教育機(jī)器人 安全要求及測(cè)試方法 征求意見稿

3教育機(jī)器人安全要求及測(cè)試方法GB4943.1—2011信息技術(shù)設(shè)備安全第1部分：GB6675.2—2014玩具安全第2部分機(jī)械GB6675.4—2014玩具安全第4部分：特定元素的GB7247.1—2012激光產(chǎn)品安全第1部分：設(shè)備分類、要求和GB31241—2022便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組安全技術(shù)GB/T2423.5—2019環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)EGB/T2423.10—2019環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Fc:振動(dòng)GB/T2423.55—2023環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Eh:錘GB/T4208—2017GB/T35274-2023信息安全技術(shù)大數(shù)據(jù)服務(wù)GB/T38834.1—2020機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法第1部分：輪式機(jī)器GB/T38834.2—2023機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法第GB/T38834.3—2023機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法第GB/T39785—2021服務(wù)機(jī)器人機(jī)械安全評(píng)估GB/T41393—2022娛樂機(jī)器人安全要求及4移動(dòng)型教育機(jī)器人mobileeducationa混合型教育機(jī)器人hybrideducational安全相關(guān)控制功能safety—relatedcon有具有規(guī)定的完整等級(jí)的安全相關(guān)控制系統(tǒng)執(zhí)行的控制功能，預(yù)期用于保持機(jī)器人的安全狀況或5a)當(dāng)機(jī)器人以可預(yù)見方式使用時(shí)，能減少對(duì)人和周圍環(huán)境的危害；b)當(dāng)機(jī)器人以不可預(yù)見方式使用時(shí)(例如，未經(jīng)訓(xùn)練和不了解該機(jī)器人的人員對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操作混合型教育機(jī)器人相關(guān)安全要求滿足移動(dòng)型教育機(jī)器人和關(guān)節(jié)型教育機(jī)器人的相a)組裝可接觸的零件可預(yù)見的正常使用狀態(tài)下，不出現(xiàn)由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的設(shè)計(jì)導(dǎo)致的任c)適合14歲以下兒童使用的組裝可接觸的零件，滿足GB6675.2—2014對(duì)不同年齡階段的機(jī)械和b)教育機(jī)器人的零件能承受可預(yù)見的正常使用狀態(tài)下的功能，而不導(dǎo)致任何危險(xiǎn)；c)教育機(jī)器人的零件能承受可預(yù)見的搬運(yùn)或裝卸等操作。a)教育機(jī)器人的外殼具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；b)外殼強(qiáng)度滿足GB/T2423.55—2023a）需使用玻璃材料的燈外罩或透明外殼，采用安全玻璃，部件在試驗(yàn)后未出現(xiàn)明顯可見的裂痕或a)教育機(jī)器人可觸及部位不存在可導(dǎo)致危險(xiǎn)的銳利邊緣，包括c)如教育機(jī)器人的棱緣或拐角可能給操作人員帶來危險(xiǎn)，將這些棱緣或拐角倒圓和磨6e）在教育機(jī)器人工作過程中，電線如果相對(duì)教育機(jī)器人某個