協(xié)作機(jī)器人（collaborative robot）簡(jiǎn)稱(chēng)cobot或co-robot，是設(shè)計(jì)和人類(lèi)在共同工作空間中有近距離互動(dòng)的機(jī)器人，是人類(lèi)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(lèi)近距離互動(dòng)合作、對(duì)周?chē)祟?lèi)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(lái)自國(guó)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(lèi)器和機(jī)械臂檢測(cè)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(mén)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(cè)，通過(guò)實(shí)施使用口罩等衛(wèi)生協(xié)議，特別是對(duì)那些不戴口罩或仍有問(wèn)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(lái)識(shí)別訪客是否戴口罩，如果檢測(cè)到用戶(hù)沒(méi)有戴口罩，則自動(dòng)分發(fā)口罩。用戶(hù)臉部檢測(cè)過(guò)程中使用Haar Cascade分類(lèi)器算法來(lái)裁剪圖像，聚焦于臉部區(qū)域，并使用SVM（支持向量機(jī)）對(duì)是否戴口罩的用戶(hù)進(jìn)行分類(lèi)。對(duì)于被檢測(cè)為不戴口罩的用戶(hù)，myCobot Pi在吸氣泵的支持下，將向用戶(hù)分發(fā)口罩。使用myCobot-Pi作為基于樹(shù)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(guò)采取41個(gè)檢測(cè)案例的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有29個(gè)案例成功地檢測(cè)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(lái)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(yǔ)言和運(yùn)動(dòng)障礙的人，由于無(wú)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(kāi)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(hù)為中心的設(shè)計(jì)過(guò)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(hù)界面。此外，評(píng)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(lèi)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(jué)伺服的自我監(jiān)督學(xué)習(xí)

作者：Kento Kawaharazuka, IEEE會(huì)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(guò)視覺(jué)伺服來(lái)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(jué)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(kāi)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(jué)伺服。我們還開(kāi)發(fā)了一種機(jī)制，可以根據(jù)時(shí)間上的身體變化來(lái)適應(yīng)性地改變其視覺(jué)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(guò)進(jìn)行基于視覺(jué)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(wèn)：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(huì)孤立感，人們?cè)絹?lái)越嚴(yán)重地依賴(lài)在線社會(huì)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(duì)具有情感觸摸功能的機(jī)器人的看法，對(duì)具有情感觸摸功能的機(jī)器人傳達(dá)來(lái)自另一個(gè)人的同情心的看法。

我們?cè)诿绹?guó)和日本進(jìn)行了兩項(xiàng)在線研究，調(diào)查個(gè)人如何評(píng)價(jià)由他們發(fā)送給朋友的想象中的機(jī)器人觸摸手勢(shì)（研究1）和由他們從朋友那里收到的機(jī)器人觸摸手勢(shì)（研究2）。我們發(fā)現(xiàn)，與其他類(lèi)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(guò)文字或GIF來(lái)表達(dá)同情，而不是通過(guò)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(shì)表示同情時(shí)，會(huì)感受到更多的同情和社會(huì)支持。目前的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了發(fā)送者和接受者對(duì)機(jī)器人情感觸摸的不同觀點(diǎn)，以及對(duì)機(jī)器人情感觸摸評(píng)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(huì)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(jué)變化，很難直觀地確認(rèn)機(jī)器人對(duì)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(lèi)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(jué)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(kāi)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?cè)噲D通過(guò)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(kāi)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(lèi)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(zhǎng)谷川孔明、 岡田美智男、大島直樹(shù)

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(méi)有可能按照對(duì)方的 "我希望你這樣做 "的感覺(jué)來(lái)行動(dòng)？

人類(lèi)和機(jī)器人，或者機(jī)器人和人類(lèi)以及機(jī)器人，是否有可能對(duì)對(duì)方的 "我希望你這樣做 "的感覺(jué)做出反應(yīng)？在這個(gè)演講中，我們將討論人類(lèi)與機(jī)器人通過(guò)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(guò)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(jué)。

⑦ 軟體機(jī)器人的觸覺(jué)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(jué)。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(shí)別領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的性能。

該系統(tǒng)的觸覺(jué)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(lái)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(jué)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(mǎn)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(lèi)能夠在共享空間中與人類(lèi)交互或在人類(lèi)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(huì)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(lái)確保高效的協(xié)作行為。

在我國(guó)，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(guó)內(nèi)外幾款常見(jiàn)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(duì)機(jī)器人的人類(lèi)意圖估計(jì)和技能學(xué)習(xí)方法進(jìn)行了討論。最終對(duì)協(xié)作機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望.