El objetivo fue proponer un marco de sistema ciber-físico-humano (CPH) de confianza bidireccional entre humanos y robots para el ensamblaje colaborativo humano-robot en manufactura flexible e investigar el impacto de modular las comunicaciones en el sistema CPH sobre el rendimiento del sistema y las interacciones humano-robot (HRIs). Como método de investigación, desarrollamos una celda híbrida de un humano y un robot donde un humano y un robot colaboraron entre sí para realizar la operación de ensamblaje de diferentes componentes de manufactura en un entorno de manufactura flexible. Configuramos el sistema colaborativo humano-robot en tres componentes interconectados de un sistema CPH: (i) sistema cibernético, (ii) sistema físico y (iii) sistema humano. Dividimos las funciones del sistema CPH en tres módulos interconectados: (i) comunicación, (ii) computación y (iii) control. Derivamos un modelo para calcular la confianza bidireccional entre el humano y el robot en tiempo real. Implementamos el marco CPH activado por confianza en el entorno de ensamblaje colaborativo humano-robot y modulamos los métodos de comunicación entre los componentes cibernéticos, físicos y humanos del sistema CPH de diferentes maneras innovadoras en tres experimentos separados. Los resultados de la investigación muestran que modular los métodos de comunicación activados por la confianza bidireccional impacta en la efectividad del sistema CPH en términos de interacciones humano-robot y rendimiento de tareas (eficiencia y calidad) de manera diferente. Los resultados muestran que los métodos de comunicación con una combinación adecuada de un mayor número de modos de comunicación (señales) producen mejores HRIs y rendimiento de tareas. Basado en un estudio comparativo, se concluyó que los resultados prueban la eficacia y superioridad de configurar el sistema HRC en forma de un sistema CPH modular sobre el uso de sistemas HRC convencionales en términos de HRI y rendimiento de tareas. Configurar sistemas colaborativos humano-robot en forma de un sistema CPH puede transformar el diseño, desarrollo, análisis y control de los sistemas y mejorar su alcance, facilidad y efectividad para diversas aplicaciones, como manufactura industrial, construcción, transporte y logística, silvicultura, etc.