Dr. Hakan ERDOĞAN yazdı: İnsan ve robotun el ele çalıştığı yeni çağ

Endüstri 5.0 ile birlikte fabrikalara giren "işbirlikçi robotlar" (cobot'lar), üretimi dönüştürüyor.

Ancak yeni bir araştırma, insan ve makinenin bu yakın temasının, henüz çözülmemiş ciddi güvenlik ve sağlık risklerini de beraberinde getirdiğini ortaya koyuyor. 2000-2025 yıllarını kapsayan kapsamlı bir literatür taraması, mevcut ISO standartlarının parçalı yapısını ve "İnsanRobot İş birliği" (HRC) sistemlerinin karmaşıklığını yönetmek için statik modellerin artık yetersiz kaldığını ortaya koyuyor.

Endüstri 5.0 paradigması, insanı üretim sürecinin merkezine geri getirirken, robotları kafeslerinden çıkarıp operatörlerle doğrudan temas kuran "işbirlikçi" (cobot) birimlere dönüştürdü. Ancak International Journal of Industrial Ergonomics dergisinde yayımlanan ve 127 akademik çalışmayı kapsayan yeni bir sistematik inceleme, bu dönüşümün mühendislik altyapısında ciddi boşluklar olduğunu gösteriyor.

Robotlar kafeslerinden çıktı, peki biz buna hazır mıyız?

Geleneksel endüstriyel robotlar, güvenlik amacıyla insanların etrafı çevrili alanlarda ("kafeslerde") çalışırdı. Ancak yeni nesil "işbirlikçi robotlar" veya kısaca "cobot'lar", bu kafeslerden çıktı ve doğrudan işçilerle etkileşime girmeye başladı. Araştırma ekibine göre, bu "gerçek etkileşim" büyük fırsatlar sunduğu kadar, işçilerin hem fiziksel hem de psikolojik sağlığı için karmaşık riskler barındırıyor. Raporda, Avustralya'da imalat sanayinin, iş kazaları ve ölümleri açısından en riskli dördüncü sektör olduğu ve bu kazaların çoğunun "hareketli nesnelerin çarpması" sonucu gerçekleştiği vurgulanıyor. Bu istatistik, robotların serbestçe dolaştığı bir ortamda güvenliğin ne kadar kritik olduğunu kanıtlar niteliktedir.

Araştırmacılar, insan-robot etkileşiminin (HRI) sadece mekanik bir süreç olmadığını; bunun fiziksel, bilişsel ve örgütsel katmanları olan karmaşık bir "sosyoteknik sistem" olarak ele alınması gerektiğini savunuyor.

Standartlar labirenti: ISO 15066 yeterli mi?

Akademik çalışmanın en teknik bulgularından biri, mevcut güvenlik standartlarının entegrasyon eksikliği üzerinedir. Endüstriyel uygulamalarda güvenlik mimarisi genellikle ISO 10218 (Endüstriyel Robot Güvenliği) ve ISO/TS 15066 (İşbirlikçi Robotlar Teknik Spesifikasyonu) üzerine kuruluyor. İncelenen çalışmaların 57’sinde ISO/TS 15066, 46’sında ise ISO 10218 temel referans olarak kullanılmıştır.

Ancak çalışma, bu standartların "ergonomi" ve "güvenlik" disiplinlerini birbirinden kopuk ele aldığına dikkat çekiyor. Örneğin, ISO 45001 iş sağlığı ve güvenliği yönetimini, ISO 13849 makine güvenliğini düzenlerken; insan ve cobot'un dinamik etkileşimini (hız, ayırma mesafesi, biyomekanik yük) bütüncül bir yaklaşımla ele alan tek ve entegre bir standart henüz bulunmuyor. Bu durum, sistem entegratörleri için bir "uyumluluk labirenti" yaratıyor.

