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机器人机电组件的开发长期以来一直是一个渐进的过程 ， 仅在17年前才开始产生第一个轻量级机器人设计 ， 多年后令人信服地证明了人机协作的可行性 。 这一设计原则得到了扩展和进一步发展 。 除了轻量化设计之外 ， 这些系统最显着的因素是它们在每个关节中使用关节扭矩传感器 ， 以及由此产生的固有或主动顺应性和反射性关节 。 下一代工业系统 ， 尤其是医疗领域 ， 一直是开发新型机器人平台的驱动因素 ， 例如 ， 商业上非常成功的达芬奇系统 ， 在世界范围内被许多大型诊所用于微创手术 ， 例如 ， 前列腺切除术、心脏瓣膜修复术和妇科手术 。
在这方面的许多研究也已经在机器人上进行了 ， 这些机器人可能更适合与微创手术相关的许多任务 。 .近年来 ， 协作和安全机器人的发展显着加速 ， 机器人系统可实现无围栏操作 。 就在最近 ， 随着机器人技术的发展 ， 机器人的触觉感知使新应用成为可能 ， 并且系统开始变得负担得起 ， 但在最高能力下 ， 在考虑协作机器人的整体接受度时的重要因素 。
机器人的控制器根据感官输入确定其关节的驱动方式 ， 因此它与环境显式或隐式交互的方式直接相关 。 机器人系统在牙科场景中的应用需要敏感的物理交互能力 ， 而不会对环境或系统本身造成任何形式的伤害 。 在机器人技术中 ， 阻抗控制成为一个必不可少的框架 ， 它仍然是满足这一要求的许多现代控制系统的基础 。
它通过模仿顺从的人类运动控制行为 ， 使机器人能够以与人类类似的方式安全地与环境交互 。 这与在装配线和与人类隔离的工作空间中使用的经典位置控制工业机器人形成了鲜明的对比 。 在人机协同工作场景中 ， 人身安全是最重要的方面之一 。 特别是在过去十年中 ， 为了确定安全机器人的要求和有关伤害的研究 ， 对这个主题进行了广泛的研究 ， 这导致了旨在使现代机器人本质安全的新型设计范式的发展 。
特别是一些工作解决了安全问题 ， 并导致了新的安全标准 。 在软机器人范式中 ， 带有合适干扰观察器的关节扭矩传感器用于人机接触处理 ， 更一般地说 ， 用于统一碰撞处理和反射反应 。 为了防止人类同事在意外碰撞中受伤 ， 开发了安全运动控制方法 ， 通过伤害数据库和当前机器人配置确定最大允许速度以确保人类安全 ， 这是让人类和机器人共享物理空间的重要组成部分并无缝交互 。
其他工作开发了安全意识机器人和任务设计的方法 。 在设计安全的工作环境时 ， 除了单独考虑隔离机器人之外 ， 还应考虑整个工作场所 。 人与机器人之间存在多种交互模式 。 物理人机交互(pHRI)在现代机器人技术中变得越来越重要 ， 并且还将在电子学应用中发挥重要作用 。 安全的pHRI需要协作和敏感的机器人以及适当的合规行为 ， 这些行为是由上述适当的控制器实现的 。
【机器人|机器人机电组件的开发是一个渐进的过程，17年前才产生轻量级设计】人类和机器人之间进行物理交流的一个例子是触觉手势 。 它们允许人类通过触摸机器人将与上下文相关的意图传递给机器人 。 然后 ， 机器人对外力的估计可以处理幅度、方向和持续时间以及其他触摸的触觉特征 ， 并将其用作通信手段 。 基于机器学习的数据分析的扩展甚至允许自主接触分类 。
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