Colaboración humano-robot en paletizado: diseño de escenario virtual y físico centrado en el humano

Abstract

[ES] El Trabajo Fin de Grado consiste en el diseño y desarrollo de un escenario de colaboración humano-robot con el fin de resolver un problema de paletización. El escenario funciona en un entorno virtual que trata de simular fielmente el escenario real, integrando sistemas de visión artificial para permitir al brazo robot colaborativo entender su entorno. El robot distribuye la carga de trabajo del operador asignándole cajas basándose en el modelo del flow, facilitando un marco en el que la dificultad de la tarea y la habilidad del trabajador se autorregulen y garanticen una experiencia de trabajo satisfactoria y no fatigante. El humano es capaz de interactuar con el sistema, comunicarse gestualmente con el robot y de apilar cajas en el palé que le hayan sido asignadas por el robot. El robot sigue un algoritmo heurístico que trata de combinar los puntos fuertes de ambos agentes con el objetivo de construir una estructura rígida y estable que corrobore una colaboración satisfactoria. Se ha conseguido resolver el problema planteado en la simulación, pero habrá que ajustar el sistema para que siga funcionando en un entorno real.

[EN] The Bachelor's Thesis involves the design and development of a human-robot collaboration scenario to solve a palletizing problem. The scenario operates in a virtual environment that aims to faithfully simulate the real setting, integrating artificial vision systems to enable the collaborative robot arm to understand its surroundings. The robot distributes the operator's workload by assigning boxes based on the flow model, providing a framework where task difficulty and worker skill self-regulate to ensure a satisfying and non-fatiguing work experience. The human can interact with the system, communicate gesturally with the robot, and stack boxes on the pallet as assigned by the robot. The robot follows a heuristic algorithm that seeks to combine the strengths of both agents to construct a rigid and stable structure, confirming a satisfactory collaboration. The problem has been solved in the simulation, but the system will need adjustments to continue functioning in a real environment.

[CA] El Treball Final de Grau consistix en el disseny i desenvolupament d'un escenari de col·laboració humà-robot amb la finalitat de resoldre un problema de paletització. L'escenari funciona en un entorn virtual que tracta de simular fidelment l'escenari real, integrant sistemes de visió artificial per a permetre al braç robot col·laboratiu entendre el seu entorn. El robot distribuïx la càrrega de treball de l'operador assignant-li caixes basant-se en el model del flow, facilitant un marc en el qual la dificultat de la tasca i l'habilitat del treballador s'autoregulen i garantisquen una experiència de treball satisfactòria i no fatigant. L'humà és capaç d'interactuar amb el sistema, comunicar-se gestualment amb el robot i d'apilar caixes en el palet que li hagen sigut assignades pel robot. El robot seguix un algorisme heurístic que tracta de combinar els punts forts de tots dos agents amb l'objectiu de construir una estructura rígida i estable que corrobore una col·laboració satisfactòria. S'ha aconseguit resoldre el problema plantejat en la simulació, però caldrà ajustar el sistema perquè continue funcionant en un entorn real.