Metodolojik dönüşüm: Statik analizden sistem dinamiğine

HRC sistemlerinin güvenliğini analiz etmek için kullanılan yöntemlerde de radikal bir değişim gözleniyor. Geleneksel "Nicel Metrikler" (98 çalışma) ve "Fiziksel Simülasyonlar" (91 çalışma) halen baskın olsa da araştırmacılar bu yöntemlerin doğrusal olmayan riskleri tespit etmekte yetersiz kaldığını belirtiyor.

Rapor, karmaşıklığı yönetmek için şu üç ileri teknoloji yönteminin yükselişte olduğunu vurguluyor:

1. Sistem Dinamiği Simülasyonu (System Dynamics Simulation): HRC sistemlerindeki geri besleme döngülerini ve zamanla değişen risk faktörlerini modellemek için kullanılıyor.
2. Dijital İkizler (Digital Twins): Fiziksel prototip üretilmeden önce, sanal ortamda ergonomik risklerin ve çarpışma senaryolarının test edilmesini sağlıyor.
3. Artırılmış Gerçeklik (Augmented Reality - AR): Operatörün robotun niyetini (hareket yörüngesini) önceden görmesini sağlayarak bilişsel yükü azaltan arayüzler geliştiriliyor.

Uygulama İçin Üç Kritik Kriter: Akış, Tasarım ve Yönetim

Araştırma, fabrikalarda cobot sistemlerinin başarılı bir şekilde devreye alınması için teknik literatürde öne çıkan üç ana temayı sınıflandırıyor:

• İşbirlikçi Mod Akışı (Collaborative Mode Flow): Sadece robotun montaj hattına konulmesi değil; yük kapasitesi (payload), el becerisi (dexterity) ve döngü süresi (cycle time) gibi değişkenlerin optimize edildiği, 12 farklı değişkeni içeren karmaşık bir süreç planlaması gerektiriyor.
• İnsan Merkezli Tasarım: "İnsan-Robot Aktivite Tahsisi" (HRAA) algoritmaları kullanılarak, hangi görevin robota (yüksek güç/tekrar gerektiren), hangisinin insana (bilişsel esneklik gerektiren) verileceğinin matematiksel olarak modellenmesi.
• Yönetsel Değerlendirme Analizi: Güvenlik ve ergonominin sadece teknik bir sorun değil, aynı zamanda ekonomik bir parametre (Takt süresi tasarrufu, yatırım getirisi) olarak ele alındığı çok katmanlı karar destek sistemleri.

Geleceğin riski: "Bilişsel ergonomi" ve güven

Çalışma, mühendislik hesaplamalarında genellikle göz ardı edilen "Bilişsel Ergonomi" kavramını da masaya yatırıyor. Robotun hızı ve ivmesi, operatör üzerinde sadece fiziksel çarpışma riski değil, aynı zamanda "güven eksikliği" ve "zihinsel stres" yaratıyor. Avustralya'da imalat sektöründeki ölümlü kazaların %33,73'ünün hareketli nesnelerin çarpması sonucu gerçekleşmesi, operatörlerin robotların hareketlerini öngörebilmesinin (anticipatory behavior) hayati önemini doğruluyor. 

Raporun sonuç bölümünde, endüstrinin "doğrusal kaza modellerinden" (linear accident models) uzaklaşarak, insan hatasını, yazılım hatalarını ve çevresel faktörleri bir arada değerlendiren Sosyoteknik Kaza Modellemesine geçmesi gerektiği vurgulanıyor. Endüstri 5.0'ın başarısı, robotların ne kadar hızlı çalıştığına değil, insanın bu metal iş arkadaşıyla ne kadar "akıcı" ve "güvenli" bir koreografi sergileyebildiğine bağlı olacaktır.

Dr. Hakan ERDOĞAN | A Sınıfı İGU Makine Y. Mühendisi

Yazar Notu: Bu makale, International Journal of Industrial Ergonomics dergisinin 2025 sayısında yayımlanan "Ergonomics and safety in human–collaborative robot interaction: A review of literature for manufacturing industries" başlıklı akademik çalışma temel alınarak hazırlanmıştır.