教育机器人 安全要求及测试方法 征求意见稿

3教育机器人安全要求及测试方法GB4943.1—2011信息技术设备安全第1部分：GB6675.2—2014玩具安全第2部分机械GB6675.4—2014玩具安全第4部分：特定元素的GB7247.1—2012激光产品安全第1部分：设备分类、要求和GB31241—2022便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全技术GB/T2423.5—2019环境试验第2部分：试验方法试验EGB/T2423.10—2019环境试验第2部分：试验方法试验Fc:振动GB/T2423.55—2023环境试验第2部分：试验方法试验Eh:锤GB/T4208—2017GB/T35274-2023信息安全技术大数据服务GB/T38834.1—2020机器人服务机器人性能规范及其试验方法第1部分：轮式机器GB/T38834.2—2023机器人服务机器人性能规范及其试验方法第GB/T38834.3—2023机器人服务机器人性能规范及其试验方法第GB/T39785—2021服务机器人机械安全评估GB/T41393—2022娱乐机器人安全要求及4移动型教育机器人mobileeducationa混合型教育机器人hybrideducational安全相关控制功能safety—relatedcon有具有规定的完整等级的安全相关控制系统执行的控制功能，预期用于保持机器人的安全状况或5a)当机器人以可预见方式使用时，能减少对人和周围环境的危害；b)当机器人以不可预见方式使用时(例如，未经训练和不了解该机器人的人员对机器人进行操作混合型教育机器人相关安全要求满足移动型教育机器人和关节型教育机器人的相a)组装可接触的零件可预见的正常使用状态下，不出现由于其机械结构与强度的设计导致的任c)适合14岁以下儿童使用的组装可接触的零件，满足GB6675.2—2014对不同年龄阶段的机械和b)教育机器人的零件能承受可预见的正常使用状态下的功能，而不导致任何危险；c)教育机器人的零件能承受可预见的搬运或装卸等操作。a)教育机器人的外壳具有足够的机械强度；b)外壳强度满足GB/T2423.55—2023a）需使用玻璃材料的灯外罩或透明外壳，采用安全玻璃，部件在试验后未出现明显可见的裂痕或a)教育机器人可触及部位不存在可导致危险的锐利边缘，包括c)如教育机器人的棱缘或拐角可能给操作人员带来危险，将这些棱缘或拐角倒圆和磨6e）在教育机器人工作过程中，电线如果相对教育机器人某个部件有相对位移，则该电线有额外的4.2.6.3外露的结构部件教育机器人零部件发热与可接触部分表面温度应满足b）可接触部分表面温度要求：可接触部分的表面温度低于48℃;4.2.6.5组、链轮、蜗轮蜗杆等传动机构a)传递扭矩大于0.2N·m的轮组链轮等传动机构有外壳防护；b)外壳应密闭且外壳上无直径大于3mm可插孔圆柱。a)教育机器人的电机或电机系统应单独有机械外壳进行封闭；b)不应露出可触及的锐利边缘或锐利的尖端，或其他可7b)额定容量大于200Wh且化学成分为钻酸离子的电池组不得使用导致喷射电解质或爆炸的硬质c)化学成分是铅酸的电池组不得使用有可能d)具备短路保护功能，在电流超过额定电流2倍时切断电源输出；e)预防人为更换不同规格的电f)充电电池中的化学物质没有泄漏到教育机器人外；a)采用电源适配器供电的教育机器人，功率输入不超过其额定功率输入的120%；b)在电流超过额定电流200%或更高时切断电源输出；4.3.1.4插头、插座安全b)确保连接牢固，不易脱落；b)对于供7周岁以下儿童使用的机器人电池组，必须借助工具才能拆卸和安装。