在光幕和其他障碍物的阻挡下独立操作的机器人，可能很快就会让位于与人类互动的协作机器人。设计团队开始使用传感器和软件来帮助机器人与人密切合作，他们正努力在与人近距离工作的同时处理沉重的有效载荷。
这些机器人出现得相当快，在很大程度上是受新标准的驱动。国际标准化组织工业机器人安全委员会在规范TS 15066中提供了协作机器人操作的安全部署指南。它利用了ANSI/RIA R15.06-2012中的工作，引起了制造商和用户的兴趣。
“标准组织最近批准了描述这些类型机器人的措辞，”通用汽车ME车辆系统机器人技术首席工程师Marty Linn说。“我们对这些类型的设备非常感兴趣。我们正在寻找通过提高质量和效率来帮助生产的方法。”
行业组织认为，随着小型企业利用协作机器人来提高工人效率，协作机器人可能会开辟一个巨大的新市场。部分原因是这些机器人不需要复杂的编程，因为操作员可以调整它们以满足个人需求。
行业组织表示，这一新的机器类别正获得大量关注。推进自动化协会(A3)主席杰夫·伯恩斯坦说:“协作机器人领域是目前机器人行业最热门的领域，这是有充分理由的。”“人类现在可以与机器人员工一起安全地工作，这个想法既有趣又具有开创性。”
这些标准为这些机器人设置了多种分类，重点关注感知人类的不同方式，以及感知到危险时减速或停止的方式。目前，大学和标准组织正在研究如何区分无害的轻推和可能造成伤害的接触。这是一项艰巨的任务，因为一个人无害的轻敲可能是另一个人痛苦的碰撞。这种判断也取决于被击中的身体部位。
就像疼痛和伤害有很多定义一样，有很多解释被用来定义协作机器人。一些公司已经在运输与人类密切合作的设备。今年4月，ABB推出了YuMi生产线，称其为“世界上第一个真正的协作机器人”。自动驾驶汽车供应商认为，他们的移动设备是协作的。一些供应商认为，是使用环境，而不是机器人，决定了这个细分市场。
安川美国Motoman机器人部门的技术总监Erik Nieves说：“没有协作机器人；协作的是应用程序。”。“机器人本身不能协作。一切都取决于用例。”
技术和人口统计学都在这些互动环境的出现中发挥了作用。先进的电子技术使得开发能够更好地感知环境并在伤害迫在眉睫时停止的机器人变得更容易，成本也更低。与此同时，对技术熟练员工的需求越来越迫切，因此提高这些员工的效率非常重要。
ABB机器人业务部门全球负责人Per Vegard Nerseth表示：“智能电子产品的迅速崛起增加了对高技能生产工人的需求，这些工人具有始终如一的精度。”。“随着技能水平的转变，人们对劳动力的担忧也随之增加：劳动力池的限制、劳动力管理成本、薪酬和留任。在许多国家，婴儿潮一代的影响正在改变人口结构。一些大型汽车原始设备制造商，例如梅赛德斯，表示10年后，50%的员工将增加超过50岁。”
权力和安全
创造协作机器人最简单的方法就是确保动作缓慢而轻柔，不会伤害到人或损坏设备。尽管这可能在医疗环境和其他以克为单位的重载荷领域工作，但在大多数工业应用中并不是一个可行的解决方案。
“这种方法并没有促进工业、仓库或建筑应用中的自动化应用，这些应用需要重型机械，而机器人技术可以产生真正的经济影响，”Daniel Theobald说战场．“为了使工业机器人能够近距离操作并与人类合作，它们需要多层传感、规划和运动控制。”
机器人设计团队正在采用一系列技术，以确保更强大的机器人不会造成问题。先进的摄像机、传感器和算法可以与老式的坐垫相结合，以尽量减少受伤的可能性。
Nerseth在谈到ABB的YuMi时表示:“它的设计基于运动控制软件、速度受限的硬件、减轻的重量、紧凑的框架和14轴灵活性的集成。如果有必要，这种轻量的、有衬垫的镁手臂可以在几毫秒内停止工作，而且在手上的摄像头可以监控当前的环境。”
大学研究人员正在努力确定应该使用什么样的限制来保证机器人不会伤害人类。其中一个挑战是，打一个人的头部比打一个人的腿危险得多。虽然一些机器人开发人员正在竞相抓住人们对协作机器人的兴趣，但一些产品设计师指出，为了确保安全，必须考虑诸如末端执行器等元素。
“不管机器人的能力如何，应用才是最重要的，”尼夫斯说。“如果末端执行器有尖锐的边缘或点，它可能比光滑、弯曲的末端执行器元件更危险。”
