Un sistema uomo-macchina è quello in cui un operatore umano è in qualche modo dipendente o integrato con uno strumento o una macchina. Questo può essere qualcosa di semplice come l’uso di uno strumento per la lavorazione del legno o qualcosa di complesso come far volare un drone di sorveglianza tramite telecomandi. Il concetto centrale è che la macchina in qualche modo migliora le capacità dell’utente umano. Ci sono sia esempi pratici nel mondo reale che una grande quantità di idee di ingegneria concettuale che rientrano nella categoria di un sistema uomo-macchina. Molti sistemi avanzati sono in uso nei campi dell’esplorazione spaziale, dell’esercito e delle forze dell’ordine.
Un esempio di un sistema uomo-macchina comunemente usato è un carrello elevatore che potrebbe essere utilizzato in un magazzino o in una banchina di carico. Questa è una macchina che richiede un essere umano per controllarla. A sua volta, il carrello elevatore è una macchina che migliora le capacità dell’essere umano. Quando si lavora in tandem, questo sistema uomo-macchina consente a una singola persona di sollevare molto più peso di quanto sarebbe normalmente in grado di fare senza la macchina.
Un altro esempio di sistema uomo-macchina è il sistema di guida, puntamento e navigazione su un jet da combattimento. Questo sistema assiste il pilota nel pilotare il jet osservando le tolleranze del veicolo, mantenendo i sottosistemi in modo che il pilota non debba farlo e prendendo l’iniziativa per allertare il pilota in caso di condizioni anomale. Durante il combattimento, il sistema uomo-macchina può integrare i movimenti della testa del pilota con computer di puntamento che, in alcuni casi, consentono al pilota di guardare semplicemente un bersaglio per dirigere il fuoco delle armi in quella direzione. Questo tipo di estensione interattiva delle capacità e dei sensi di un pilota è un uso molto avanzato di un sistema uomo-macchina.
Ci sono molte sfide interdisciplinari coinvolte nella creazione di un sistema uomo-macchina. Oltre ai problemi di creare una macchina che possa integrarsi facilmente con un operatore umano, ci sono anche problemi come l’ergonomia per l’uomo. La macchina deve anche avere una certa quantità di articolazione in modo che il controller sia in grado di utilizzarla in modo naturale. Anche l’interfaccia effettiva può essere un problema, perché la macchina potrebbe avere una configurazione non intuitiva per un essere umano.
Ci sono alcune aziende che lavorano allo sviluppo di quelli che ora sono solo sistemi concettuali uomo-macchina. Questi design spaziano da esoscheletri per uso industriale e militare che possono essere indossati come un abito e consentono all’operatore di sollevare pesi ben oltre ciò che potrebbe essere normalmente fatto, a robot completamente articolati che possono essere utilizzati per lavorare in ambienti pericolosi o persino sotto l’oceano . Questi tipi di idee sono lungi dal vedere un uso diffuso a partire dal 2011, ma sono in fase di sviluppo.