d)12岁以下儿童用户所使用机器人的电压不得超过248室温和50%相对湿度情况下教育机器人应该具备教育机器人的电气部件和气动部件、液压部件应满a)教育机器人中构成危险因素的电气、气动、液压等部件具有固定的防护罩和外壳；b)在正常运行期间防护罩和外壳不得自行打开或很容易打开；c)电气、气动、液压等部件的所在位置有明显的安全警示标志或提示。制造商应在教育机器人出厂前进行充分测试，并给出所生产的教育机器人在运行过程中能承受的b）振动、冲击。a)确保教育机器人在使用中不会过热；b)如教育机器人使用过程中有意外过热的风教育机器人连续正常运行10h之后，过热检测装置应确保教育机器人的可被手或身体其他部位接触a)教育机器人零件材料避免使用含有铅、镉、汞等有害物质的材料；b)材料具有良好的耐用性和抗冲击性；c)可接触部分材料具备良好的生物相容性；d)选择可回收利用或可降解的环保材e)非金属材料零件，支持电气零件的绝缘材料零件应该满足GB/T5169教育机器人应在安全交互空间内行动，当人员或物体误进入具备伤害风险的空间或机器人超出安全交互空间时，教育机器人应具备联锁保护和防护功4.4.1.2人机交互安全力矩控制在与人接触式交互过程中，教育机器人应具备安全力矩控制功能，使机器人接触力/力矩不能超过b）通过人体工程学试验；a）本体或部件可能对人体造成伤害的，其内部具备执行器飞车保护装置或电路，防止电机执行器b）避免产生危险碰撞，包括对人、动物以及安全相关的物件；a）运动关节在任意速度下的故意刹车制动，不会发生倾倒、失控或者机器人零件和载荷的脱离等c）停止状态的设计可根据教育机器人的类型适宜变化，符合GB/T38260—2019中7可靠性，符合GB/T38260—201传感器等）和避障算法，确保机器人在复杂环境中能够自主避障，避免碰撞和摔倒。4.4.2.1控制软件安全设计原则c）失败安全：在系统运行失败时有相应的措施保障软件d）最小优先权：原则是对一个操作，只赋予所必需的最小的访问权限，而且只分配所必需的最小e）预防提醒：避免机器人在任何情况下产生可能导致人身或财产损害的误操作，控制软件需要对f）监控预警：能针对软件的实时操作进行监控，并对越权行为或具有潜在危险的用户操作发出有4.4.2.2控制软件代码安全4.4.2.3识别操作安全1)在背景噪音较大的环境下，机器人能保持较高2)语音识别系统具备防篡改机制，防止恶意软件通过修改指令来控制机器人；b）能准确识别环境中的物体和场景，避免误判导致的a）在编程过程中，提供代码审核机制，确保编写的代码符合安全规范，不会执行有害的指令或导b）对于可能导致机器人行为失控或危害环境的指令，编程环境能提供限制或警告，确保用户在使c）编程环境具备完善的错误处理机制，能够在代码执行过程中及时发现并处理错误，防止错误累4.4.3.1故障检测与报警4.4.3.2稳定平衡设计a)在与外部设备或网络连接时，保证数据传输的安全性，防止数据泄露和窃取；b)通讯协议加密处理，确保教育内容的私密性和机器人控制指令的完整性。a)执行任务时确保保障人类拥c)教育机器人的算法、数据处理方式等功能具有应对伦理问题的能力。a)除电池/电池组以外的机器人整体，及其可被用户拆卸的任意部分不具有毒性或类似危险；b)符合GB6675.4-2014的要求，电池如具有毒性，在电池上或机器人上显著位置表明。