同时让人类工人了解机器人的行动，我们通过用户研究对此进行了验证。
引用
@article{arxiv.2508.14763,
title = {Safe and Transparent Robots for Human-in-the-Loop Meat Processing},
author = {Sagar Parekh and Casey Grothoff and Ryan Wright and Robin White and Dylan P. Losey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.14763},
year = {2025}
}