機(jī)器人系列標(biāo)準(zhǔn)介紹
——服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)總則及國際標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展

王田苗 雷靜桃 魏洪興 楊書評

（1 北京航空航天大學(xué)，北京，100091；2 上海大學(xué)，上海，200072；3 北京機(jī)械工業(yè)自動化所，北京，100120）

機(jī)器人系列標(biāo)準(zhǔn)介紹
——服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)總則及國際標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展

王田苗1雷靜桃2魏洪興1楊書評3

（1 北京航空航天大學(xué)，北京，100091；2 上海大學(xué)，上海，200072；3 北京機(jī)械工業(yè)自動化所，北京，100120）

本文介紹服務(wù)機(jī)器人模塊化標(biāo)準(zhǔn)的研究背景和模塊化設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)體系，詳述服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)總則及國際標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展，探討以標(biāo)準(zhǔn)先行原則推進(jìn)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路。

服務(wù)機(jī)器人，模塊化，標(biāo)準(zhǔn)體系

0 引言

服務(wù)機(jī)器人不同于工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人工作于工業(yè)環(huán)境，結(jié)構(gòu)形式單一，構(gòu)型基本固定，多進(jìn)行重復(fù)性操作任務(wù)；而服務(wù)機(jī)器人多工作于非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，種類繁多，形態(tài)各異，其結(jié)構(gòu)構(gòu)型和功能具有多樣化特征，如家用服務(wù)機(jī)器人，其移動方式可以是腿式也可以是輪式；特種服務(wù)機(jī)器人更是形態(tài)各異。

2007年比爾·蓋茨預(yù)言，未來服務(wù)機(jī)器人將像個(gè)人計(jì)算機(jī)一樣走進(jìn)千家萬戶，徹底改變?nèi)祟惖纳罘绞絒1]。當(dāng)前，服務(wù)機(jī)器人市場前景廣闊，且不同的家庭對其功能需求也各異，但是卻價(jià)格高昂,如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)和功能多樣化，又降低價(jià)格，推進(jìn)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速形成?國內(nèi)機(jī)器人學(xué)界專家借鑒計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)成功發(fā)展模式，提出服務(wù)機(jī)器人模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)思想，通過服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)，從服務(wù)機(jī)器人模塊化體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等軟件的頂層設(shè)計(jì)角度，通過關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，開展機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法研究，并以標(biāo)準(zhǔn)先行推動服務(wù)機(jī)器人模塊化研發(fā)、制造與集成，從而推動服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化，并希望類似計(jì)算機(jī)集成模式，機(jī)器人可根據(jù)用戶需求快速集成。

1 服務(wù)機(jī)器人定義和分類

1.1 服務(wù)機(jī)器人定義

國際上對服務(wù)機(jī)器人尚沒有統(tǒng)一的定義，僅是將它從其他裝備特別是工業(yè)機(jī)器人中排除出來。UNECE和國際機(jī)器人聯(lián)合會（International Federation of Robotics，IFR）的定義是：服務(wù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人，它能完成有益于人類的服務(wù)工作，但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備。

1.2 服務(wù)機(jī)器人的分類

根據(jù)IFR報(bào)告[2]，服務(wù)機(jī)器人按用途被分為兩大類：專用服務(wù)機(jī)器人和個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人，一些典型的服務(wù)機(jī)器人舉例如下。

1）專用服務(wù)機(jī)器人。

特殊用途機(jī)器人：管道機(jī)器人、深海探測機(jī)器人、微型機(jī)器人、室內(nèi)保安機(jī)器人、室外巡邏機(jī)器人、汽車/飛機(jī)清洗機(jī)器人、消防救援機(jī)器人、井下救災(zāi)機(jī)器人、納米機(jī)器人、管路探勘機(jī)器人、公共場所服務(wù)機(jī)器人、餐廳服務(wù)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、核工業(yè)現(xiàn)場作業(yè)機(jī)器人等；

