盖世汽车讯 如今，越来越多的机器人正协助工厂工人开展作业。然而，人机协作距离真正实现无缝衔接仍有很大差距。

据外媒报道，来自慕尼黑工业大学（Technical University of Munich，简称TUM）Lorenzo Masia教授团队的研究人员开发出一种新解决方案，使穿戴外骨骼的工厂工人能够与机械臂进行紧密且更重要的是安全的协同工作。这一技术不仅减轻了工人的身体负担，也优化了生产流程。

在工厂中，当机器人与人类共同作业时，通常会被明确分隔开来，部分原因在于安全考量。通常的作业模式是：机器人完成某项任务后将其移交给工人，由工人进行后续工序。TUM计算、信息与技术学院智能生物机器人系统讲席研究员Federico Masiero表示：“这类工作可能对身体造成较大负担，例如在零部件质量检测过程中，需要反复举起和放下工件。”

这款名为“WearaCob”（由“wearable”[可穿戴]和“collaborative”[协作]组合而成）的设备由Lorenzo Masia教授领导的慕尼黑机器人与机器智能研究所（TUM MIRMI）开发。该系统旨在通过上肢外骨骼帮助人们更轻松地完成搬运和举升任务，并与单臂协作机器人（cobot）配合工作。相关成果发表于期刊《IEEE Robotics and Automation Letters》。

研究员Federico Masiero拿起包裹，机器人已提前将包裹重量数据传输至外骨骼设备；图片来源：Andreas Schmitz / 慕尼黑工业大学（TUM）

外骨骼：可将上臂负担减少最高三分之二

这套外骨骼像背包一样穿戴，背部安装有一个电机。装置两侧通过细而高强度的拉索，从背部越过肩膀连接至前方，并固定在类似肘垫的支撑结构上。当马达拉动这些拉索时，它们会承担原本由上臂肱二头肌完成的一部分工作。

与此同时，一台单臂机器人会协助佩戴外骨骼的操作者。当机器人抓取并递交物体时，它会测量物体重量，并通过无线方式将该重量信息传输给外骨骼。外骨骼中的拉索在默认状态下原本用于精确补偿佩戴者手臂自身重量，此时则会根据物体重量按比例提供额外辅助。

最新研究表明，这种配置可将肌肉负荷降低最高65%。Federico Masiero解释道：“为了处理不对称部件，机器人还会测量其质心位置。这样做的好处是，一只手臂可以获得比另一只更多的辅助，从而平衡不均匀负载。”

这款肩部外骨骼单独使用时同样效果良好，但工作方式略有不同。目前最常见的研究方法是测量上臂肌肉活动，并据此判断当下所需的额外辅助量。这种方法相当精准，误差范围仅为0.5至1公斤（约合1.1至2.2磅）。然而，每次使用外骨骼前都必须在上臂安装传感器，这在工厂环境中并不实用。

协作机器人：演示编程

这台单臂机器人是一款典型的七关节协作机器人（cobot）。这种设计使其具备较高的机动性和灵活性，同时其在接近人类时能够自动减速，因此在研究环境下具有足够的安全性。外骨骼与机械臂的结合，为工业应用带来了独特优势。

Lorenzo Masia教授表示：“我们不仅证明了这一系统可以有针对性地减轻工厂工人的体力负担，还展示了如何轻松地教会协作机器人执行新任务。我们可以通过直接引导机械臂来完成编程，不需要写任何一行代码。这相比当前许多工厂机器人具有巨大优势，因为那些机器人通常必须在安全屏障后方运行，并远离人工操作区域。”