Bài báo mở đầu bằng bối cảnh nhu cầu sản xuất linh hoạt, lô nhỏ, dẫn đến xu hướng hợp tác người–robot (HRC) để kết hợp sức mạnh, độ chính xác của robot công nghiệp với sự linh hoạt và tư duy của con người. Trình bày các dạng tương tác (tiếp xúc trực tiếp, từ xa không tiếp xúc, điều khiển từ xa, trao đổi thông tin qua HMI/IT), các phân loại hợp tác (chia sẻ công việc, chung sản phẩm, chung không gian), và các chuẩn an toàn liên quan (ISO 10218-½, ISO/TS 15066).

Nêu khoảng trống hiện tại: robot cộng tác nhẹ phổ biến nhưng hạn chế tải trọng; thiếu giải pháp an toàn để robot công nghiệp tải lớn làm việc không rào chắn; chức năng an toàn còn cản trở quy trình; giám sát vùng làm việc còn cứng nhắc; giao tiếp HRI chưa thân thiện. Dự án ROBO-PARTNER tập trung đưa robot tải lớn (COMAU NJ130, 130 kg) vào cộng tác an toàn với người, xử lý cụm trục sau và nhóm bánh xe.

Phần tiếp theo mô tả quy trình thiết kế HRC: đánh giá ergonomics (RULA, MURI), phân bổ nhiệm vụ theo khả năng người/robot, bố trí không gian, xây dựng quy trình công việc cộng tác, chia thành các pha hợp tác (tự động, chung không gian, chung sản phẩm), chọn phương pháp an toàn phù hợp (SOS, SSM, PFL, HG), phối hợp logic an toàn với công nghệ tương tác, kiểm chứng qua đánh giá rủi ro, thiết kế SRP/CS, tính toán PL, PFHd.

Mô tả triển khai tại cell thử nghiệm: các phần cứng chính (robot, kẹp trục, kẹp bánh, bộ thay dụng cụ tự động, cảm biến lực/mô-men, SafetyEye, PLC an toàn, vít điện, kệ vật tư), công nghệ HRI (hướng dẫn thủ công qua cảm biến F/T và điều khiển lực, kiểm soát trở kháng khi siết vít, kính AR Epson Moverio hiển thị mô hình 3D, vùng làm việc, hướng dẫn; đồng hồ thông minh điều khiển chế độ, gửi lệnh, yêu cầu vật tư; tích hợp qua ROS và dịch vụ web).

Trình bày kiến trúc an toàn: chia vùng cảnh báo/nguy hiểm, giám sát tốc độ–khoảng cách (SSM), giảm tốc và giới hạn vùng khi người vào, dừng bảo vệ khi vi phạm khoảng cách; HG với 2 nút cho phép; SOS khi cần; tính toán khoảng cách tối thiểu dựa trên tốc độ, thời gian dừng robot; PL đạt mức d cho các chức năng chính.

Kiến trúc tích hợp: bộ điều khiển trạm và nền tảng tích hợp điều phối tác vụ, đồng bộ với HRI và an toàn, giao tiếp robot qua lệnh mã hoá; ứng dụng web giám sát trạng thái thao tác.

Kịch bản thử nghiệm: robot tải trục sau và bánh, con người lắp cáp, siết vít; đo kết quả – giảm thời gian chu kỳ ~18,6% nhờ robot đảm nhận vận chuyển, thêm ~17,2% nhờ tự động hoá nhận dạng và hỗ trợ AR; sản lượng tăng từ 39 lên 60 xe/giờ; điểm MURI giảm 40% do loại bỏ nâng vật nặng; giảm in ấn mã vạch nhờ quét QR bằng AR.

Kết luận: minh chứng tính khả thi HRC với robot công nghiệp tải lớn, cải thiện năng suất, ergonomics và an toàn; đề xuất 6 bước triển khai; thảo luận hạn chế (thiếu cảm biến chứng nhận an toàn hiệu suất cao), tiềm năng ứng dụng rộng rãi và hướng nghiên cứu tương lai.