農(nóng)業(yè)機(jī)器人：除草機(jī)器人、施肥機(jī)器人、伐木機(jī)器人、果/蔬采摘機(jī)器人等；

醫(yī)療機(jī)器人：外科手術(shù)輔助機(jī)器人、康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人、鐳射治療機(jī)器人等。

2）個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人 。

家用機(jī)器人：吸塵機(jī)器人、除草機(jī)器人、清潔機(jī)器人、助老助殘機(jī)器人等；

休閑娛樂機(jī)器人：玩具機(jī)器人、教育培訓(xùn)機(jī)器人、娛樂機(jī)器人等。

2 服務(wù)機(jī)器人模塊化標(biāo)準(zhǔn)體系

服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)，是通過一系列標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)模塊化概念，這一系列標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了服務(wù)機(jī)器人模塊化標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋服務(wù)機(jī)器人的模塊劃分、機(jī)械接口、軟件接口、通信協(xié)議和仿真調(diào)試等。

1）服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)總則

規(guī)定服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)相關(guān)術(shù)語、設(shè)計(jì)總體原則、機(jī)器人模塊化體系結(jié)構(gòu)、機(jī)器人模塊化標(biāo)準(zhǔn)體系和模塊化機(jī)器人總體設(shè)計(jì)流程，用于指導(dǎo)服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)。

2）機(jī)器人機(jī)構(gòu)類功能構(gòu)件接口標(biāo)準(zhǔn)。

規(guī)定機(jī)器人機(jī)構(gòu)類功能組件分類、劃分、特征參數(shù)及機(jī)構(gòu)類功能構(gòu)件接口等，用于指導(dǎo)機(jī)器人模塊化機(jī)構(gòu)類功能組件的研究、設(shè)計(jì)與制造，或用于機(jī)器人仿真開發(fā)環(huán)境中機(jī)構(gòu)類功能組件三維建模設(shè)計(jì)與仿真分析。

3）機(jī)器人電氣類功能組件接口標(biāo)準(zhǔn)。

規(guī)定機(jī)器人功能組件的電氣與數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人各功能組件間的電氣與數(shù)據(jù)通信。機(jī)器人電氣類功能組件接口標(biāo)準(zhǔn)是為保證機(jī)器人內(nèi)部各模塊化功能組件間基于數(shù)字信號的數(shù)據(jù)交換過程的穩(wěn)定、可靠、數(shù)據(jù)解析而共同遵守的、統(tǒng)一的電氣規(guī)范和通信協(xié)議規(guī)范，包括機(jī)器人控制器模塊、計(jì)算擴(kuò)展模塊、數(shù)據(jù)采集擴(kuò)展模塊、傳感器集成模塊、執(zhí)行器驅(qū)動集成模塊、人-機(jī)/機(jī)器人-機(jī)器人接口交互模塊等基于數(shù)字信號的數(shù)據(jù)交換過程。

4）機(jī)器人通信總線協(xié)議。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了模塊化機(jī)器人系統(tǒng)中一種通信總線的數(shù)據(jù)格式和程序規(guī)范，適用于模塊化機(jī)器人系統(tǒng)中不同功能模塊構(gòu)件之間的數(shù)據(jù)交換和信息共享。

5）機(jī)器人軟件功能組件接口標(biāo)準(zhǔn)。

規(guī)定采用模塊化和網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)建的任何機(jī)器人產(chǎn)品的軟件資源的功能封裝技術(shù)，定義了適用于機(jī)器人開發(fā)的組件模型和相應(yīng)的接口規(guī)范，并統(tǒng)一各機(jī)器人功能組件間的通信協(xié)議，支持各種機(jī)器人系統(tǒng)以機(jī)器人功能組件形式集成。開發(fā)人員可以結(jié)合來自多個(gè)供應(yīng)商的機(jī)器人功能組件到一個(gè)單一的應(yīng)用程序中，使它們能夠在創(chuàng)建更靈活的設(shè)計(jì)時(shí)更迅速。

