生活支援机器人安全控制标准现状、问题与对策探析

崔龙国　朱洪艳　龚庆　赵瑞斌　程佳龙

摘 要：生活支援机器人的出现缓解了老年人基础护理及弱势群体生活服务等领域的供需矛盾，随着生活支援机器人的逐渐普及，其在实际应用中出现的安全控制问题也引起了广泛关注。本文在对生活支援机器人定义及分类分析的基础上，梳理了生活支援机器人在安全控制方面的标准现状，总结并提炼了生活支援机器人在应用技术、社会伦理、安全标准、管理维护等方面存在的问题并提出应对策略，以期为制定完善生活支援机器人相关标准提供参考和借鉴。

关键词：生活支援机器人，安全控制，标准现状，对策

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.10.009

0 引 言

我国作为世界人口大国，面临着人口规模庞大以及老龄化问题的双重挑战。随着人口的不断增长和老龄化程度的不断加深，社会对于老年人和残障人士的生活关切日益增加。在这一社会背景下，弱势群体生活服务和老年基础护理等领域的供需矛盾持续加深，迫切需要找到切实有效的解决方案[1]。为了应对这一挑战，生活支援机器人应运而生，其出现可以在很大程度上缓解这一矛盾。生活支援机器人是指基于机器学习、遥控感知等技术的人工智能机器人，其具备先进的图像识别和语言处理功能，能够通过人机交互提供基本的生活支援，包括但不限于家务服务、身体协助以及沟通陪伴等[2]。通过模仿、增强或替代人类的行为，生活支援机器人成为部分老年人、残障人士以及其他有需求的用户的重要生活伴侣。然而，随着生活支援机器人的逐渐普及，其在实际应用中出现的安全控制问题也引起了广泛关注，包括机器人自身技术缺陷、操作失控以及隐私泄露等问题及隐患[3]。因此，梳理我国生活支援机器人安全控制现状成为当前亟需解决的问题之一，有助于推动生活支援机器人安全规范化发展。

目前，我国在生活支援机器人安全控制领域的相关研究相对薄弱。尽管已取得一些成果，但整体上存在体系不完善、研究深度不足等问题。相较之下，国外在这一领域的研究相对成熟，已形成一系列系统的理论体系和实践经验。如欧美日等发达国家在机器人技术和人工智能领域的积累使其在生活支援机器人安全控制方面处于领先地位。目前，国外学者已在生活支援机器人的界定[4]、控制安全性改进技术、控制安全性评价方法等方面展开了研究。与此不同，国内研究更侧重于生活支援机器人的基础设计构想[5-8]、实用功能实现[9-10]以及社会伦理思考[11-12]等内容。此外，我国尚未形成对生活支援机器人的统一界定标准，针对生活支援机器人的分类尚未形成体系，主要集中在医疗护理、老年照料、居家辅助等各分散领域。

本文在对生活支援机器人定义及分类分析的基础上，对生活支援机器人安全控制标准的现状进行了梳理，同时总结并提炼了生活支援机器人的安全控制存在的不足及问题，进一步提出切实可行的对策和改进建议，以期为政府、企业和科研机构提供理论参考，促进制定更加完善的法规和标准，推动生活支援机器人安全控制规范化发展。

1 生活支援机器人定义及分类

生活支援机器人是旨在为人类提供各种生活辅助和支持的智能机器人，其通常具备自主导航、视觉识别、语音交互、机械执行等多种功能，能够通过人机交互满足特定用户群体的需求，在为社会带来便利的同时，还能够有效缓解家庭及公共服务场所的人力短缺问题，并提高部分人口的生活质量。通过整合先进的感知、决策和执行技术，生活支援机器人能够主动参与用户日常活动，从而提高用户个体的生活质量和便利性。生活支援机器人的分类涵盖了广泛的应用领域，包括但不限于健康护理、居家生活、社交互动以及个性化服务等方面。根据现有生活支援机器人的应用现状，依据其功能和应用领域，本文将生活支援机器人分类为健康护理、居家生活、社交互动、个性化服务四个大类。

（1）健康护理类生活支援机器人，包括手术机器人、康复机器人、智能床垫、智能手环等。此类机器人通常用于监测和维护个体的健康状态，如测量生理参数、检测健康状况、发出医疗警报、提供医疗建议等。此外，部分机器人能够执行简单的医疗程序，包括健康监测、康复辅助、手术辅助等，多用于医疗机构、康复机构等专业性场所。