机器人不得产生对人体有害的电磁辐射或电离教育机器人可与人接触的激光器和发光二极管应满足GB7247.1—2012中第1类激光如机器人因特殊功能需求使用的激光器（或具有激光器的传感器）能量等级高于1类激光，则应在机器人本体或激光器的显著位置放置醒目的安全警告标5测试方法b)相对湿度：0%~80%；5.2.1.1静稳定性测试质量小于5kg的教育机器人，关机状态下使其支撑水平面提升至3%的坡度时不应发质量大于或等于5kg的教育机器人，关机状态下使其5.2.1.2动稳定性测试b)必要时，教育机器人在其设计的最大活动范围内进行持续不少于5h的运动，并进行观察记典型试验部位有包含液体的非密封电池箱货专用电池组的外壳、可能出现危险的运动部件的外壳、使用玻璃材料的灯外罩或透明外壳等，每一个测试部位进行6次冲击能量为0.7J的冲击b)视检及用模拟手指皮肤的锐利边角测试仪等装置测试线缆。a)检查教育机器人是否具有因功能所需而存在的锐利尖端，并检查尖端附近是否具备显著的警b)用分辨率不小于0.5°的适宜量角器，对非功能所需而存在的任一尖端部分进行测量。c)利用温度采集记录仪，通过精度小于或等于1℃的热电偶，对教育机器人被测部位进行温集，当教育机器人充分发热，且被测部位温度达到稳态最高值，则记录为被测温b)采用直径3mm试验针对教育机器人防护外壳孔隙进行探测，检验其密闭性。a)利用符合GB/T16842—2016图2试具B的试验指对教育机器人间隙部分进行测试，间隙不应被b)利用符合GB/T16842—2016图12试具18的试验指对可面向小于14岁的儿童使用的教育机器人c)利用符合GB/T16842—2016图12试具19的试验指对可面向小于3岁的儿童使用的教育机器人5.3.1.1执行器安全试验a)视检教育机器人执行器标识或产品说明书等资料的相关参数信息；c)对未有明确电气参数描述的主要执行器，宜用扭矩测试仪等类似仪器测量其工作状态下的输5.3.1.3电源适配器安全功率试验a)检查电源适配器给教育机器人供给电源功率是b)检查电源适配器是否具备短路保护功能，分为教育机器人输入功率测试及电源适配器短路保b)采用热电偶接触温度采集仪或红外热成像仪等非接触式温度测量仪器测量电路工作时的温度。5.3.1.5使用安全试验a)检查机器人、电池组、电源适配器表面是否有明显的禁止在水中使用的标识；b)对于供7周岁以下儿童使用的机器人电池组，检查是否须借助工具才能拆卸和安装；c)对于12岁年龄以下用户，检查是否在产品说明书上标注明显警示；d)检查12岁以下儿童用户所使用机器人的电压是否超过245.3.2.1绝缘电阻试验b)380V以下的低压设备应用500V电阻表(5.3.2.2绝缘距离试验a)对机器人电路板等高电压电流部位进行测试；b)采用游标卡尺、塞尺、测量显微镜等测量设备；5.3.2.3防静电安全试验2000V的静电放电试验，持续试验1min，试验结束后机器人能a)检查机器人中构成危险因素的电气、气动、液压等部件是否具有固定的防护罩和外壳；b)防护罩和外壳在正常运行期间是否能自行打开或很容易打开；c)防护罩和外壳所在位置是否有明显的安全警示标志或提示。5.3.5.1过热处理试验b)应通过接触式温度数采仪对教育机器人关键温升部位进行实时温度采集，在持续的教育机器度的应急处理，试验是否具备过热检测和紧急停机5.3.5.2温度控制试验a)教育机器人正常运行不少于30min后进行试验；b)应利用红外热像仪等温度采集装置筛选机器人高发热部位；c)再利用接触式温度采集记录仪对相应部位进行连续监测，使机器人连续正常运行至稳定温升5.3.5.3材料试验行GB/T5169.21—2017的球压试验，材料试验片可按此标5.3.5.4非金属零件试验基于GB/T5169.2—2021的阻燃标准材料要求，对非金属材料零件及支持电气零件的绝缘材料零件5.4.1.1安全交互空间试验a)检查制造商对机器人的安全交互工作空间的操作说明，并按照其结构形式和运行机制进行相b)观察机器人的动作柔顺性；d)对存在风险的工作空间，通过外置的机器人交互空间干扰试验装置对其交互空间施加干扰以5.4.1.2人机交互安全力矩控制试验d)对具