6）實(shí)時(shí)機(jī)器人操作系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)。

規(guī)定機(jī)器人操作系統(tǒng)為機(jī)器人中間件、設(shè)備驅(qū)動和應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的編程接口，包括應(yīng)用程序接口、便利函數(shù)庫、外部操作接口，為機(jī)器人應(yīng)用軟件開發(fā)與部署提供便利，以提高基于機(jī)器人軟件功能組件建立的機(jī)器人應(yīng)用程序的可移植性。

7）機(jī)器人仿真開發(fā)環(huán)境接口標(biāo)準(zhǔn)。

規(guī)定機(jī)器人仿真開發(fā)環(huán)境中提供的功能接口，包括模型構(gòu)造接口、算法開發(fā)接口、半實(shí)物仿真接口、人機(jī)交互接口，為機(jī)器人的功能組構(gòu)件以及應(yīng)用程序的開發(fā)與部署提供便利，以提高模塊化機(jī)器人開發(fā)效率。

3 服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)總則

3.1 制訂目的

機(jī)器人采用模塊化設(shè)計(jì)，便于機(jī)器人功能組件在不同機(jī)器人系統(tǒng)中可重用，避免重復(fù)性開發(fā)工作，降低機(jī)器人開發(fā)難度，提高機(jī)器人開發(fā)效率，便于機(jī)器人的快速集成與系統(tǒng)維護(hù)。設(shè)計(jì)總則規(guī)定了服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)相關(guān)術(shù)語、機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)基本原則、機(jī)器人模塊化體系結(jié)構(gòu)、機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系、機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)流程等。

服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)總則體現(xiàn)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)基本思想，即從實(shí)現(xiàn)不同功能的角度，設(shè)計(jì)具有標(biāo)準(zhǔn)接口、能完成一定功能的、可互換和重用的功能組件，這些功能組件可由不同的專業(yè)供應(yīng)商提供，機(jī)器人系統(tǒng)可由這些功能組件組裝而成，其目的是降低機(jī)器人開發(fā)難度，提高研發(fā)效率，降低制造成本。

服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)總則用于指導(dǎo)服務(wù)機(jī)器人研發(fā)、制造和集成，使之采用模塊化設(shè)計(jì)的基本原則、標(biāo)準(zhǔn)體系和設(shè)計(jì)流程等，主要目的是通過標(biāo)準(zhǔn)先行的原則，規(guī)范服務(wù)機(jī)器人研發(fā)、制造，以推進(jìn)我國服務(wù)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化。

3.2 主要術(shù)語

1）服務(wù)機(jī)器人（service robots,SR）。

除工業(yè)自動化應(yīng)用外，能為人類或設(shè)備完成有用任務(wù)的機(jī)器人[3]。

2）機(jī)器人模塊化（robot modularity,RM）。

機(jī)器人模塊化是把機(jī)器人系統(tǒng)，按照軟件和硬件分離、功能分離、結(jié)構(gòu)分離等原則劃分成若干相對獨(dú)立的基本組成部分，并按照通用化、標(biāo)準(zhǔn)化等原則設(shè)計(jì)成可組合、可重用、可更換的相對獨(dú)立的模塊化單元。

3）機(jī)器人功能組件（robotic functional component, RFC）。

是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人模塊化的要素，具有獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，符合標(biāo)準(zhǔn)的軟件和硬件接口規(guī)范，能完成機(jī)器人相關(guān)的獨(dú)立功能，能夠?qū)崿F(xiàn)支撐、運(yùn)動、感知、計(jì)算、控制等特定功能。用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的快速集成。機(jī)器人功能組件包括機(jī)構(gòu)類功能構(gòu)件、軟件類功能組件和電氣類功能組件。

