PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
PhD Thesis 2021

Definição de diretrizes para projeto de células robóticas colaborativas com ênfase em fatores humanos

Author

Augusto Dttmann

Concentration Area

Materiais, Manufatura e Automação

Defense Date

12/07/2021

Thesis Number

77943

Abstract

A robótica colaborativa é considerada a fronteira tecnológica no campo da automação por apresentar grandes desafios a serem estudados. De acordo com as buscas pelos princiais temas de pesquisa, foram identificados três grupos de concentração: segurança da interação entre ser humano e robô; interface intuitiva; e projeto da aplicação. A possiblidade de trabalhadores industriais compartilharem o espaço de trabalho com sistemas robóticos para execução de uma tarefa colaborativa é recente, sendo a norma que regulamenta as aplicações colaborativas de 2016. Por esse motivo, os efeitos da interação homem-robô ainda não foram totalmente explorados. De acordo com estudos publicados, aplicacões de robótica colaborativa aumentam a tensão mental de operadores, assim como de trabalhadores próximos. Com bases nesses estudos, a norma ISO/TS 15066:2016 adverte para as consequências da robótica colaborativa na carga de trabalho, perda de concentração e fadiga dos operadores, assim como para possíveis erros inseridos por esses. Esta tese de doutorado concentrou-se no desenvolvimento teórico-conceitual de um método com diretrizes para projeto de células colaborativas com ênfase em fatores humanos, intitulado de Desing for Human Factor (DHF). O objetivo das diretrizes é estabelecer orientações para execução de projetos com uma menor indução de carga mental em operadores de células colaborativas. As diretrizes foram validadas por meio de um estudo de aplicação no projeto de uma célula colaborativa para selagem aeronáutica. Os testes foram realizados com quinze operadores em um ambiente de laboratório. Os resultados, avaliados de forma quantitativa e qualitativa, confirmaram a indução de carga mental nos operadores de células colaborativas. As respostas fisiológicas coletadas com eletrocardiograma e sensor GSR (galvanic skin response) foram superiores ao teste estressor Stroop color utilizado para estudos de estresse mental. A partir da aplicação das diretrizes, houve uma redução nos níveis das respostas fisiológicas. Uma abordagem estudada foi o uso de realidade aumentada (RA) como ferramenta axilar na execução da tarefa colaborativa. A RA permitiu a redução dos níveis de respostas fisiológicas e melhorou a precisão e repetibilidade da célula colaborativa.

Keywords

Automação Fatores humanos Planejamento de tarefas (robótica) Robótica Controle