备拟人手的夹抓挤压功能特征的执行器，其典型性的参考GB/T38124—2019中“536530—2018中“6.5安全相关环境传感”、GB/T39785—2021中“5.4.6安全相关力控制试验”等5.4.1.3安全交互速度控制试验a)检查制造商对机器人动作速度控制的限值说明；c)采用移动机器人避障能力测量系统测试其对静态、动态障碍物的规避碰撞能力，可参照GB/T避免危险碰撞的验证”和“5.4.5安全相关5.4.1.4安全交互停止功能试验育机器人正常工作状态下，通过适宜的停止功能触发检测器进行停止功能试验验证，可参照GB/T39785—2021中“5.4.3停止功能的验证”等相关适用性标准测试验证。5.4.1.5交互操作界面设计试验5.4.1.6安全避障功能试验a)启动机器人：将机器人置于测试环境的起始位置，启动机器人，并使其进入避障模式；够在检测到障碍物时及时减速、转向或采取其他避障措e)对每个测试场景进行多次重复测试，以确保测试结果的稳定性和可靠性；f)每次测试后，记录并分析机器人的避障行为和性能指标。5.4.2.1控制软件代码安全试验b)使用静态代码分析工具检查代码中5.4.2.2识别操作安全试验a)设计多组包含标准语音指令和干扰因素的测试集b)使用测试集对机器人进行语音识别测试，记录识别准确率；a)尝试通过模拟恶意软件注入、修改语音指令等方b)观察机器人是否能在检测到异a)在不同噪音环境下（如嘈杂的教室、户b)使用测试集对机器人进行图像识别测试，记录识别准确率；a)在不同光线环境下（如强光、弱光b)记录并分析识别准确率的变化情况，评估机器人的抗干扰能力；c)针对识别性能下降的情况，优化5.4.2.3编程安全试验a)对编写的代码进行人工或自动审核，确保代码符合安全规范，不会执行有害的指令；a)在编程环境中设置限制条件，防止用户编写可能导致机器人行为失控的指令；b)例如，限制机器人的最大速度、加速a)验证编程软件是否具备完善的错误处理机制，能够在代码执行过b)检查软件是否能够在检测到错误时采取适当的措施，如停止执5.4.3.1故障检测与报警试验c)检查报警信号是否准确反映了故障类型和位置。验证报警信号是否能够在不同环境和条件下5.4.3.2稳定平衡设计试验察机器人在静止状态下是否能够保持平衡，不出现倾倒或在不同倾斜角度下的平衡表现，记录能够保持平衡的最大倾斜角a)使用通讯嗅探工具对教育机器人与外部设备或网络间的数据交换进行监听，验证数据传输是b)通过模拟中间人攻击尝试截获和解密数据包，检查数据包是否被截取。a)模拟用户注册，提供过量的用户数据，验证用户是否知情教育机器人数据收集功能；b)验证教育机器人收集数据是否实施数据最小化原则；c)验证用户关闭数据收集功能后，教育机器人是否仍执行数据收集功能。a)在多种场景下，与教育机器人进行多轮交互，评估其回馈内容是否符合伦理道德标准；b)交互测试包括不限于：语音交互测试、文字交互测试、图像交互测试；c)伦理道德测试数据集符合现状，由第三方测试机构、制造商、用户共同制定；d)若教育机器人在检测途中出现违背伦理道德的行为，直接判定为不合格。a）按其宣称防护等级，按照GB/T4208—2017相应防水防护等级进行a)检查机器人的详细设计资料及相关检测证明资料，评估是否属于无毒性材料；b)对具有可疑材料可按照GB/T37647—2019、GB6675.4—2014中相应要求进行测量试验。a)检查制造商提供的详细设计资料及相关检测证明资料，评估是否满足辐射安全；b)对具有可疑部件的机器人，可按照GB/T37284-2019等标准要求进行测量。b)对具有可疑激光器部件，可按照GB7247.1-2012中相关要求进行测量。a)机器人上的标记应该清晰和持久；b