
POSITRON 是什么?POSITRON 是 Synapticons 为人形机器人开发的基于人工智能的安全架构——这是首个可认证的解决方案,同时解决了机械不稳定性和非确定性人工智能行为的问题。 Florian Weißhardt 博士、Tim Fröhlich 博士和 Dieter Volpert 在最新白皮书《走出牢笼:人形机器人的高级功能安全》中详细描述了该架构。
为什么经典的安全措施对人形机器人不起作用
人形机器人是不稳定的倒置摆。经典的安全扭矩关闭(STO)——工业机器人领域久经考验的“停止类别 0”——在双足机器人身上不会导致安全停机,而是导致失控摔倒。机器人本身就成了危险源。作者们表明,必须重新思考人形系统的整个安全理念。
三道防线:正电子架构
POSITRON通过基于SOMANET™ 伺服驱动器和FSoE 骨干网(以太网安全)的三层安全架构解决了这个问题:
Tier 1 — 多轴安全运动:硬件级安全功能,可同时实现 50 多个自由度。Safe Active Damping 不会关闭机器人,而是以受控的方式将其保持直立。 安全限速 (SLS) 和安全限扭矩 (SLT) 在每个驱动器中进行分散监控——这种分布式智能可随人形机器人运动学的复杂性而扩展。
Tier 2 — 安全人体检测:3D 体积安全系统可实时检测机器人周围的人。动态安全区会根据机器人的实际坠落区域(而不是静态的最小距离)不断调整。该系统符合基于摄像头的保护系统 IEC 62998 标准。
Tier 3 — AI 行为安全:多模态基础模型对场景进行语义分析,并支持基于情境的安全决策(安全情境运动)。该架构严格区分了确定性安全循环与非确定性 AI 控制,符合 ISO/IEC TR 5469 和 ISO/IEC TS 22440 标准。
扩展的安全公式:坠落区作为新参数
白皮书的一个核心创新是扩展的安全距离公式:
S_p = S_f + S_h + S_r + S_s + D_ds + Z_d + Z_r
关键的新术语 S_f 描述了坠落区域——即坠落的人形机器人可能覆盖的区域。该参数在任何经典的工业机器人安全标准中均未出现,但对于直立行走的机器而言,该参数在物理上是必不可少的。
安全是推动力,而不是限制因素
白皮书的核心信息:功能安全并不是阻碍人形机器人进入工厂车间或公共空间的障碍——它是打开笼子的钥匙。将安全视为架构的组成部分,而不是事后必须履行的义务,才能为在受控实验室环境之外使用人形机器人创造条件。
