The current transformation towards smart manufacturing has led to a growing demand for human-robot collaboration (HRC) in the manufacturing process. Perceiving and understanding the human co-worker's behaviour introduces challenges for collaborative robots to efficiently and effectively perform tasks in unstructured and dynamic environments. Integrating recent data-driven machine vision capabilities into HRC systems is a logical next step in addressing these challenges. However, in these cases, off-the-shelf components struggle due to generalisation limitations. Real-world evaluation is required in order to fully appreciate the maturity and robustness of these approaches. Furthermore, understanding the pure-vision aspects is a crucial first step before combining multiple modalities in order to understand the limitations. In this paper, we propose GoferBot, a novel vision-based semantic HRC system for a real-world assembly task. It is composed of a visual servoing module that reaches and grasps assembly parts in an unstructured multi-instance and dynamic environment, an action recognition module that performs human action prediction for implicit communication, and a visual handover module that uses the perceptual understanding of human behaviour to produce an intuitive and efficient collaborative assembly experience. GoferBot is a novel assembly system that seamlessly integrates all sub-modules by utilising implicit semantic information purely from visual perception.


翻译:当前智能制造转型导致制造过程中对人机协作的需求不断增长。感知和理解人类合作者的行为为协作机器人在结构不确定和动态环境下高效地执行任务带来了挑战。将最近的数据驱动机器视觉功能集成到人机协作系统中,是解决这些问题的一个合理的下一步。然而,在这些情况下,现成的组件由于通用性限制而遇到困难。需要在现实世界中进行评估,以充分了解这些方法的成熟度和鲁棒性。此外,在组合多个模态以了解局限性之前,理解纯视觉方面是必要的第一步。在本文中,我们提出了GoferBot,一种面向真实世界装配任务的新颖基于视觉的语义人机协作系统。它由视觉伺服模块、执行人类动作预测的行动识别模块和利用对人类行为的感知理解产生直观高效协作装配体验的视觉交接模块组成。GoferBot是一种新型组装系统,通过利用纯粹从视觉感知获得的隐含语义信息,无缝集成了所有的子模块。

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