服务机器人标准实施现状.ppt
服务机器人标准实施现状,一、什么是服务机器人二、服务机器人分类三、服务机器人的标准化实施现状四、结语,葛华,UNECE 和国际机器人联合会（International Federation of Robotics，IFR）经过几年的搜集整理，给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主的机器人，它能完成有益于人类健康的服务，但不包括从事生产的设备，服务机器人的定位就是服务。从机器人的功能特点上来讲，它与工业机器人的一个本质区别在于，工业机器人的环境都是已知的，而服务机器人所面临的环境绝大多数都是未知的。在我国国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）中对智能服务机器人给予了明确定义“智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备。”2014-2018 年中国服务机器人行业发展前景与投资战略规划分析报告,一、什么是服务类机器人,二、服务机器人分类,机器人国际标准，目前以日本、美国等主导标准内容。我国工业机器人国家标准基本都采用国际标准，在服务机器人标准方面,应借鉴发达国家成功经验进行提前布局，跟踪国际标准进展，相关企业应关注国际标准，相关专家应积极参与国际标准制订，为我国机器人产品打入国际市场奠定基础。,三、服务机器人的标准化实施现状,为了将机器人带到国际市场上，机器人制造商必须证明他们已经满足了相关国家的标准，其中ISO标准是很多国家参与制定和采用的标准。同时，在缺乏国际标准时，一个广泛认可的国际标准的发布，能够给机器人公司提供一个商业化的路线图，并鼓舞投资者的信心。,3.1 服务机器人的国际标准,有关机器人的国际标准主要由国际标准化组织（ISO）制定和发布。国际电工委员会（IEC）也发布一些相关电气标准，按照分工，IEC负责电工电子领域的国际标准化工作，其他领域由ISO负责。,ISO于1983年成立了ISO/TC184/SC2，目前拥有 5 个工作组：WG1 词汇，WG3 工业机器人安全，WG7个人护理机器人安全，WG8服务机器人，WG9则由ISO/TC184/SC2和IEC/SC62A共同组成，针对采用机器人技术的医疗设备安全相关标准开展工作。到目前为止，ISO的200个标准化技术委员会和300多分技术委员会中，机器人的国际标准主要由TC184/SC2 负责制订。其中，ISO TC184/SC2 的 WG8 工作组，自 2009 年开始制订以智能轮椅为主要产品的服务机器人性能标准。,2014年2月，ISO TC184/SC2/WG7公布了最新的机器人标准，是有关服务机器人安全性的标准，编号ISO 13482。ISO 13482由来自12个国家的超过50个提名的专家和观察员团队制定。其面向的机器人是Personal Care Robot（个人服务机器人）。在设计机器人时，安全应该放在第一位。ISO的安全标准有三个层级，从抽象到具体分别是 Type A,Type B,Type C，其中Type A是一般机械，Type B是安全功能或机 械 群 组，Type C 是 对 特 定 机 械 类 型 的 要 求。ISO13482属于Type C层级。,3.1 服务机器人的国际标准,ISO 13482列出的灾难标准包括碰撞、丧失动力稳定性等15种：1）充电电池；2）能量存储和供应；3）机器人常规操作的启动和重启；4）静电势；5）机器人外形；6）辐射和排放；7）电磁干扰；8）压力，姿势和惯例；9）机器人移动；10）耐久性不足；11）不正确的自主决策和行动；12）与移动部件的联系；13）人类缺乏对机器人的认识；14）危险的环境条件；15）由于定位和导航引起的错误。ISO 13482还列出了与机器人控制系统有关的10种安全情形标准：1）机器人停止；2）操作空间的限制；3）安全相关的速度限制；4）安全相关的环境感知；5）稳定性控制；6）安全相关的力量控制；7）奇异点保护；8）用户接口的设计；9）操作模式；10）手动控制设备。,3.1 服务机器人的国际标准,IEC（International Electrotechnical Commission，国际电工委员会）是制定和发布国际电工电子标准的非政府性国际机构。IEC60355标准将服务机器定义为无人看管器具、连续工作器具、装有遥控设备的器具、电池供电器具，因此依据这些器具要求制定了相应的标准。,3.1 服务机器人的国际标准,如 IEC60335-1标准，即家用和类似用途电器-安全-第I部分-通用要求（等同于中国国家标准GB4706.1），规定了家用电器的安全标准。IEC60312-1规定了清洁机器人的自动洗尘性能测试方法，而IEC60312-3则规定了清洁机器人的智能化性能的测试方法，主要包括自动导航覆盖实验和平均速度测试实验。,3.2 美国的服务机器人标准实施现状,美国的国家标准主要由国家标准学会（ANSI）审批和发布，它是美国自愿性标准体系的协调中心，也是美国政府认可的批准和发布美国国家标准的唯一机构。目前美国实施的非工业机器人方面的国家标准如下：1.ANSI/RIA R15.02-1-1990 Human Engineering Design Criteria for Hand-Held Robot Control Pendants 手动机器人控制装置的人体工程设计标准。2.ASTM C1661-07 Standard Guide for Viewing Systems for Remotely Operated Facilities 遥控设备视觉系统标准指南。