4）機(jī)構(gòu)類功能構(gòu)件（mechanism functional component, MFC）。

是組成模塊化機(jī)器人的機(jī)械類硬件要素，能完成一定功能的機(jī)械模塊，具有標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械接口，能實(shí)現(xiàn)快速連接。

5）電氣類功能組件（electrical functional component, EFC）。

是組成模塊化機(jī)器人的電氣類硬件要素，能完成一定功能的電氣硬件模塊，具有標(biāo)準(zhǔn)通信接口。

6）軟件類功能組件（software functional component, SFC）。

是組成模塊化機(jī)器人的軟件要素，能完成一定功能的軟件模塊，具有標(biāo)準(zhǔn)的軟件接口。

7）機(jī)器人操作系統(tǒng) （robot operation system, RobOS ）。

用于管理機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源，合理有效地組織機(jī)器人系統(tǒng)工作，提供一個(gè)使用方便可擴(kuò)展的工作環(huán)境。

3.3 體系結(jié)構(gòu)

1）機(jī)器人模塊化總體設(shè)計(jì)模型

機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)總體模型為層狀結(jié)構(gòu)，如圖1所示。自上而下劃分機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)，主要是針對機(jī)器人功能組件（RFC），應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)分離原則（軟件硬件分離原則）和功能分離原則（通用專用分離原則）等。機(jī)器人功能組件（RFC）根據(jù)其特性又劃分為不同粒度的、具有標(biāo)準(zhǔn)接口的機(jī)構(gòu)類功能構(gòu)件（MFC）、電氣類功能組件（EFC）和軟件類功能組件（SFC）。

自下而上為機(jī)器人集成模型。根據(jù)用戶對機(jī)器人功能需求，選擇或設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)類功能構(gòu)件、電氣類和軟件類功能組件，在機(jī)器人操作系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下，進(jìn)行機(jī)器人系統(tǒng)的快速集成。

圖1 服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)總體模型

2）服務(wù)機(jī)器人模塊化體系結(jié)構(gòu)。

服務(wù)機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)反映一個(gè)服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)各組成要素間的相互關(guān)系和功能分配，確定一個(gè)服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)的信息流通關(guān)系和邏輯結(jié)構(gòu)。

服務(wù)機(jī)器人模塊化體系結(jié)構(gòu)描述模塊化機(jī)器人的組成要素和基本工作原理，描述模塊化硬件組成和模塊化軟件層級。服務(wù)機(jī)器人模塊化體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 服務(wù)機(jī)器人模塊化分層體系結(jié)構(gòu)

機(jī)器人模塊化體系結(jié)構(gòu)為分層結(jié)構(gòu)模型，自上而下分別為：

應(yīng)用層：通過協(xié)調(diào)組織各應(yīng)用軟件功能構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)滿足用戶需求的機(jī)器人感知、行動、思維、人機(jī)交互等基本功能；

服務(wù)層：用于給應(yīng)用層提供一些基本的功能服務(wù)，如構(gòu)件管理服務(wù)、錯(cuò)誤處理服務(wù)、電源管理服務(wù)等；

軟件組件層：構(gòu)成模塊化機(jī)器人系統(tǒng)的基本軟件要素，它們通過對特定功能的抽象在上層被實(shí)例化；

中間件層：包含一個(gè)能夠持續(xù)監(jiān)視功能構(gòu)件動態(tài)過程的中間件核心和相應(yīng)的命名服務(wù)，建立自下而上的抽象，屏蔽設(shè)備層的異構(gòu)性；

驅(qū)動層：主要提供操作系統(tǒng)支持下的硬件設(shè)備驅(qū)動程序、設(shè)備協(xié)議程序和設(shè)備服務(wù)程序等；

硬件構(gòu)件/組件層：包括機(jī)構(gòu)類功能構(gòu)件和電氣類功能組件等底層硬件，它們和軟件功能組件具有一定的物理對應(yīng)關(guān)系。

