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Influence of task decision autonomy on physical ergonomics and robot performances in an industrial human-robot collaboration scenario

Pantano, Matteo und Yang, Qiaoyue und Blumberg, Adrian und Reisch, Raven und Hauser, Tobias und Lutz, Benjamin und Regulin, Daniel und Kamps, Tobias und Traganos, Konstantinos und Lee, Dongheui (2022) Influence of task decision autonomy on physical ergonomics and robot performances in an industrial human-robot collaboration scenario. Frontiers in Robotics and AI, 9. Frontiers Media S.A. doi: 10.3389/frobt.2022.943261. ISSN 2296-9144.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frobt.2022.943261/full

Kurzfassung

Adoption of human-robot collaboration is hindered by barriers in collaborative task design. A new approach for solving these problems is to empower operators in the design of their tasks. However, how this approach may affect user welfare or performance in industrial scenarios has not yet been studied. Therefore, in this research, the results of an experiment designed to identify the influences of the operators self-designed task on physical ergonomics and task performance are presented. At first, a collaborative framework able to accept operator task definition via parts locations and monitor the operators posture is presented. Second, the framework is used to tailor a collaborative experience favoring decision autonomy using the SHOP4CF architecture. Finally, the framework is used to investigate how this personalization influences collaboration through a user study with untrained personnel on physical ergonomics. The results from this study are twofold. On one hand, a high degree of decision autonomy was felt by the operators when they were allowed to allocate the parts. On the other hand, high decision autonomy was not found to vary task efficiency nor the MSD risk level. Therefore, this study emphasizes that allowing operators to choose the position of the parts may help task acceptance and does not vary operators physical ergonomics or task efficiency. Unfortunately, the test was limited to 16 participants and the measured risk level was medium. Therefore, this study also stresses that operators should be allowed to choose their own work parameters, but some guidelines should be followed to further reduce MSD risk levels.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/194556/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Influence of task decision autonomy on physical ergonomics and robot performances in an industrial human-robot collaboration scenario
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pantano, MatteoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yang, QiaoyueNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Blumberg, AdrianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reisch, RavenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hauser, TobiasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lutz, BenjaminNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Regulin, DanielNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kamps, TobiasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Traganos, KonstantinosNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lee, DongheuiDongheui.Lee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1897-7664NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 September 2022
Erschienen in:Frontiers in Robotics and AI
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:9
DOI:10.3389/frobt.2022.943261
Verlag:Frontiers Media S.A
ISSN:2296-9144
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Robotic, Collaboration, Framework, Risk-level
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Autonome, lernende Roboter [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Leitungsbereich
Hinterlegt von: Geyer, Günther
Hinterlegt am:30 Mär 2023 18:25
Letzte Änderung:30 Mär 2023 18:25

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