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去年,一款名爲 Digit 的人形倉儲機器人正式投入運營,負責搬運 Spanx 品牌的產品箱。這款機器人能在手推車和傳送帶之間靈活移動,最高可承載 16 公斤的重物,有效分擔了人類同事的繁重體力勞動。不過,它的工作區域被嚴格限定。這是因爲雖然 Digit 可以憑藉其標誌性的反曲機械腿保持穩定,但也有可能摔倒。今年三月的一次展會上,它正在熟練搬運箱子時突然失去平衡,面部朝下重重摔在水泥地面上,手中的貨箱隨之跌落。
這種故障若發生在人羣周圍將十分危險。沒人願意被一臺身高 1.8 米 、體重 65 公斤的機器砸中,或是被機械臂誤擊脆弱部位。
隨着人形機器人越來越受到公衆的關注,這類系統也需要符合安全和性能標準。2024 年,IEEE 機器人與自動化協會成立了一個新的研究小組,研究當前的人形機器人發展狀況,並制定未來標準路線圖,供各方遵循。
近日,該小組向《麻省理工科技評論》介紹了初步研究成果,並計劃年內發佈完整報告。報告特別強調,在人形機器人投入協同作業前,必須解決包括物理風險、社會心理風險以及隱私安全等在內的獨特挑戰。該小組也於近日在 IEEE ICRA 大會上發佈了題爲 “Humanoid Robots in Human Spaces” 的執行摘要,探討了當前機器人標準在人形機器人方面存在的不足。
該報告確定了 6 大主要風險領域:物理安全、社會心理影響、隱私和道德、網絡安全、可靠性、人體工程學。
其中,物理穩定性成爲該小組提出的首要安全議題。IEEE 人形機器人研究小組指出,人形機器人與工業機械臂或現有移動機器人存在本質差異,因此需要建立全新的安全標準體系來保障操作人員、終端用戶及公衆安全;另一個關鍵焦點則是人機交互
IEEE 人形機器人研究小組主席 Aaron Prather 指出:人形機器人的核心特徵在於“動態穩定性”。這意味着它們需要持續供能才能保持直立,必須通過腿部(或其他肢體)不斷施力來維持平衡。傳統機器人遇到突發狀況時,按下急停按鈕切斷電源就能立即靜止。但人形機器人不能這麼做,強行斷電很可能導致機器人傾倒,反而會引發更大的安全隱患。
那麼,當無法採用急停按鈕時,安全機制該如何設計?
更柔和的制動方式
爲應對傾倒問題,Agility Robotics 在最新版 Digit 機器人上部署了新功能:當人類過於靠近時,機器人會啓動漸進減速而非立即斷電。機器人會放下貨物轉爲四肢着地姿態後再關機。
不同廠商可能採用差異化解決方案。“我們要標準化的是安全目標,而非實現路徑。”Boston Dynamics 安全主管 Federico Vicentini 表示。他正在主持制定國際標準化組織(ISO)的新規,專門針對需要主動控制平衡的工業機器人(Agility Robotics 專家也參與其中)。該標準旨在明確安全要求,同時爲廠商保留創新空間:“具體解決方案由設計者自主決定。”
如果人形機器人走出工廠,進入醫院、養老院或家庭場景,那幺正確的人機交互至關重要。IEEE 小組建議:設置人工接管權限、統一視覺聽覺信號,以及確保機器人外觀與功能相符。
Prather 提出,不同環境需要差異化標準。工廠機器人與家用或兒童陪伴機器人截然不同。但建立基本準則後,公衆應能理解任何場景下的機器人行爲。“這不是限制創新,而是設定底線標準,讓製造商、監管者和用戶都有明確預期:必須達到最低門檻——低於這個標準就是不合格。”
然而,在兼顧設計自由度的前提下建立通用標準面臨諸多挑戰。首要難題是如何定義“人形機器人”?必須配備雙腿嗎?需要手臂或頭部嗎?
“我們的建議是,或許該徹底棄用‘人形’這個標籤。”Prather 指出。其團隊主張按功能、行爲和應用場景而非外觀對機器人分類。Vicentini 參與的 ISO 標準將涵蓋所有需主動控制穩定性的工業移動機器人,既包括波士頓動力四足機器狗 Spot,也適用於雙足人形 Atlas,甚至可擴展至輪式機器人。
人機交互的語言困境
除了物理安全,人形機器人還面臨溝通挑戰。要與人類共享空間,它們必須像汽車通過剎車燈示意那樣,預判行人軌跡並清晰傳達自身意圖。Digit 雖已配備狀態指示燈,但要實現真正協作,仍需更完善的信號系統。
“當 Digit 準備從你面前經過時,突然現身會讓人受驚。”Agility Robotics 的首席技術官 Pras Velagapudi 表示。語音提示在嘈雜環境中並不實用,而多機器人共存時更難分辨信號來源。
Prather 指出,人形機器人還存在獨特的心理效應。人類會本能地對類人機器人產生情感投射,這可能導致高估其能力或產生不切實際的期待。“有時你會放鬆警惕,或者對機器人產生超出其實際功能的期望。當機器人用於情感勞動或護理弱勢羣體時,這類問題尤爲突出。IEEE 報告建議所有標準都應包含緩解心理壓力或疏離感的情感安全評估條款。
爲了完善報告,美國國防採辦大學用戶體驗設計師 Greta Hilburn 調研了大量非技術人員對人形機器人的期待。結果顯示,人們普遍希望機器人具備面部表情識別與模擬能力,並能融合手勢、語音和觸覺交互。
總而言之,這份 IEEE 報告旨在號召 ISO 等標準組織啓動標準制定。Vicentini 表示,雖然人形機器人技術尚未成熟,但提前建立規範將助力行業穩健發展。標準既能提升產品國際競爭力,也爲監管提供依據。Vicentini 坦言制定讓各方都滿意的標準確實困難,但能讓所有人都不太滿意,或許就是最公平的標準。
1.https://www.technologyreview.com/2025/06/11/1118519/humanoids-safety-rules/
2.https://www.therobotreport.com/ieee-launches-study-group-explore-develop-humanoid-robot-standards/
3.https://www.rockingrobots.com/ieee-report-calls-for-new-standards-to-safely-integrate-humanoid-robots-into-society/
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