機(jī)器人模塊化體系結(jié)構(gòu)具有開放性、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)。

開放性：采用標(biāo)準(zhǔn)接口總線，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)類、電氣類組件的兼容和即插即用；通過通信總線實(shí)現(xiàn)不同類型總線接口模塊化功能組件的互通互連。可通過增減功能組件，便于功能擴(kuò)展。

模塊化：機(jī)器人功能組件設(shè)計(jì)成為相對獨(dú)立的、能完成一定功能的模塊，遵循標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)計(jì)；硬件構(gòu)件遵循模塊化設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)，使各構(gòu)件具有可重用性，便于快速集成不同機(jī)器人系統(tǒng)。

標(biāo)準(zhǔn)化：機(jī)器人功能組件遵循相應(yīng)的接口標(biāo)準(zhǔn)。其中，機(jī)構(gòu)類功能構(gòu)件（MFC）適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，采用系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口；電氣類功能組件（EFC）遵循通信接口協(xié)議；軟件類功能組件（SFC）符合接口標(biāo)準(zhǔn)，由專業(yè)機(jī)器人軟件公司設(shè)計(jì)、測試并封裝而成。

3.4 設(shè)計(jì)流程

1）確定機(jī)器人構(gòu)型及功能組件劃分。

根據(jù)用戶對服務(wù)機(jī)器人的功能需求，分析設(shè)計(jì)機(jī)器人外部形態(tài)、合理劃分機(jī)器人功能組件（或構(gòu)件）；確定根據(jù)用戶功能需求的服務(wù)機(jī)器人構(gòu)型，以及集成服務(wù)機(jī)器人所需的機(jī)構(gòu)類功能構(gòu)件、電氣類功能組件和軟件類功能組件。

2）選擇所需的功能組件或研發(fā)專用功能組件。

從機(jī)器人功能組件庫中選擇所需的功能組件；若機(jī)器人組件庫中無滿足用戶特定需求的功能組件，則設(shè)計(jì)開發(fā)相應(yīng)的專用功能組件，所設(shè)計(jì)功能組件應(yīng)符合相應(yīng)的接口標(biāo)準(zhǔn)。

3）在機(jī)器人仿真開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行服務(wù)機(jī)器人的虛擬集成、仿真設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。

在機(jī)器人圖形化仿真開發(fā)環(huán)境下，首先利用機(jī)器人組件庫中具有標(biāo)準(zhǔn)接口的各類功能組件，以及根據(jù)用戶功能需求研發(fā)的具有標(biāo)準(zhǔn)接口的功能組件，建立各模塊間的物理結(jié)構(gòu)、內(nèi)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、內(nèi)在控制結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)交換路由，進(jìn)行機(jī)器人系統(tǒng)的虛擬集成。然后，進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的仿真分析，優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制算法，獲取服務(wù)機(jī)器人的優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)。

4）服務(wù)機(jī)器人集成。

機(jī)器人集成商進(jìn)行服務(wù)機(jī)器人的快速集成，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)集成和調(diào)試。根據(jù)用戶對服務(wù)機(jī)器人作業(yè)任務(wù)和工作空間等的具體要求，完成機(jī)構(gòu)功能構(gòu)件和電氣功能組件的遴選，安裝機(jī)器人操作系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件功能組件，集成為所需服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)。服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