3.ASTM F1719-96(2002)Standard Specification for Image-Interactive Stereotactic and Localization Systems 立体声图像交互和定位系统标准规范。,3.2 美国的服务机器人标准实施现状,4.A-A-59687 ROBOT,EXPLOSIVE ORDNANCE DISPOSAL(EOD)机器人，军用爆炸物处理。5ANSI/UL1740-2007 Standard for Safety Robots and Robotic Equipment机器人和自动化设备的安全标准。,在过去的几年中，日本和韩国在服务机器人研究方面取得了卓越的进展。日本和韩国在机器人的灵活性、类人机器人、服务机器人和个人机器人（包括娱乐机器人）的某些方面处于领先地位。在日本，国家的新工业政策把机器人划入重点发展的七个产业之一。韩国目前在机器人技术方面正在赶超美国、日本和欧洲的竞争对手，目前韩国开发重点放在服务机器人上面。在韩国，机器人被选为“促进经济增长”的十大关键技术之一，每年在机器人学方面的总资助经费大约8000万美元；韩国从2006年开始发布并实施服务机器人标准，是服务机器人标准发布最多的国家。,3.3 韩国、日本服务机器人标准实施现状,3.4 欧洲服务机器人标准实施现状,在欧洲，一个被称为“先进机器人学”的计划大约获得了1亿美元的资助，资助时间为三年。欧洲还在助老和家庭服务机器人领域资助了重大计划。目前，欧洲已研制服务机器人方面的产品有：轮椅复原机器人、网球收集器、池塘清洁器、玻璃清洁器和割草机。相应地，欧洲也正在或计划制定实施相关的标准。由此可见，目前ISO和IEC以及发达国家都相继意识到服务机器人标准的重要性，已经或正在开始制定服务机器人的相关标准，以抢占国际服务机器人市场的制高点。,中国机器人标准的制定方式主要有：1）等效采用相关国际标准；2）国内相关标准委员会组织编撰等方式。在已经发布的49件机器人相关的标准中，已经作废13件，现行33件，未实施3件。现行33件机器人相关的标准中，由国家质量监督检验检疫总局（原国家技术监督局）发布的有21件，其中以“工业机器人”开头的13件。其他包括以“激光加工机器人”开头的1件，以“弧焊机器人”开头的1件，以“点焊机器人”开头的1件，名称中包含“水下机器人”的1件，以“离线编程式机器人柔性加工系统”开头的2件，以“装配机器人”开头的1件，以“工业环境用机器人”开头的1件。,3.5 我国服务机器人标准实施现状,由公安部发布的有2件，包括“消防机器人第1部分：通用技术条件”，“排爆机器人通用技术条件”。由电子工业部发布的有3件，包括“装配机器人 通用技术条件”，“喷漆机器人 通用技术条件”，“工业机器人完好要求和检查评定方法”。由国家发展与改革委员会发布的有2件，包括“滚动轴承 机器人用薄壁密封轴承”和“工业机器人 产品验收实施规范”。由全国工业自动化系统与集成技术委员会发布的有4件，包括“工业机器人 验收规则”，“工业机器人 型号编制方法”，“搬运机器人 通用技术条件”，“弧焊机器人 通用技术条件”。,3.5 我国服务机器人标准实施现状,从上面列举的现有的国家标准可以看出，中国目前的机器人标准主要是针对工业机器人，缺少服务机器人专用的标准。2012年4月24日，科技部印发了服务机器人科技62发展“十二五”专项规划。该专项规划中，我国对于服务机器人未来技术路线，更加强调智能化，更加强调多机器人系统协同工作，以及由此而来的多机器人通信、集体智能，更加强调研制通用的、模块化的机器人制造技术等。该专项规划制定的服务机器人的发展目标指出，我国未来服务机器人的重点发展目标是公共安全机器人、医疗康复机器人和仿生机器人，相应的机器人测试技术以及开源的机器人软件平台等都列为了核心关键技术。我国虽然已经确定了服务机器人的发展目标和重点专项，但行业主管部门尚未明确，行业政策和标准研究还存在缺位，这些基础性工作对于中国未来机器人产业的发展极为重要。,3.5 我国服务机器人标准实施现状,3.5 我国服务机器人标准实施现状,值得一提的是，2010年我国企业在第74届IEC年会上提出了家用和类似用途智能移动机器人平台性能评估方法的提案，2012年在第76届IEC年会上该提案正式获得通过并成立了IEC/TC59/WG16。预计该工作组将历时3年共7个阶段完成该国际标准的制定和发布。该标准提案主要包括如下内容：1）机器人的测试条件，包括单位制、机器人配置、运行和环境条件等的测试要求；2）机器人的位置特性，包括位置精度、距离精度位置可重复性等的测试要求；3）机器人的执行能力，包括移动能力、避障能力、连续运行能力、允许能力、待机功耗等的测试要求；4）智能性，包括返回基站充电、路径规划等的测试要求。,虽然国际大公司已经占据了工业机器人的大部分市场，但服务机器人所涉及的应用领域很广泛，相关市场还处于市场培育期，缺乏相关的国际和国内标准。对于刚刚起步但发展快速的家庭服务机器人产业来说，中国企业仍有很多的机遇。总之我们应该重视国际国内标准，我国企业生产的服务机器人产品要想走出去，必须符合所在国认可的机器人标准（特别是安全标准），我国企业应继续争取参与国际标准的制定和修订工作，争取将我国企业具有优势的标准写入到国际标准中去，这样就不必为符合国际标准而对自己的产品进行大幅修改。同时也应积极地推动国内标准的制定工作，既可以参考国际标准直接引进，也可以因地制宜地制定具有我国特色、符合我国国情的国内标准。,四、结语,
