人机协作（HRC）是指机器人在共享环境中与人类并肩工作，结合了人类的灵活性和机器人的精确性。这通过三个核心组成部分实现：感知和认知、通信接口以及安全机制。机器人使用摄像头、激光雷达、力矩传感器和接近传感器等传感器来理解其周围环境并检测人类存在。例如，协作机器人（cobots）通常包含内置的力矩传感器，以便在遇到意外阻力（如人类触碰）时停止或调整运动。高级系统还可以使用计算机视觉跟踪人类运动，使机器人能够预测诸如递送工具或避开路径等动作。
人类与机器人之间的通信通过编程接口和协议得以实现。开发人员通常使用 API 或 ROS（机器人操作系统）等框架来定义任务、共享数据或触发动作。例如，机器人可能会接收人类操作员佩戴的穿戴设备（如智能手套）的输入，当操作员举起手时，智能手套会向机器人发送暂停信号。一些系统采用自然语言处理进行语音命令，或使用图形界面进行任务选择。一个例子是在工厂设置中，工人使用平板电脑为机器人分配新的装配顺序，然后机器人在人类处理质量检查的同时执行该顺序。这些接口确保双方可以在无需复杂编码的情况下协调任务。
安全是人机协作的基石，由 ISO 10218 和 ISO/TS 15066 等标准规范。机器人设计有故障安全机制，例如速度限制、力量限制和紧急停止触发器。例如，当人类进入预定义区域时，通过深度传感器检测到，协作机器人可能会以降低的速度运行。功率和力量限制（PFL）模式确保机器人施加最小的冲击力，从而降低受伤风险。开发人员可以使用 Universal Robots 的 Polyscope 或 Fanuc 的 DCS 等 SDK 编程安全区域，这些 SDK 定义了地理围栏区域，如果被突破，机器人会自动停止。这些分层的安全措施使人类和机器人能够动态共享工作空间，例如在汽车装配线上，机器人处理重型零件，而工人在附近安装精密组件。