The growing introduction of robotics in non-industrial applications where the environment is unstructured and changing, has led to the need of development of safer and more intuitive, human–robot interfaces. In such environments, the use of collaborative robots has potential benefits, due to the combination of user experience, knowledge and flexibility with the robot’s accuracy, stiffness and repeatability. Nevertheless, in order to guarantee a functional collaboration in these environments, the interaction between user and robot must be intuitive, natural, fast and easy to use. On one hand, commercial collaborative robots are less accurate and less stiff than the traditional industrial ones, on the other hand, the later have not intuitive interaction interfaces. There are tasks in which the stiffness of industrial robots and the intuitive interaction interfaces of collaborative commercial robots, are desirable. This is the case of some robotic assisted surgical procedures, such as robotic assisted spine surgery, with high accuracy demands and with the need of intuitive surgeon–robot interaction. This paper presents a hand guiding methodology for functional human–robot collaboration and the introduction of novel algorithms to enhance its behavior. Also its implementation on a robotic surgical assistant for spine procedures is presented. It is emphasized how a traditional industrial robot can be used as a collaborative one when the available commercial collaborative robots do not have the required accuracy and stiffness for the task.

在环境非结构化和变化的非工业应用中，越来越多地引入机器人技术，这导致需要开发更安全，更直观的人机界面。在这样的环境中，由于用户体验，知识和灵活性以及机器人的准确性，刚度和可重复性的结合，使用协作机器人具有潜在的好处。然而，为了保证在这些环境中的功能协作，用户与机器人之间的交互必须直观，自然，快速且易于使用。一方面，与传统的工业机器人相比，商业协作机器人的准确性和刚性较差，另一方面，后者则没有直观的交互界面。在某些任务中，需要工业机器人的刚度和协作商业机器人的直观交互界面。这是一些机器人辅助外科手术的情况，例如机器人辅助脊柱外科手术，它们对准确性有很高的要求，并且需要直观的外科医生与机器人互动。本文介绍了功能性人机协作的手动指导方法，并介绍了新颖的算法以增强其行为。还介绍了其在脊柱手术机器人手术助手上的实现。需要强调的是，当可用的商用协作机器人没有完成任务所需的精度和刚度时，如何将传统的工业机器人用作协作机器人。这是一些机器人辅助外科手术的情况，例如机器人辅助脊柱外科手术，它们对准确性的要求很高，并且需要直观的外科医生与机器人之间的交互作用。本文介绍了功能性人机协作的手动指导方法，并介绍了新颖的算法以增强其行为。还介绍了其在脊柱手术机器人手术助手上的实现。需要强调的是，当可用的商用协作机器人没有完成任务所需的精度和刚度时，如何将传统的工业机器人用作协作机器人。这是一些机器人辅助外科手术的情况，例如机器人辅助脊柱外科手术，它们对准确性的要求很高，并且需要直观的外科医生与机器人之间的交互作用。本文介绍了功能性人机协作的手动指导方法，并介绍了新颖的算法以增强其行为。还介绍了其在脊柱手术机器人手术助手上的实现。需要强调的是，当可用的商用协作机器人没有完成任务所需的精度和刚度时，如何将传统的工业机器人用作协作机器人。本文介绍了功能性人机协作的手动指导方法，并介绍了新颖的算法以增强其行为。还介绍了其在脊柱手术机器人手术助手上的实现。需要强调的是，当可用的商用协作机器人没有完成任务所需的精度和刚度时，如何将传统的工业机器人用作协作机器人。本文介绍了功能性人机协作的手动指导方法，并介绍了新颖的算法以增强其行为。还介绍了其在脊柱手术机器人手术助手上的实现。需要强调的是，当可用的商用协作机器人没有完成任务所需的精度和刚度时，如何将传统的工业机器人用作协作机器人。