（2）居家生活类生活支援机器人，包括扫地机器人、智能厨房设备、智能家居系统等，旨在协助用户处理日常家务事务，减轻用户一部分生活负担。通过将家庭设施自动化、智能化，实现对家庭设施的智能控制，从而辅助或代替人工进行烹饪、清洁、设施设备控制等工作。

（3）社交互动类生活支援机器人，这类机器人通常具备自然语言处理和情感识别能力，主要用于填补用户的人际缺失，旨在提供陪伴、交流和娱乐价值，通过人机交互的简单对话，能够理解情感并作出相应回应。这对于老年人、独居者等群体尤为重要。

（4）个性化服务类生活支援机器人，这类机器人通过大数据、云计算等技术，学习用户的偏好和习惯，提供如个性化推荐、定制化的健康建议、购物建议等定制化服务。此类机器人能通过分析大量的用户数据来精准地理解和满足个体需求，并通过对用户行为和喜好的深度学习，为其用户创造更为良好的体验感。

2 生活支援机器人安全控制标准现状

生活支援机器人安全控制不仅是一个技术性概念，更是一个涉及社会伦理、法律标准、技术应用等诸多领域的综合性概念。目前，各国在机器人安全控制方面都在进行积极的研究和实践，如在扩展科研实践基地、产业促进、人员培训及国际合作等方面开展合作，以确保机器人在与人类共同工作和生活的环境中能够安全可靠地运行，此外在诸如安全传感技术、人机协同技术、自适应控制系统等技术层面均进行了创新，同时注重机器人伦理、标准及法律法规的发展和健全。目前，已有的生活支援机器人安全控制相关技术、标准及伦理等在日本、欧美等地较为成熟，在国内还具有较大的发展空间。

2.1 日本机器人安全控制标准现状

日本在机器人安全控制领域投入了大量资源，并通过制定标准、推动技术创新等手段，致力于确保机器人在各类环境中受到安全控制。日本参与制定了由国际标准化组织（ISO）发布的国际标准ISO13482，该标准主要针对服务机器人，关注机器人与人类的协同工作，明确了在这种环境下机器人应具备的安全特性，对个人协作机器人的安全性要求予以规定，并提供了安全性方面的指南，包括设计、制造、部署和使用阶段。此外，日本工业标准（JIS）中也包含多项涉及机器人安全的标准，包括JIS B8433（机器人系统的安全性：防护）等，旨在规范机器人在工作场所的安全要求。

2.2 美国机器人安全控制标准现状

美国也十分重视机器人在各个应用领域中的安全性能。ANSI/RIA R15.06是由美国国家标准协会（ANSI）和机器人工业协会（RIA）联合发布的标准，规定了工业机器人的安全性要求，包括机器人系统的设计、集成和操作。由美国国家消防保险协会（NFPA）发布的NFPA 79标准，涵盖了工业机器人系统中的电气设备等内容，以确保其在安全性方面符合规定。ISO 10218作为国际标准，在美国得到了广泛采用，涵盖了工业机器人系统的安全要求和工业机器人系统集成的安全性，规定了工业机器人和个人协作机器人的安全性要求，虽然主要面向工业机器人，但其中的一些原则和指导对生活支援机器人同样适用。此外，由美国劳工部的职业安全与健康管理局（OSHA）发布的OSHA标准，用于指导和监管工业机器人在工作场所的安全使用。

2.3 欧洲机器人安全控制标准现状

欧洲是机器人技术发展和应用的前沿地区之一，在机器人安全控制领域大力推动技术研究、标准制定和法规推动。在欧洲市场，CE认证是机器人产品必须符合的标准之一。CE认证能够确保机器人产品满足欧洲经济区内的基本安全和健康要求。此外，还有诸如EN ISO 10218 标准，即机器人系统和集成的安全性标准，其规定了机器人系统、集成和使用的一般要求。ISO/TS 15066是涉及人机协同操作的标准，提供了关于机器人与人类直接交互的技术规范，包括力和力矩的限制等。ISO 13849-1作为机器人安全控制系统的标准，着眼于机器人安全性能的评估和设计。同时，在机器人伦理方面，有英国提出的“伦敦原则”，其关注机器人的伦理问题，强调透明度、责任感、隐私等原则，确保机器人的设计和使用符合社会的伦理价值观。