密切合作
通用汽车估计，它在全球使用了大约30000个机器人，它对在其运营中增加这种类型的自动化非常感兴趣。它与美国宇航局合作开发了一种机器人手套，可以减少工人抓握工具时很快产生的疲劳。机器人机器人2号应该可以减少重复性的压力损伤，如腕管综合征。但部署并非迫在眉睫。
Linn说:“它可以降低操作人员的抓握压力。”“我们正在进行测试，看它是否有助于运营商打造质量更好的产品。对一项新技术进行风险评估是一个缓慢的过程。”
一旦分析完成，将原型手套投入生产还需要一些时间。手套必须将多个传感器和驱动器混合到可穿戴产品中。通用汽车最初的探索还没有找到一家有能力和兴趣将该系统商业化的制造商。
林恩说：“我们正试图找到一个同时生产机器人和手套的人。奇怪的是，没有一家公司同时生产机器人和手套。”。“定制部分是手套；人们的手有许多不同的尺寸。”
在更为传统的机器人应用中，设备制造商正专注于制造成本效益高的产品。一些供应商认为，协作机器人比其根深蒂固的同类产品更具成本效益。
“这种合作机器人将弥合全手工组装和全自动化生产线之间的差距。这一点在中小型企业中表现得最为明显，迄今为止，它们认为机器人自动化成本太高、太复杂，甚至都不愿考虑，”环球机器人(Universal Robots)首席技术官埃斯本Østergaard表示。“旧的经验法则是，机器人的成本相当于一个工人两年的工资。但协同机器人的价格接近这个价格的四分之一。”
更低的成本可以帮助机器人行业进入新的领域——机器人行业的大部分设备一直在向汽车相关和电子制造商销售。丹麦齿轮和执行机构制造商BJ-Gear最近将交互式机器人作为其自动化战略的主要重点。
Bj Gear的工厂经理比约恩·索默（Bjørn Sommer）在一份白皮书中说：“以前，我们不愿意购买机器人，因为它们的成本太高，回收时间太长。”。“通用机器人的柔性轻巧机器人很快就能实现，而且很容易实现。我们的计算表明，成本将在不到一年的时间内支付。”
低成本可以帮助机器人进入工资水平较低的国家。快速的回收期，加上自动化带来的质量和效率的提高，可以使这些设备对依赖廉价员工的公司具有吸引力。
“即使在劳动力价格低廉的国家，人-机器人合作的总成本也比全人类劳动力的总成本要高，”Nerseth说。“事实证明，合作在提高产量、减少浪费和让人类远离伤害方面发挥了重要作用。”
使用的便捷性也可以让以前没有钻研过机器人技术的公司使用这些机器人。协作机器在正常操作中天生更容易操作。
“现在，当机器人处于游戏模式时，人类可以抓住它并移动它的手臂，”尼夫斯说。“在标准出台之前，你只能在教学模式下这么做。”
这种简化的控制意味着不再需要专家来设置机器人操作。在一个高技能工人已达到极限的时代，使工厂能够动态规划设备和改变操作对管理者和操作员来说都是一件好事。
伯恩斯坦说:“虽然大型的传统机器人系统需要训练有素的工程师或技术生物学家来操作，但协作机器人不那么吓人。”“任何人都可以走进来使用它们，这对一些终端用户来说是一个吸引力。任何能让编程和安装机器人更快的东西，都将有助于最终用户安装更多的协作机器人。”
移动电话
尽管在这一新兴领域，手持部件或以其他方式帮助人们的机器人受到了广泛关注，但许多观察家注意到，自动驾驶汽车也与人密切合作。当人类或其他物体在他们的路径上时，他们会停下来，他们携带的材料通常是由人卸下的，这使得他们能够协作。
亚马逊的全资子公司Kiva Systems就是一个例子。“Kiva将改变游戏规则的自动化技术用于履行中心，帮助亚马逊简化运营并降低成本，”伯恩斯坦指出。“使用数百个自主移动机器人和复杂的控制软件，从收货到拣选再到装运，可以实现极快的周期，同时减少劳动力需求。”
这些移动运营商使用的技术可以重新配置，以用于叉车等其他移动产品。利用现有技术有助于构建降低价格的卷，这通常会导致更广泛的使用。这将大大减少每年的伤害。
西奥博尔德说：“最终可能赋予机器人自主能力的传感器首先可以用于人类操作员已经使用过的设备上的基本安全监控功能。”。“装有安全传感器的叉车可以感知路途中有人，并在操作员做出反应之前完全停止，从而控制每年发生的110000起重大叉车事故。”