(gè)部件有相對(duì)位移，則該電線有額外的4.2.6.3外露的結(jié)構(gòu)部件教育機(jī)器人零部件發(fā)熱與可接觸部分表面溫度應(yīng)滿足b）可接觸部分表面溫度要求：可接觸部分的表面溫度低于48℃;4.2.6.5組、鏈輪、蝸輪蝸桿等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)a)傳遞扭矩大于0.2N·m的輪組鏈輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有外殼防護(hù)；b)外殼應(yīng)密閉且外殼上無直徑大于3mm可插孔圓柱。a)教育機(jī)器人的電機(jī)或電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)有機(jī)械外殼進(jìn)行封閉；b)不應(yīng)露出可觸及的銳利邊緣或銳利的尖端，或其他可7b)額定容量大于200Wh且化學(xué)成分為鉆酸離子的電池組不得使用導(dǎo)致噴射電解質(zhì)或爆炸的硬質(zhì)c)化學(xué)成分是鉛酸的電池組不得使用有可能d)具備短路保護(hù)功能，在電流超過額定電流2倍時(shí)切斷電源輸出；e)預(yù)防人為更換不同規(guī)格的電f)充電電池中的化學(xué)物質(zhì)沒有泄漏到教育機(jī)器人外；a)采用電源適配器供電的教育機(jī)器人，功率輸入不超過其額定功率輸入的120%；b)在電流超過額定電流200%或更高時(shí)切斷電源輸出；4.3.1.4插頭、插座安全b)確保連接牢固，不易脫落；b)對(duì)于供7周歲以下兒童使用的機(jī)器人電池組，必須借助工具才能拆卸和安裝。d)12歲以下兒童用戶所使用機(jī)器人的電壓不得超過248室溫和50%相對(duì)濕度情況下教育機(jī)器人應(yīng)該具備教育機(jī)器人的電氣部件和氣動(dòng)部件、液壓部件應(yīng)滿a)教育機(jī)器人中構(gòu)成危險(xiǎn)因素的電氣、氣動(dòng)、液壓等部件具有固定的防護(hù)罩和外殼；b)在正常運(yùn)行期間防護(hù)罩和外殼不得自行打開或很容易打開；c)電氣、氣動(dòng)、液壓等部件的所在位置有明顯的安全警示標(biāo)志或提示。制造商應(yīng)在教育機(jī)器人出廠前進(jìn)行充分測(cè)試，并給出所生產(chǎn)的教育機(jī)器人在運(yùn)行過程中能承受的b）振動(dòng)、沖擊。a)確保教育機(jī)器人在使用中不會(huì)過熱；b)如教育機(jī)器人使用過程中有意外過熱的風(fēng)教育機(jī)器人連續(xù)正常運(yùn)行10h之后，過熱檢測(cè)裝置應(yīng)確保教育機(jī)器人的可被手或身體其他部位接觸a)教育機(jī)器人零件材料避免使用含有鉛、鎘、汞等有害物質(zhì)的材料；b)材料具有良好的耐用性和抗沖擊性；c)可接觸部分材料具備良好的生物相容性；d)選擇可回收利用或可降解的環(huán)保材e)非金屬材料零件，支持電氣零件的絕緣材料零件應(yīng)該滿足GB/T5169教育機(jī)器人應(yīng)在安全交互空間內(nèi)行動(dòng)，當(dāng)人員或物體誤進(jìn)入具備傷害風(fēng)險(xiǎn)的空間或機(jī)器人超出安全交互空間時(shí)，教育機(jī)器人應(yīng)具備聯(lián)鎖保護(hù)和防護(hù)功4.4.1.2人機(jī)交互安全力矩控制在與人接觸式交互過程中，教育機(jī)器人應(yīng)具備安全力矩控制功能，使機(jī)器人接觸力/力矩不能超過b）通過人體工程學(xué)試驗(yàn)；a）本體或部件可能對(duì)人體造成傷害的，其內(nèi)部具備執(zhí)行器飛車保護(hù)裝置或電路，防止電機(jī)執(zhí)行器b）避免產(chǎn)生危險(xiǎn)碰撞，包括對(duì)人、動(dòng)物以及安全相關(guān)的物件；a）運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)在任意速度下的故意剎車制動(dòng)，不會(huì)發(fā)生傾倒、失控或者機(jī)器人零件和載荷的脫離等c）停止?fàn)顟B(tài)的設(shè)計(jì)可根據(jù)教育機(jī)器人的類型適宜變化，符合GB/T38260—2019中7可靠性，符合GB/T38260—201傳感器等）和避障算法，確保機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中能夠自主避障，避免碰撞和摔倒。