成果報告書詳細
管理番号20140000000500
タイトル平成21年度-平成25年度成果報告書 生活支援ロボット実用化プロジェクト、
生活支援ロボットの安全性検証手法の研究開発
公開日2014/9/18
報告書年度2009 - 2013
委託先名一般財団法人日本自動車研究所 独立行政法人産業技術総合研究所 独立行政法人労働安全衛生総合研究所 国立大学法人名古屋大学 一般財団法人日本品質保証機構 一般財団法人日本ロボット工業会 一般財団法人製造科学技術センター 日本認証株式会社
プロジェクト番号P09009
部署名ロボット・機械システム部
和文要約件名:平成21年度-平成25年度報告書「生活支援ロボット実用化プロジェクト 生活支援ロボットの安全性検証手法の研究開発」

第1章では,報告書の構成に沿って,生活支援ロボットの安全について総説する.第2章では,生活支援ロボットの安全について,第三者の立場で客観的かつ公平に適合性評価活動を行うための認証スキームを,ISO/IEC17067のシステム5に従って設計した成果を報告する.第3章では,機械安全の思想を生活支援ロボットに適用するために,ロボットタイプごとの設計コンセプト自己チェックシート,リスクアセスメントシートの雛形を開発した.さらに,安全方策配置方法を,ロボット開発者の参考となるように整理した.また,機能安全設計支援ツールとして,部品データから安全整合性水準(SIL)を計算するソフトウエアを開発した.さらに,コンピュータ上で仮想的に事故を起こして可視化できるシミュレータ技術を開発した.第4章では,各種試験装置開発や設備導入,開発実施者から提供されたロボットの試験試行により試験方法を開発した成果について報告する.人体への危険に関する安全性検証試験として,生活支援ロボットの感電試験,騒音試験,表面温度試験の方法を開発した.また,衝突試験方法を開発するとともに,試験結果から危害を算定するための指標を提案した.生活支援ロボットのマニピュレータが人体を挟圧した場合の危害ついても試験方法を開発し,痛覚耐性値データに基づく判定指標を提案した.また,装着型ロボットによる装着箇所の創傷を対象とする接触安全性試験の方法を開発し,垂直荷重およびせん断力に基づく評価指標を検討した.耐久性に関する検証試験の開発では,悪環境下や長時間の使用をによる本体構造や制御装置,保護装置等のダメージを想定し,温湿度および振動環境耐久性,走行耐久性,耐荷重性,耐衝撃性を検証するための験方法を開発した.また,ロボットの移動も含めた使用中の安定性の欠如によるリスクへの保護法策を検証するため,静的安定性試験および動的安定性試験の方法を開発した.生活支援ロボットには,本質安全では対処しきれないリスクに対する防護方策として,安全関連機能が実装されていることが多いことを想定した検証方法も検討した.安全関連光学センサの機能試験,障害物検知対応性能試験,操作・情報提示機能検証試験,EMC試験に関する試験方法を開発した.また国際規格IEC61508等の機能安全規格に準拠した機能安全文書テンプレートを作成した.第5章では,国際標準化活動について報告する.本事業で得られた知見を生活支援ロボットの安全に関する国際規格ISO13482策定活動に提供し,同規格の発行に貢献した.また,事業の成果を基に安全性試験に関する国際標準化原案が我が国から提案された.第6章では,生活支援ロボットの安全に関する法規制等の調査について報告する.生活支援ロボットを実用化するために考慮すべき法律と社会制度を,欧州と日本を中心に国内外の公開情報を基に調査,検討した.その詳細を付属書に整理した.第7章では,プロジェクト成果の普及と安全関連データの蓄積・再利用のために開発したインターネットサイト「生活支援ロボット安全情報センター(RT safety Information Center)」をについて報告する.第8章では,生活支援ロボットという新たな製品分野の第三者認証を実現にあたっては,試験方法,試験設備の開発,評価者育成を進めている第三者の試験機関や研究機関等との相互協力ならびに運営体制が不可欠であることについて報告する.
英文要約Project for practical applications of service robots, Research and development of safety level verification technology, extended summary

(1) The review of the safety of service robots: The safety of service robots is reviewed.
(2) Research and development of the certification scheme for service robots: A certification scheme was developed to be complied with the international standard related to the conformity assessment activities ISO/IEC 17067 scheme type 5. (3) Research and development of the safety design tool for service robots: A template of risk assessment sheet and a design concept self-check sheet for service robots were developed. In addition, a list of protective measures was organized to provide reference for robot developers. As the functional safety design support tool, software to estimate the Safety Integrity Level from data of hardware parts was developed. Further, a computer simulation technique to visualize the accident was developed. (4) Research and development of safety test methods: Test methods for electric shock, noise, surface temperature, and collision of service robots were developed. In addition, we developed methods to evaluate the risk of clamp by a manipulator and the risk of wound by wearable robots. Further, we proposed an index for assessing the harm. We developed test methods about resistance for temperature and humidity, endurance for long-term running, load bearing and impact resistance. In order to evaluate the stability of to robots, methods of the dynamic stability tests and the static stability test were developed. In order to validate safety functions, which are usually mounted on service robots, we developed test methods of safety related optical sensors, detection and response performance against obstacles, human-machine interface, electromagnetic compatibility. We proposed document templates for functional safety that meet functional safety standards, e.g. IEC61508. (5) International Standardization: The project contributed to realize the ISO standard for personal care robots (ISO13482) and a standard for safety testing methods by offering information obtained through its activity. (6) Laws and regulations on safety of service robots: The legal and social system that should be considered in order to commercialize the service robots were studied based on information in Europe and Japan. (7) Development of the data base for safety of service robots: A web site “RT Safety Information Center” was developed to spread the results of the project and to accumulate safety related information about service robots. (8) Construction of the system of third-party test and third-party certification: It is clear that the execution of the third party certification of the newest product aria such as service robots is necessary to provide the evaluation capabilities by the mutual cooperation between the certification boy, testing body and research institutes.
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