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On Making Robots Understand Safety: Embedding Injury Knowledge into Control

Haddadin, Sami und Haddadin, Simon und Khoury, Augusto und Rokahr, Tim und Parusel, Sven und Burgkart, Rainer und Bicchi, Antonio und Albu-Schäffer, Alin (2012) On Making Robots Understand Safety: Embedding Injury Knowledge into Control. International Journal of Robotics Research, 31 (13), Seiten 1578-1602. SAGE Publications. doi: 10.1177/0278364912462256.

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Offizielle URL: http://ijr.sagepub.com/content/31/13/1578

Kurzfassung

Enabling robots to safely interact with humans is an essential goal of robotics research. The developments achieved over recent years in mechanical design and control made it possible to have active cooperation between humans and robots in rather complex situations. For this, safe robot behavior even under worst-case situations is crucial and forms also a basis for higher-level decisional aspects. For quantifying what safe behavior really means, the definition of injury, as well as understanding its general dynamics, are essential. This insight can then be applied to design and control robots such that injury due to robot–human impacts is explicitly taken into account. In this paper we approach the problem from a medical injury analysis point of view in order to formulate the relation between robot mass, velocity, impact geometry and resulting injury qualified in medical terms. We transform these insights into processable representations and propose a motion supervisor that utilizes injury knowledge for generating safe robot motions. The algorithm takes into account the reflected inertia, velocity, and geometry at possible impact locations. The proposed framework forms a basis for generating truly safe velocity bounds that explicitly consider the dynamic properties of the manipulator and human injury.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/80623/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:On Making Robots Understand Safety: Embedding Injury Knowledge into Control
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Haddadin, SamiRobotics and Mechatronics Center,DLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Haddadin, SimonRobotics and Mechatronics Center,DLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Khoury, AugustoRobotics and Mechatronics Center,DLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rokahr, TimRobotics and Mechatronics Center,DLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Parusel, SvenRobotics and Mechatronics Center,DLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Burgkart, RainerOrthopedic Clinic and Polyclinic, University Hospital Klinikum Rechts der Isar, Technical University of Munich (TUM)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bicchi, AntonioInterdepartmental Research Center “E. Piaggio”, Faculty of Engineering, University of PisaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, AlinRobotics and Mechatronics Center,DLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 November 2012
Erschienen in:International Journal of Robotics Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:31
DOI:10.1177/0278364912462256
Seitenbereich:Seiten 1578-1602
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Hollerbach, John Mjmh (at) cs.utah.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:SAGE Publications
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Physical human-robot interaction, safety, biomechanics, human injury, soft-tissue, nonlinear control, impact dynamics, robot standardization
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - RMC - Mechatronik und Telerobotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (bis 2012)
Hinterlegt von: Parusel, Sven
Hinterlegt am:15 Jan 2013 15:53
Letzte Änderung:07 Nov 2023 12:54

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