4.4.2.1控制軟件安全設(shè)計(jì)原則c）失敗安全：在系統(tǒng)運(yùn)行失敗時(shí)有相應(yīng)的措施保障軟件d）最小優(yōu)先權(quán)：原則是對(duì)一個(gè)操作，只賦予所必需的最小的訪問權(quán)限，而且只分配所必需的最小e）預(yù)防提醒：避免機(jī)器人在任何情況下產(chǎn)生可能導(dǎo)致人身或財(cái)產(chǎn)損害的誤操作，控制軟件需要對(duì)f）監(jiān)控預(yù)警：能針對(duì)軟件的實(shí)時(shí)操作進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)越權(quán)行為或具有潛在危險(xiǎn)的用戶操作發(fā)出有4.4.2.2控制軟件代碼安全4.4.2.3識(shí)別操作安全1)在背景噪音較大的環(huán)境下，機(jī)器人能保持較高2)語音識(shí)別系統(tǒng)具備防篡改機(jī)制，防止惡意軟件通過修改指令來控制機(jī)器人；b）能準(zhǔn)確識(shí)別環(huán)境中的物體和場(chǎng)景，避免誤判導(dǎo)致的a）在編程過程中，提供代碼審核機(jī)制，確保編寫的代碼符合安全規(guī)范，不會(huì)執(zhí)行有害的指令或?qū)）對(duì)于可能導(dǎo)致機(jī)器人行為失控或危害環(huán)境的指令，編程環(huán)境能提供限制或警告，確保用戶在使c）編程環(huán)境具備完善的錯(cuò)誤處理機(jī)制，能夠在代碼執(zhí)行過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理錯(cuò)誤，防止錯(cuò)誤累4.4.3.1故障檢測(cè)與報(bào)警4.4.3.2穩(wěn)定平衡設(shè)計(jì)a)在與外部設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，防止?shù)據(jù)泄露和竊取；b)通訊協(xié)議加密處理，確保教育內(nèi)容的私密性和機(jī)器人控制指令的完整性。a)執(zhí)行任務(wù)時(shí)確保保障人類擁c)教育機(jī)器人的算法、數(shù)據(jù)處理方式等功能具有應(yīng)對(duì)倫理問題的能力。a)除電池/電池組以外的機(jī)器人整體，及其可被用戶拆卸的任意部分不具有毒性或類似危險(xiǎn)；b)符合GB6675.4-2014的要求，電池如具有毒性，在電池上或機(jī)器人上顯著位置表明。機(jī)器人不得產(chǎn)生對(duì)人體有害的電磁輻射或電離教育機(jī)器人可與人接觸的激光器和發(fā)光二極管應(yīng)滿足GB7247.1—2012中第1類激光如機(jī)器人因特殊功能需求使用的激光器（或具有激光器的傳感器）能量等級(jí)高于1類激光，則應(yīng)在機(jī)器人本體或激光器的顯著位置放置醒目的安全警告標(biāo)5測(cè)試方法b)相對(duì)濕度：0%~80%；5.2.1.1靜穩(wěn)定性測(cè)試質(zhì)量小于5kg的教育機(jī)器人，關(guān)機(jī)狀態(tài)下使其支撐水平面提升至3%的坡度時(shí)不應(yīng)發(fā)質(zhì)量大于或等于5kg的教育機(jī)器人，關(guān)機(jī)狀態(tài)下使其5.2.1.2動(dòng)穩(wěn)定性測(cè)試b)必要時(shí)，教育機(jī)器人在其設(shè)計(jì)的最大活動(dòng)范圍內(nèi)進(jìn)行持續(xù)不少于5h的運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行觀察記典型試驗(yàn)部位有包含液體的非密封電池箱貨專用電池組的外殼、可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)部件的外殼、使用玻璃材料的燈外罩或透明外殼等，每一個(gè)測(cè)試部位進(jìn)行6次沖擊能量為0.7J的沖擊b)視檢及用模擬手指皮膚的銳利邊角測(cè)試儀等裝置測(cè)試線纜。