人形机器人安全与欧盟合规：实用指南
在欧洲制造业部署人形机器人需要符合严格的安全和监管标准。以下是您需要了解的。
Motion1 Inc. ·
在制造工厂部署人形机器人不再是未来主义的概念。它正在欧洲各地的工厂、仓库和生产线上发生。但随着部署而来的是一个关键问题，每个制造商在单个机器人开始运行之前都必须回答：这次部署是否安全合规？
在工业机械、人工智能和工作场所安全方面，欧盟拥有世界上最全面的监管框架。对于部署人形机器人的制造商而言，这些法规并非可选考量，它们是具有真实不合规后果的法律要求。
本指南将介绍监管环境，解释适用的关键标准和指令，并提供一份实现和维护合规性的实用清单。
人形机器人的监管环境
人形机器人在监管框架中占据着一个不寻常的位置。它们不是固定在地板上、被安全笼围起来的传统工业机器人。它们是移动的、自主的，并且设计用于与人类协同工作。这意味着它们属于多个重叠的监管类别。
从高层次来看，三个监管框架最为相关：
- 工业机械安全标准 (ISO 10218, ISO 15066)
- 欧盟机械法规 2023/1230 (取代旧的机械指令 2006/42/EC)
- 欧盟人工智能法案 (Regulation 2024/1689)
这些框架各自解决了人形机器人部署的不同方面。它们共同定义了制造商必须满足的安全、文档和操作要求。
值得注意的是，监管环境仍在不断演变。人形机器人挑战了现有类别，监管机构正在积极制定针对人形和协作机器人系统的具体指导。制造商应将合规性视为一个持续的过程，而非一次性认证活动。
ISO 10218 和工业机器人安全
ISO 10218 是工业机器人安全的基础国际标准。它分为两部分：
- ISO 10218-1 涵盖机器人本身的安全要求，其设计、构造和内置保护措施。
- ISO 10218-2 涵盖机器人系统及其集成到制造环境中的安全，包括单元布局、防护和风险评估。
对于人形机器人，ISO 10218 是相关的，但其本身并不总是足够的。该标准最初是为在围栏环境中运行的传统工业机器人设计的。与人类操作员协同工作的人形机器人属于协作机器人 (cobots) 类别，它们还受 ISO/TS 15066 的管辖。
ISO/TS 15066 定义了四种协作操作模式：
- 安全额定监控停止。 当人类进入共享工作空间时，机器人停止。
- 手持引导。 人类通过物理方式引导机器人移动。
- 速度和分离监控。 机器人根据人类的接近程度减速或停止。
- 功率和力限制。 机器人设计成与人类的任何接触都低于疼痛和伤害阈值。
大多数制造领域的人形机器人部署都依赖于速度和分离监控以及功率和力限制的组合。具体方法取决于执行的任务、机器人的有效载荷能力以及工作空间的布局。
制造商应与机器人供应商和合格的安全集成商合作，确定哪些协作模式适用于其部署，并通过测试验证合规性。
欧盟机械法规 2023/1230
欧盟机械法规 (2023/1230) 是长期存在的机械指令 (2006/42/EC) 的继承者。它于 2023 年生效，并于 2027 年 1 月全面适用，在此过渡期内，制造商可以选择遵守旧指令或新法规。
新法规引入了几项与人形机器人部署直接相关的变化：
数字化文档。 该法规允许以数字格式提供技术文档和说明，从而减轻了纸质合规记录的负担。对于通过软件平台管理的机器人群，这与集中式文档方法非常吻合。
网络安全要求。 机械法规首次明确解决了网络安全问题。连接到网络的（几乎所有）人形机器人必须受到保护，以防止未经授权的访问、篡改和数据损坏。这包括安全的软件更新机制、访问控制和网络安全措施。
实质性修改。 该法规澄清了对现有机械的修改何时会触发新的合格评定。对于频繁接收软件更新（新工作流程、更新的 AI 模型、更改的安全参数）的人形机器人，了解何时更新构成“实质性修改”至关重要。并非每次软件更新都会触发新的评估，但影响机器人安全功能或预期用途的更改很可能会。
自学习系统。 该法规承认某些机器包含 AI 和机器学习功能。对于这些系统，制造商必须确保机器在其学习过程中始终保持安全，而不仅仅是在初始部署时。这对根据操作经验调整行为的人形机器人具有直接影响。
为了遵守欧盟机械法规，部署人形机器人的制造商必须：
- 进行彻底的风险评估，涵盖所有可预见的危险
- 应用附件 III 中定义的基本健康和安全要求 (EHSR)
- 准备技术文档（现在可以是数字化的）
- 发布欧盟合格声明
- 粘贴 CE 标志
机器人 OEM 通常负责机器人本身的 CE 标志。但部署机器人的制造商负责确保整个系统，机器人、工作空间、集成和操作程序，是安全合规的。
欧盟人工智能法案的影响
欧盟人工智能法案 (Regulation 2024/1689) 是世界上第一个全面监管人工智能的法规。它于 2024 年 8 月生效，各项条款将在 2027 年之前分阶段适用。
对于人形机器人，人工智能法案是相关的，因为这些机器人由 AI 系统控制，从感知和导航到任务规划和人机交互。人工智能法案将 AI 系统分为风险类别，分类决定了监管要求。
高风险 AI 系统。 用作产品安全组件的 AI 系统，如果产品本身需要第三方合格评定（例如机械法规下的机械），则被归类为高风险。这意味着在制造环境中控制人形机器人的 AI 系统很可能根据人工智能法案被归类为高风险。