2.4 国际有关组织机器人安全控制标准现状

国际上，由国际电工委员会（IEC）制定的IEC80601-2-77： 2019标准主要关注家用和类似用途的机器人系统，包括生活支援机器人。强调对机器人在医疗环境中的安全性和性能的特殊要求。此外，还有诸如国际标准组织（ASTM）的F45委员会，其致力于开发关于机器人技术和机器人系统安全性的标准，关注包括人机交互、机器人设计和操作等多个方面。目前，尽管一些组织和标准制定机构已经开始努力制定相关的安全标准和指南，但关于生活支援机器人的安全标准尚未形成完全统一的国际性框架。

2.5 我国机器人安全控制标准现状

我国在机器人安全控制方面取得了显著进展。我国政府、研究机构和企业在技术研发、标准制定和法规制定方面积极参与，推动了机器人技术的发展和安全性的提升。在标准和法规方面，我国发布了关于协作机器人和人工智能设备安全的GB/T 33531国家标准，涵盖了协作机器人和相关设备的设计、制造、集成和使用。GB/T 18655国家标准则关系到工业机器人系统和集成，规定了工业机器人系统、集成和使用的一般要求，强调机器人工作中的安全性。此外，我国政府出台了《机器人产业发展规划》等相关政策支持文件，其中包括了机器人标准体系建设的任务，促进了机器人技术和产业的发展。

3 生活支援机器人安全控制存在的问题

当前，尽管一些国家和地区对于机器人安全控制的技术应用、社会伦理等进行了一定程度的规定限制，但在生活支援机器人领域，尚未出现完全普及和广泛接受的全球性安全标准。这使得机器人制造商在设计和制造阶段可能面临缺乏明确指导的情况。生活支援机器人在安全控制方面仍存在着一些特定的不足。

3.1 应用技术层面

生活支援机器人通常需要与老人、残疾患者及其他环境因素进行复杂交互，因此其可靠性至关重要。首先，设计者层面并不能考虑到所有潜在的人机交互情境，可能出现人机沟通受阻或者无法准确理解用户的指令等问题，这将会导致机器人在实际使用中存在一定的执行局限。其次，硬件故障或传感器等问题会导致部分生活支援机器人在诸如医疗监测、日常护理等关键环境中失去对环境和患者的准确控制，导致严重的意外或危险。此外，缺乏强化的网络和系统安全性可能使机器人容易成为网络攻击的目标。生活支援机器人的软件系统可能存在一定的漏洞，一旦被恶意利用，将导致机器人执行不当的任务或受到外部攻击。最后，面对复杂和动态的使用环境，当前生活支援机器人的感知和认知能力仍然有限，在针对不同患者和环境时可能会出现处理困难的情况。

3.2 社会伦理层面

生活支援机器人通常需要处理敏感的用户信息，包括健康状况、病史及其他敏感个人信息等。缺乏隐私保护标准将会导致用户的信息被泄露或滥用，对个人隐私权产生潜在威胁。此外，生活支援机器人在处理伦理问题时可能缺乏明确的指导原则。例如在紧急情况下如何优先处理任务。缺乏统一的伦理标准将导致机器人在这些方面产生不确定或不符合社会期望的行为。其次，生活支援机器人的人性化和情感依赖问题需要重视，即如何使用户适应于生活支援机器人，增强对于机器人的信任感的同时，避免用户对于机器人的情感上的过度依赖。

3.3 安全标准层面

尚未建立全面的生活支援机器人安全标准，缺乏通用的评估和认证机制，这使得不同厂商的产品在安全性方面存在差异。此外，在适用范围方面，由于生活支援机器人的应用领域广泛，标准的适应性相对不足。不同的机器人应用场景可能需要不同的安全标准，现有的标准体系未能适应其多样性。同时，技术的迅速发展可能导致标准的更新滞后。新的技术和安全威胁可能出现在标准制定之后，使得标准无法及时应对新的挑战。

3.4 管理维护层面

尚未形成统一的安全停机和紧急情况处理机制标准。此外，需要制定标准来增强对用户使用生活支援机器人的培训，避免用户对机器人的操作不当，从而发生事故。目前，很多地方仍缺乏专业的维护人员培训和足够的维护资源，这导致生活支援机器人的维护更新工作难以得到保障，进而引发安全问题。