a)檢查教育機(jī)器人是否具有因功能所需而存在的銳利尖端，并檢查尖端附近是否具備顯著的警b)用分辨率不小于0.5°的適宜量角器，對(duì)非功能所需而存在的任一尖端部分進(jìn)行測(cè)量。c)利用溫度采集記錄儀，通過精度小于或等于1℃的熱電偶，對(duì)教育機(jī)器人被測(cè)部位進(jìn)行溫集，當(dāng)教育機(jī)器人充分發(fā)熱，且被測(cè)部位溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)最高值，則記錄為被測(cè)溫b)采用直徑3mm試驗(yàn)針對(duì)教育機(jī)器人防護(hù)外殼孔隙進(jìn)行探測(cè)，檢驗(yàn)其密閉性。a)利用符合GB/T16842—2016圖2試具B的試驗(yàn)指對(duì)教育機(jī)器人間隙部分進(jìn)行測(cè)試，間隙不應(yīng)被b)利用符合GB/T16842—2016圖12試具18的試驗(yàn)指對(duì)可面向小于14歲的兒童使用的教育機(jī)器人c)利用符合GB/T16842—2016圖12試具19的試驗(yàn)指對(duì)可面向小于3歲的兒童使用的教育機(jī)器人5.3.1.1執(zhí)行器安全試驗(yàn)a)視檢教育機(jī)器人執(zhí)行器標(biāo)識(shí)或產(chǎn)品說明書等資料的相關(guān)參數(shù)信息；c)對(duì)未有明確電氣參數(shù)描述的主要執(zhí)行器，宜用扭矩測(cè)試儀等類似儀器測(cè)量其工作狀態(tài)下的輸5.3.1.3電源適配器安全功率試驗(yàn)a)檢查電源適配器給教育機(jī)器人供給電源功率是b)檢查電源適配器是否具備短路保護(hù)功能，分為教育機(jī)器人輸入功率測(cè)試及電源適配器短路保b)采用熱電偶接觸溫度采集儀或紅外熱成像儀等非接觸式溫度測(cè)量?jī)x器測(cè)量電路工作時(shí)的溫度。5.3.1.5使用安全試驗(yàn)a)檢查機(jī)器人、電池組、電源適配器表面是否有明顯的禁止在水中使用的標(biāo)識(shí)；b)對(duì)于供7周歲以下兒童使用的機(jī)器人電池組，檢查是否須借助工具才能拆卸和安裝；c)對(duì)于12歲年齡以下用戶，檢查是否在產(chǎn)品說明書上標(biāo)注明顯警示；d)檢查12歲以下兒童用戶所使用機(jī)器人的電壓是否超過245.3.2.1絕緣電阻試驗(yàn)b)380V以下的低壓設(shè)備應(yīng)用500V電阻表(5.3.2.2絕緣距離試驗(yàn)a)對(duì)機(jī)器人電路板等高電壓電流部位進(jìn)行測(cè)試；b)采用游標(biāo)卡尺、塞尺、測(cè)量顯微鏡等測(cè)量設(shè)備；5.3.2.3防靜電安全試驗(yàn)2000V的靜電放電試驗(yàn)，持續(xù)試驗(yàn)1min，試驗(yàn)結(jié)束后機(jī)器人能a)檢查機(jī)器人中構(gòu)成危險(xiǎn)因素的電氣、氣動(dòng)、液壓等部件是否具有固定的防護(hù)罩和外殼；b)防護(hù)罩和外殼在正常運(yùn)行期間是否能自行打開或很容易打開；c)防護(hù)罩和外殼所在位置是否有明顯的安全警示標(biāo)志或提示。