4 服務(wù)機(jī)器人相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展

機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn)，目前以日本、美國等主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。服務(wù)機(jī)器人因有廣闊的市場前景，日本、韓國等國家紛紛圍繞服務(wù)機(jī)器人進(jìn)行國際標(biāo)準(zhǔn)布局，特別在服務(wù)機(jī)器人安全性、性能等方面開展了相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)研究工作，對服務(wù)機(jī)器人詞匯標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。我國工業(yè)機(jī)器人國家標(biāo)準(zhǔn)基本都采用國際標(biāo)準(zhǔn)，在服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)方面,應(yīng)借鑒發(fā)達(dá)國家成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行提前布局，跟蹤國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展，相關(guān)企業(yè)應(yīng)關(guān)注國際標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)專家應(yīng)積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)制訂，為我國機(jī)器人產(chǎn)品打入國際市場奠定基礎(chǔ)。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織第184技術(shù)委員會第2分技術(shù)委員會ISO TC184/SC2 負(fù)責(zé)Robots and Robotic Devices（機(jī)器人及機(jī)器人裝備）標(biāo)準(zhǔn)工作[4]，2006年以前，主要圍繞工業(yè)機(jī)器人相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展工作，工作范圍包括工業(yè)機(jī)器人定義、術(shù)語、性能規(guī)范及測試方法、安全、機(jī)械接口、編程方法等；自2006年開始，該委員會涉及服務(wù)機(jī)器人工作內(nèi)容。

目前ISO TC184/SC2下設(shè)有6個(gè)工作組(Working Group)，每個(gè)工作組成員由來自至少5個(gè)國家的專家組成。各工作組主要工作范圍是：

WG1: Vocabulary and characteristics 詞匯與特性；

WG3: Industrial safety 工業(yè)機(jī)器人安全；

圖3 服務(wù)機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)流程

WG7：Personal care safety 個(gè)人護(hù)理機(jī)器人安全；

WG8：Service robots 服務(wù)機(jī)器人；

JWG9：Safety for medical devices using robotic technology 采用機(jī)器人技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備安全；

WG10：Modularity for service robots 服務(wù)機(jī)器人模塊化工作。

其中，ISO TC184/SC2的WG8工作組，自2009年開始制訂以智能輪椅為主要產(chǎn)品的服務(wù)機(jī)器人性能標(biāo)準(zhǔn)。

2012年，中國提出擬開展服務(wù)機(jī)器人模塊化國際標(biāo)準(zhǔn)工作，首先在WG8工作組下進(jìn)行提案推進(jìn)工作，經(jīng)過大量研討與論證，最終來自5個(gè)國家專家達(dá)成共識，于2014年成立WG10工作組，開展機(jī)器人模塊化國際標(biāo)準(zhǔn)提案及后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)工作。

中國機(jī)器人技術(shù)專家通過機(jī)器人模塊化國家標(biāo)準(zhǔn)工作開始涉足國際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，將逐漸積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，為今后工作奠定良好基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

服務(wù)機(jī)器人模塊化及標(biāo)準(zhǔn)化有利于推進(jìn)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化。一方面，采用機(jī)器人模塊化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的快速集成，滿足不同用戶對服務(wù)機(jī)器人的功能多樣化需求；另一方面，模塊化技術(shù)可以大大降低機(jī)器人產(chǎn)品的價(jià)格，滿足未來市場對服務(wù)機(jī)器人的巨大需求。

面對服務(wù)機(jī)器人廣闊的市場前景，與服務(wù)機(jī)器人相關(guān)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，建立用于指導(dǎo)服務(wù)機(jī)器人模塊化研發(fā)和生產(chǎn)的一系列標(biāo)準(zhǔn)；基于標(biāo)準(zhǔn)體系，由政府、研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)、供應(yīng)商、集成商共同推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施,為服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

總之，服務(wù)機(jī)器人模塊化技術(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系研究具有重要意義，是指導(dǎo)機(jī)器人研發(fā)和制造機(jī)構(gòu)開展各項(xiàng)工作、促進(jìn)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)。

[1] Bill Gates.家家都有機(jī)器人.環(huán)球科學(xué).2007(2):6-13

[2] World Robotics 2010 Service Robots.

[3] ISO 8373-2012.

[4] http://www.iso.org.

本文獲得國家863計(jì)劃機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化/模塊化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用平臺開發(fā)項(xiàng)目課題資助，項(xiàng)目編號：2012AA041401。