4 生活支援机器人安全控制对策

4.1 应用技术对策

为避免机器人与用户之间可能的交互风险，提升人机交互安全性，应强化生活支援机器人语音指令识别能力，提高语音指令识别的准确性，以减少误操作和误解用户意图的可能性。在软硬件安全控制方面，应使用高质量、可靠的传感器，强化防碰撞技术，确保机器人可以准确感知周围环境，提升避障能力，同时使用高稳定性电池，并实施过充电和过放电保护，以减少火灾或其他电池相关风险。在网络安全控制方面，应使用安全可靠的通信协议和网络安全标准，强化身份验证程序，使用双因素身份验证等高级身份验证方法，确保只有授权用户可以远程访问和控制机器人，减少远程攻击的风险。在开发维护方面，尝试开发先进的机器学习和人工智能算法，以提高机器人对环境的理解和决策能力。

4.2 社会伦理对策

在用户使用方面，应提高用户使用透明度，包括清晰的用户手册和说明，解释生活支援机器人的功能、决策方式以及潜在风险，确保用户知情权。鼓励用户参与机器人的设计和改进过程，以确保机器人符合用户的需求和价值观。在数据处理方面，要注重用户数据隐私和安全，对用户数据进行加密传输，确保机器人与云端或其他设备之间的通信的安全性，并尽可能在本地处理和存储敏感信息，减少对云服务的依赖，从而降低数据泄露的风险。在权责透明方面，应确定机器人的使用和行为责任，并将责任分配清晰地给制造商、开发者和用户。在社会就业方面，要考虑对人类工作场所的潜在影响，确保机器人与人类员工的合作方式安全并符合劳动法规。

4.3 安全标准对策

在风险评估管理方面，要实施系统性的风险评估，识别潜在的危险和风险，并采取措施来降低风险水平。同时对风险进行全生命周期管理，包括设计、制造、部署和维护阶段。在安全验证方面，生活支援机器人首先要符合安全标准，确保其设计、制造和运行符合国际安全标准，如ISO 13482（服务型机器人安全标准）和ISO 10218（工业机器人安全标准）等。获取符合安全标准的认证，并在机器人上标明相应的标志，以向用户和相关利益相关者传达产品的安全性。此外，允许独立的第三方机构对生活支援机器人定期进行安全合规测试，以验证机器人系统是否符合相关的安全标准，并在必要时进行调整和改进。同时，企业应该积极参与机器人安全相关国际、国家标准等的制修订活动，与其他相关利益相关者合作，共同推动安全标准的发展和完善。

4.4 管理维护对策

企业首先应进行定期检查及维护，包括硬件和软件的检查、清洁和更新，以确保机器人处于良好运行状态。同时，开发集成故障诊断系统，能够自动检测和报告机器人的故障，并提供详细的错误信息，以便维护人员能够迅速定位和解决问题。此外，应扩大服务网络，保障足够的维护人员及备件和替代件库存，以确保在需要时能够及时替换损坏的部件，减少机器人停机时间。维护过程中要保持详细的维护记录，包括维护日期、维护内容、替换的零部件等信息，以便追踪机器人的历史和性能。最后应制定意外恢复计划，定义应急措施和流程，以应对意外事件，最小化机器人故障对生活和工作的影响。

5 结 语

在人口老龄化程度不断加深的大背景下，生活支援机器人逐渐在多种场合得到了广泛的应用。本文在对生活支援机器人定义及分类探析的基础上，梳理了世界主要国家、国际组织及我国在生活支援机器人安全控制方面的标准现状、总结提炼了生活支援机器人在应用技术、社会伦理、安全标准、管理维护等方面面临的问题并提出了相应的对策建议，但生活支援机器人安全控制涉及到机械制造、计算机、信息化等多学科理论交叉，是一项复杂的系统工程，需要产业界、学术界、政府等多方协同合作，虽然目前生活支援机器人在硬件和软件安全控制标准制修订方面取得了一些进展，但老龄化背景下该领域的迅速演进对于相关标准的需求仍是需要进一步深入开展研究的工作。唯有如此，才能确保生活支援机器人更好地为人类服务，为智能化未来奠定安全、稳定的基础。

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作者简介

崔龙国，硕士研究生，高级工程师，主要从事质量和标准化方面研究工作。

朱洪艳，通信作者，本科，工程师，主要从事质量和标准化方面研究工作。

龚庆，高级工程师，主要从事标准化方面研究工作。

赵瑞斌，硕士研究生，工程师，主要从事标准化方面研究工作。

程佳龙，硕士在读，主要从事标准化方面研究工作。

（责任编辑：张瑞洋）

基金项目：本文受重庆市科技局科研院所绩效激励项目“生活支援机器人安全控制关键技术及标准研究”（项目编号：cstc2022jxjl00009）资助。