5.3.5.1過熱處理試驗(yàn)b)應(yīng)通過接觸式溫度數(shù)采儀對(duì)教育機(jī)器人關(guān)鍵溫升部位進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度采集，在持續(xù)的教育機(jī)器度的應(yīng)急處理，試驗(yàn)是否具備過熱檢測(cè)和緊急停機(jī)5.3.5.2溫度控制試驗(yàn)a)教育機(jī)器人正常運(yùn)行不少于30min后進(jìn)行試驗(yàn)；b)應(yīng)利用紅外熱像儀等溫度采集裝置篩選機(jī)器人高發(fā)熱部位；c)再利用接觸式溫度采集記錄儀對(duì)相應(yīng)部位進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，使機(jī)器人連續(xù)正常運(yùn)行至穩(wěn)定溫升5.3.5.3材料試驗(yàn)行GB/T5169.21—2017的球壓試驗(yàn)，材料試驗(yàn)片可按此標(biāo)5.3.5.4非金屬零件試驗(yàn)基于GB/T5169.2—2021的阻燃標(biāo)準(zhǔn)材料要求，對(duì)非金屬材料零件及支持電氣零件的絕緣材料零件5.4.1.1安全交互空間試驗(yàn)a)檢查制造商對(duì)機(jī)器人的安全交互工作空間的操作說明，并按照其結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行相b)觀察機(jī)器人的動(dòng)作柔順性；d)對(duì)存在風(fēng)險(xiǎn)的工作空間，通過外置的機(jī)器人交互空間干擾試驗(yàn)裝置對(duì)其交互空間施加干擾以5.4.1.2人機(jī)交互安全力矩控制試驗(yàn)d)對(duì)具備擬人手的夾抓擠壓功能特征的執(zhí)行器，其典型性的參考GB/T38124—2019中“536530—2018中“6.5安全相關(guān)環(huán)境傳感”、GB/T39785—2021中“5.4.6安全相關(guān)力控制試驗(yàn)”等5.4.1.3安全交互速度控制試驗(yàn)a)檢查制造商對(duì)機(jī)器人動(dòng)作速度控制的限值說明；c)采用移動(dòng)機(jī)器人避障能力測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試其對(duì)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)障礙物的規(guī)避碰撞能力，可參照GB/T避免危險(xiǎn)碰撞的驗(yàn)證”和“5.4.5安全相關(guān)5.4.1.4安全交互停止功能試驗(yàn)育機(jī)器人正常工作狀態(tài)下，通過適宜的停止功能觸發(fā)檢測(cè)器進(jìn)行停止功能試驗(yàn)驗(yàn)證，可參照GB/T39785—2021中“5.4.3停止功能的驗(yàn)證”等相關(guān)適用性標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試驗(yàn)證。5.4.1.5交互操作界面設(shè)計(jì)試驗(yàn)5.4.1.6安全避障功能試驗(yàn)a)啟動(dòng)機(jī)器人：將機(jī)器人置于測(cè)試環(huán)境的起始位置，啟動(dòng)機(jī)器人，并使其進(jìn)入避障模式；夠在檢測(cè)到障礙物時(shí)及時(shí)減速、轉(zhuǎn)向或采取其他避障措e)對(duì)每個(gè)測(cè)試場(chǎng)景進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)試，以確保測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性；f)每次測(cè)試后，記錄并分析機(jī)器人的避障行為和性能指標(biāo)。