Verbesserung der Sicherheit von Menschen und Robotern mit einem neuartigen unaufmerksamkeitsbewussten Algorithmus

Washington State University, Pullman, WA

WSU-Doktorand Mohsen Amiri und Professor Mehdi Hosseinzadeh arbeiten daran, Roboter sicherer zu machen, indem sie ihnen die Unachtsamkeit des Menschen bewusster machen. (Bild:WSU.edu)

Ein neuer Algorithmus könnte Roboter sicherer machen, indem er ihnen die Unaufmerksamkeit von Menschen bewusster macht.

In computergestützten Simulationen von Verpackungs- und Montagelinien, in denen Menschen und Roboter zusammenarbeiten, verbesserte der zur Berücksichtigung menschlicher Nachlässigkeit entwickelte Algorithmus die Sicherheit um maximal 80 Prozent und die Effizienz um maximal 38 Prozent im Vergleich zu bestehenden Methoden. Über die Arbeit wird in IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics:Systems berichtet .

„Täglich passieren zahlreiche Unfälle aufgrund von Unachtsamkeit – die meisten davon sind leider auf menschliches Versagen zurückzuführen“, sagte Hauptautor Mehdi Hosseinzadeh, Assistenzprofessor an der School of Mechanical and Materials Engineering der Washington State University. „Roboter handeln wie geplant und befolgen die Regeln, aber die Menschen halten sich oft nicht an die Regeln. Das ist das schwierigste und herausforderndste Problem.“

WSU-Doktorand Mohsen Amiri und Professor Mehdi Hosseinzadeh arbeiten daran, Roboter sicherer zu machen, indem sie ihnen die Unachtsamkeit des Menschen bewusster machen.

Roboter, die mit Menschen arbeiten, sind in vielen Branchen immer häufiger anzutreffen und arbeiten häufig zusammen. In vielen Branchen ist es erforderlich, dass Menschen und Roboter einen gemeinsamen Arbeitsplatz haben. Wiederholte und ermüdende Arbeiten können jedoch dazu führen, dass Menschen den Fokus verlieren und Fehler machen. Die meisten Computerprogramme helfen Robotern, zu reagieren, wenn ein Fehler passiert. Diese Algorithmen könnten sich entweder auf die Verbesserung der Effizienz oder der Sicherheit konzentrieren, aber sie haben das sich ändernde Verhalten der Menschen, mit denen sie arbeiten, nicht berücksichtigt, sagte Hosseinzadeh.

Im Rahmen ihrer Bemühungen, einen Plan für die Roboter zu entwickeln, arbeiteten die Forscher zunächst daran, die Unachtsamkeit des Menschen zu quantifizieren, indem sie Faktoren wie die Häufigkeit, mit der ein Mensch eine Sicherheitswarnung ignoriert oder übersieht, untersuchten.

„Wir haben die Unachtsamkeit definiert, und der Roboter hat das Verhalten des Menschen beobachtet und versucht, es zu verstehen“, sagte er. „Der Begriff des Grads der Unaufmerksamkeit ist etwas Neues. Wenn wir wissen, welcher Mensch unaufmerksam ist, können wir etwas dagegen tun.“

Sobald der Roboter unvorsichtiges Verhalten erkennt, wird er so programmiert, dass er die Art und Weise ändert, wie er mit dem Menschen interagiert, der sich auf diese Weise verhält, und so das Risiko verringert, dass die Person einen Fehler am Arbeitsplatz verursacht oder sich selbst verletzt. So könnte der Roboter beispielsweise die Art und Weise ändern, wie er seine Aufgaben erledigt, um dem Menschen nicht in die Quere zu kommen. Der Roboter aktualisiert kontinuierlich den Grad der Unachtsamkeit und alle Änderungen, die er beobachtet.

Die Forscher testeten ihren Plan mit einer Computersimulation einer Verpackungslinie bestehend aus vier Personen und einem Roboter. Sie testeten auch eine simulierte kollaborative Montagelinie, bei der zwei Menschen mit einem Roboter zusammenarbeiten würden.

„Die Kernidee besteht darin, den Algorithmus weniger empfindlich gegenüber dem Verhalten unvorsichtiger Menschen zu machen“, sagte Hosseinzadeh. „Unsere Ergebnisse zeigten, dass das vorgeschlagene System die Effizienz und Sicherheit verbessern kann.“

Nach der Durchführung einer Computersimulation planen die Forscher, ihre Arbeit in einem Labor mit echten Robotern und Menschen zu testen – und schließlich in Feldstudien. Sie möchten auch andere menschliche Eigenschaften quantifizieren und berücksichtigen, die sich auf die Produktivität am Arbeitsplatz auswirken, beispielsweise menschliche Rationalität oder Gefahrenbewusstsein.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Sara Zaske unter Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt. Sie müssen JavaScript aktivieren, damit Sie es sehen können.; 509-335-4846.