Robots colaborativos en entornos de manufactura flexible: análisis de sistemas de seguridad, interfaces humano-robot y optimización de celdas de trabajo
- 1. SICAP Consultoría Académica y Profesional
- 2. Instituto Superior Universitario Carlos Cisneros
Description
Introducción: La irrupción de los robots colaborativos (cobots) en entornos de manufactura flexible constituye uno de los fenómenos tecnológicos más relevantes de la Industria 4.0 y 5.0, transformando radicalmente la relación entre operarios humanos y sistemas automatizados en los espacios de producción compartidos. La convergencia de inteligencia artificial, visión por computadora, sensórica avanzada y marcos normativos como la ISO/TS 15066 ha abierto un campo de investigación multidisciplinario en el que la seguridad, la ergonomía y la eficiencia productiva constituyen ejes articuladores inseparables. Objetivo: Se analiza el estado actual del conocimiento sobre robots colaborativos en entornos de manufactura flexible, con énfasis en los sistemas de seguridad, las interfaces humano-robot y la optimización de celdas de trabajo, identificando tendencias, avances y brechas existentes en la literatura científica. Metodología: Se llevó a cabo una investigación bibliográfica con enfoque descriptivo y método análisis-síntesis, mediante una revisión no sistemática de 43 fuentes científicas indexadas publicadas preferentemente entre 2024 y 2026, empleando palabras clave como cobots, manufactura flexible, HRI, ISO/TS 15066 y detección de presencia. Resultados: Se identificaron cuatro dimensiones temáticas centrales: sistemas de seguridad y normativa, interfaces humano-robot multimodales, optimización de celdas colaborativas y arquitecturas de control adaptativo. Los cobots reducen tiempos de ensamblaje hasta un 30% y errores operativos en igual proporción, mientras que la integración de sensores visuales y algoritmos YOLO alcanza precisiones superiores al 99% en detección de presencia humana. Conclusión: La manufactura colaborativa requiere marcos integrados que articulen seguridad normativa, ergonomía cognitiva, sostenibilidad y ética tecnológica como condiciones necesarias para una implementación eficaz y centrada en el trabajador. Área de estudio general: Automatización y robótica industrial. Área de estudio específica: Sistemas colaborativos humano-robot en entornos de manufactura flexible.
Abstract (English)
Introduction: The emergence of collaborative robots (cobots) in flexible manufacturing environments represents one of the most significant technological phenomena of Industry 4.0 and 5.0, radically transforming the relationship between human operators and automated systems in shared production spaces. The convergence of artificial intelligence, computer vision, advanced sensing, and regulatory frameworks such as ISO/TS 15066 has opened a multidisciplinary research field in which safety, ergonomics, and productive efficiency constitute inseparable articulating axes. Objective: To analyze the current state of knowledge on collaborative robots in flexible manufacturing environments, with emphasis on safety systems, human-robot interfaces, and work cell optimization, identifying trends, advances, and existing gaps in the scientific literature. Methodology: A bibliographic investigation with a descriptive approach and analysis-synthesis method was conducted through a non-systematic review of 43 indexed scientific sources published preferably between 2024 and 2026, using keywords such as cobots, flexible manufacturing, HRI, ISO/TS 15066, and presence detection. Results: Four central thematic dimensions were identified: safety systems and regulations, multimodal human-robot interfaces, collaborative cell optimization, and adaptive control architectures. Cobots reduce assembly times by up to 30% and operational errors by an equal proportion, while the integration of visual sensors and YOLO algorithms achieves accuracies exceeding 99% in human presence detection. Conclusion: Collaborative manufacturing requires integrated frameworks that articulate regulatory safety, cognitive ergonomics, sustainability, and technological ethics as necessary conditions for effective, worker-centered implementation. General area of study: Industrial Industrial automation and robotics. Specific area of study: Human-robot collaborative systems in flexible manufacturing environments.
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- Alternative title (English)
- Collaborative robots in flexible manufacturing environments: analysis of safety systems, human-robot interfaces and optimization of work cells