5.4.2.1控制軟件代碼安全試驗(yàn)b)使用靜態(tài)代碼分析工具檢查代碼中5.4.2.2識(shí)別操作安全試驗(yàn)a)設(shè)計(jì)多組包含標(biāo)準(zhǔn)語音指令和干擾因素的測(cè)試集b)使用測(cè)試集對(duì)機(jī)器人進(jìn)行語音識(shí)別測(cè)試，記錄識(shí)別準(zhǔn)確率；a)嘗試通過模擬惡意軟件注入、修改語音指令等方b)觀察機(jī)器人是否能在檢測(cè)到異a)在不同噪音環(huán)境下（如嘈雜的教室、戶b)使用測(cè)試集對(duì)機(jī)器人進(jìn)行圖像識(shí)別測(cè)試，記錄識(shí)別準(zhǔn)確率；a)在不同光線環(huán)境下（如強(qiáng)光、弱光b)記錄并分析識(shí)別準(zhǔn)確率的變化情況，評(píng)估機(jī)器人的抗干擾能力；c)針對(duì)識(shí)別性能下降的情況，優(yōu)化5.4.2.3編程安全試驗(yàn)a)對(duì)編寫的代碼進(jìn)行人工或自動(dòng)審核，確保代碼符合安全規(guī)范，不會(huì)執(zhí)行有害的指令；a)在編程環(huán)境中設(shè)置限制條件，防止用戶編寫可能導(dǎo)致機(jī)器人行為失控的指令；b)例如，限制機(jī)器人的最大速度、加速a)驗(yàn)證編程軟件是否具備完善的錯(cuò)誤處理機(jī)制，能夠在代碼執(zhí)行過b)檢查軟件是否能夠在檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，如停止?zhí)5.4.3.1故障檢測(cè)與報(bào)警試驗(yàn)c)檢查報(bào)警信號(hào)是否準(zhǔn)確反映了故障類型和位置。驗(yàn)證報(bào)警信號(hào)是否能夠在不同環(huán)境和條件下5.4.3.2穩(wěn)定平衡設(shè)計(jì)試驗(yàn)察機(jī)器人在靜止?fàn)顟B(tài)下是否能夠保持平衡，不出現(xiàn)傾倒或在不同傾斜角度下的平衡表現(xiàn)，記錄能夠保持平衡的最大傾斜角a)使用通訊嗅探工具對(duì)教育機(jī)器人與外部設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)交換進(jìn)行監(jiān)聽，驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸是b)通過模擬中間人攻擊嘗試截獲和解密數(shù)據(jù)包，檢查數(shù)據(jù)包是否被截取。a)模擬用戶注冊(cè)，提供過量的用戶數(shù)據(jù)，驗(yàn)證用戶是否知情教育機(jī)器人數(shù)據(jù)收集功能；b)驗(yàn)證教育機(jī)器人收集數(shù)據(jù)是否實(shí)施數(shù)據(jù)最小化原則；c)驗(yàn)證用戶關(guān)閉數(shù)據(jù)收集功能后，教育機(jī)器人是否仍執(zhí)行數(shù)據(jù)收集功能。a)在多種場(chǎng)景下，與教育機(jī)器人進(jìn)行多輪交互，評(píng)估其回饋內(nèi)容是否符合倫理道德標(biāo)準(zhǔn)；b)交互測(cè)試包括不限于：語音交互測(cè)試、文字交互測(cè)試、圖像交互測(cè)試；c)倫理道德測(cè)試數(shù)據(jù)集符合現(xiàn)狀，由第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)、制造商、用戶共同制定；d)若教育機(jī)器人在檢測(cè)途中出現(xiàn)違背倫理道德的行為，直接判定為不合格。a）按其宣稱防護(hù)等級(jí)，按照GB/T4208—2017相應(yīng)防水防護(hù)等級(jí)進(jìn)行a)檢查機(jī)器人的詳細(xì)設(shè)計(jì)資料及相關(guān)檢測(cè)證明資料，評(píng)估是否屬于無毒性材料；b)對(duì)具有可疑材料可按照GB/T37647—2019、GB6675.4—2014中相應(yīng)要求進(jìn)行測(cè)量試驗(yàn)。a)檢查制造商提供的詳細(xì)設(shè)計(jì)資料及相關(guān)檢測(cè)證明資料，評(píng)估是否滿足輻射安全；b)對(duì)具有可疑部件的機(jī)器人，可按照GB/T37284-2019等標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行測(cè)量。b)對(duì)具有可疑激光器部件，可按照GB7247.1-2012中相關(guān)要求進(jìn)行測(cè)量。a)機(jī)器人上的標(biāo)記應(yīng)該清晰和持久；b