高风险 AI 系统必须满足以下要求：
- 风险管理。 在 AI 系统整个生命周期中持续进行风险管理。
- 数据治理。 训练、验证和测试数据集必须符合质量标准。
- 技术文档。 AI 系统的设计、开发和预期用途的详细文档。
- 记录保存。 自动记录操作期间的事件，以实现可追溯性。
- 透明度。 向部署者提供关于 AI 系统能力、限制和预期用途的清晰信息。
- 人工监督。 AI 系统必须设计成允许有效的人工监督，包括干预和覆盖的能力。
- 准确性、鲁棒性和网络安全。 AI 系统必须达到适当的准确性水平，并能抵御错误、故障和对抗性攻击。
对于部署人形机器人的制造商而言，实际意义在于他们需要了解其机器人上运行的 AI 系统。这意味着要与机器人供应商和软件提供商合作，确保必要的文档、日志记录和监督机制到位。
每次部署的风险评估
最重要的合规活动之一是针对特定部署的风险评估。这超出了机器人 OEM 执行的一般风险评估。它评估您的设施、您的工人、执行您的任务时存在的特定危险。
彻底的部署特定风险评估应涵盖：
物理危险。 机器人与人类工人之间潜在的接触场景是什么？涉及哪些力道和速度？是否存在夹点、挤压区或工人可能被困的区域？
环境危险。 地面状况如何？是否存在坡度、障碍物或湿滑表面？照明如何？是否存在可能影响机器人性能的极端温度？
任务特定危险。 机器人正在处理什么物体？它们是锋利的、热的、重的还是易碎的？如果机器人掉落物体会发生什么？任务执行不正确会有什么后果？
交互危险。 人类工人如何与机器人互动？是否存在共享路径？共享工作站？人类从机器人接收物体的交接点？
网络安全危险。 如果机器人的网络连接中断会发生什么？如果未经授权的用户访问了车队管理系统会发生什么？如果软件更新在安全关键行为中引入了错误会发生什么？
风险评估应形成一份记录在案的危险清单、风险评级和缓解措施。每当部署发生变化时，新任务、新工作空间布局、新机器人模型或重大软件更新，都应进行审查。
机器人部署平台中的安全设计
用于构建工作流程和管理人形机器人的软件平台在安全方面起着关键作用。一个设计良好的平台将安全嵌入到架构层面，而不是将其视为附加功能。
这些平台的关键安全设计原则包括：
行为边界。 平台应强制执行机器人行为的硬性限制，最大速度、力限制、允许的工作区域，这些限制不能被任务指令或 AI 学习覆盖。这些边界应可根据每次部署和每个机器人模型进行配置。
执行前验证。 当构建新工作流程或平台生成任务指令时，它应在将这些指令发送给机器人之前，根据安全规则验证这些指令。违反安全约束的任务应被拒绝并附有清晰的解释。
审计追踪。 发送给每个机器人的每条指令都应被记录，包括指令来源（人类操作员、工作流程构建器、自动化调度）和结果。这创建了机械法规和人工智能法案都要求的可追溯性。
优雅降级。 当机器人遇到意外情况时，平台应默认采取安全行为，停止、退回到安全位置或请求人工干预。系统绝不应在模糊的安全场景中“猜测”其行为。
基于角色的访问控制。 并非所有用户都应能够修改安全参数。平台应强制执行基于角色的访问控制，将操作任务（分配工作流程、调度）与安全配置（速度限制、力阈值、区域边界）分开。
实用合规清单
对于准备在欧洲制造环境中部署人形机器人的制造商，以下是一份实用清单：
采购前：
- [ ] 确认机器人已根据适用的指令或法规获得 CE 标志
- [ ] 向 OEM 索取欧盟合格声明和技术文档
- [ ] 验证机器人支持哪些协作操作模式 (ISO/TS 15066)
- [ ] 了解所使用的 AI 系统及其在欧盟人工智能法案下的风险分类
- [ ] 评估车队管理平台的安全功能（行为边界、审计追踪、访问控制）
部署前：
- [ ] 进行部署特定的风险评估，涵盖物理、环境、任务特定、交互和网络安全危险
- [ ] 设计工作空间布局，包括安全区域、紧急停止和清晰的标识
- [ ] 配置适合部署的机器人行为限制（速度、力、工作区域）
- [ ] 建立操作员培训计划，涵盖正常操作、紧急程序和安全协议
- [ ] 设置监控和日志记录系统以实现法规可追溯性
操作期间：
- [ ] 持续监控机器人行为和车队性能
- [ ] 当任务、布局或软件发生变化时，审查并更新风险评估
- [ ] 维护事故日志和险情记录
- [ ] 确保在部署前评估软件更新对安全的影响
- [ ] 定期与合格人员进行安全审计
持续进行：
- [ ] 跟踪法规发展，欧盟人工智能法案的条款仍在分阶段实施
- [ ] 参与人形机器人安全标准的行业工作组
- [ ] 审查 OEM 安全公告并及时应用补丁
- [ ] 记录所有合规活动以备潜在的法规检查
安全前行
欧洲人形机器人部署的监管要求很高，但并非不可逾越。它们反映了对工人安全和公众对 AI 驱动系统信任的合理关注。
积极主动地处理合规性，从第一天起就将其纳入部署规划，的制造商会发现，这个过程实际上改善了他们的运营。彻底的风险评估能识别真实危险。适当的文档能创建机构知识。审计追踪能实现持续改进。
那些在合规性方面遇到困难的制造商通常是将其视为事后考虑，先部署，然后试图后期补救安全措施。这种方法更昂贵、更具破坏性，也更容易导致漏洞。
底线是：在当前的监管框架下，欧洲的人形机器人部署绝对是可实现的。它只需要规划、合适的合作伙伴，以及将安全作为首要原则而非义务的承诺。