機器人智能化等級評價指南Guidelinesfortheev上海市市場監(jiān)督管理局發(fā)布I前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14總體原則 15智能化要素 16智能化等級 2附錄A(資料性)智能化等級應(yīng)用示例 6附錄B(資料性)各智能化要素中子要素及其智能化評價項目說明 7附錄C(資料性)要素、子要素、智能化評價項目名稱及代號 附錄D(資料性)子要素智能化水平分級示例 附錄E(資料性)要素智能化水平分級示例 附錄F(資料性)智能化等級評價依據(jù) 參考文獻 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別這些專利的責任。本文件由上海市經(jīng)濟和信息化委員會提出并組織實施。本文件由上海市人工智能標準化技術(shù)委員會歸口。本文件起草單位：上海機器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司、人形機器人(上海)有限公司、上海颯智智能科技有限公司、上海國評智檢機器人有限公司、上海市普陀區(qū)消防救援局、上海擎朗智能科技有限公司、上海電器科學(xué)研究院、同濟大學(xué)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心(上海)有限公司、上海鈦米機器人股份有限公司、杭州宇樹科技有限公司、上海禾賽科技有限公司、上海海關(guān)機電產(chǎn)品檢測技術(shù)中心。本文件主要起草人：鄭軍奇、劉宇飛、張建政、周梅杰、唐毅、范佳琪、唐旋來、邢琳、李泳耀、林雪琴、夏愛紅、何斌、周艷敏、張旻、蘇至釩、王俊芳、李呈光、王佳琦。11范圍本文件給出了機器人智能化等級評價的總體原則，提供了機器人智能化要素和智能化等級的指導(dǎo)。本文件適用于機器人及其系統(tǒng)的智能化等級評價。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本GB/T12643機器人詞匯3術(shù)語和定義GB/T12643界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。機器人智能化robotintellectualization機器人感知、認知、決策等功能在非結(jié)構(gòu)化或動態(tài)環(huán)境下實現(xiàn)自主作業(yè)的能力。4總體原則4.1機器人智能化等級評價宜由第三方機構(gòu)開展，評價原則包括但不限于：——科學(xué)性和客觀性：智能化等級評價以機器人核心技術(shù)為基礎(chǔ)，宜采用量化指標，避免主觀臆 可操作性和可驗證性：要素智能化等級評價宜在規(guī)范的測試場景、工具和流程下開展，評價過程考慮結(jié)果的可復(fù)現(xiàn)性；——多維度綜合評價原則：結(jié)合應(yīng)用場景，宜充分考慮各個子要素、要素之間的協(xié)調(diào)性，多維度綜合體現(xiàn)用戶導(dǎo)向和社會價值；——開放性與透明度原則：評價過程宜公開透明。4.2評價結(jié)果可作為各類機器人產(chǎn)品推薦智能化水平、合同簽訂、技術(shù)文件等制定的重要依據(jù)，示例可參考附錄A。5智能化要素5.1機器人智能化模型是從機器人感知、執(zhí)行、交互、決策、認知5個方面描述其基本屬性和相互關(guān)系的一種表現(xiàn)形式，見圖1。2其其他推理理解建模其他優(yōu)化規(guī)劃其他多機交互操作交互人機交互其他操作執(zhí)行移動執(zhí)行其他觸覺嗅覺聽覺視覺圖1機器人智能化模型5.2機器人智能化模型要素見表1,各要素中子要素及其智能化評價項目的說明參考附錄B,其中智能化評價項目可用于智能機器人要素智能化水平評價。要素、子要素、智能化評價項目名稱及代號可參考表1機器人智能化模型要素智能化評價項目1感知2聽覺34嗅覺56789語音交互、表情交互、文字交互、肢體語言交互、界面交多機交互多機交互等決策規(guī)劃任務(wù)規(guī)劃、動作規(guī)劃、路徑規(guī)劃、不確定環(huán)自適應(yīng)標定技術(shù)、可強化的物體操縱技術(shù)、機器學(xué)習(xí)技術(shù)、知識庫擴充等多傳感器融合決策、在線學(xué)習(xí)決策等認知6智能化等級6.1智能化等級分類6.1.1機器人智能化等級評價包括單要素智能化評價與綜合智能化評價，機器人要素智能化感知、執(zhí)行、交互、決策、認知5個方面，根據(jù)智能化等級不同從低到高劃分為1級～5級，見表2。6.1.2基于機器人及其系統(tǒng)所在的應(yīng)用場景以及其在作業(yè)時人員的介入程度決策、認知維度下機器人綜合智能化等級從低到高分為L1級～L5級，見表3。注1:機器人通過感知獲取傳感信息的輸入，通過執(zhí)行完成具體工作任務(wù)，部分機器人具有與外評價范圍感知能力執(zhí)行能力交互能力決策能力認知能力綜合智能化”注1:感知智能化等級(SensesLevel),以下簡稱SL,從低到高劃分為SL1級～SL5級。注2:執(zhí)行智能化等級(ExecutionLevel),以下簡稱EL,從低到高劃分為注3:交互智能化等級(InteractiveLevel),以上簡稱IL,從低到高劃分為注4:決策智能化等級(Decision-makingLevel),以下簡稱DL,從低到高劃分為注5:認知智能化等級(RecognitionLevel),以下簡稱RL,從低到高劃分為“對感知、執(zhí)行、交互、決策、認知要素的綜合評價，不同應(yīng)用場景下機器人的綜合智能化水平存在差異。6.1.4機器人智能化等級表達可采用雷達圖的形式，包括綜合智能化等級雷達圖和要素智能化等級雷達圖。示例1:綜合智能化等級表達為綜合智能化等級雷達圖。例如機器人的感知能力達到SL3,執(zhí)行能力達到EL3,交互能力達到IL3,決策能力達到DL1,認知能力達到RL1,綜合智能化等級為L3。形成的雷達圖見圖2。4感知能力-SL圖3機器人要素智能化等級雷達示意圖6.2智能化水平分級依據(jù)6.2.1要素智能化水平分級依據(jù)6.2.1.1子要素智能化水平分級依據(jù)為該子要素中任一智能化評價項目達到x級(x取值范圍為1~5),該子要素的智能化等級為x級，示例參考附錄D。6.2.1.2要素智能化水平分級依據(jù)為該要素中任一子要素智能化等級達到x級(x取值范圍為1~5),該要素的智能化等級為x級，示例參考附錄E。6.2.2綜合智能化水平分級依據(jù)綜合智能化等級基于6.2.1進行評價，分級規(guī)則見表3。表3綜合智能化水平分級依據(jù)感知決策認知有無無有有有無無有有有無有有有有無有有有有有注1:“有”是指具備此功能且達到對應(yīng)的等級，如智能化等級L2感知中的“有”表示感知水平為不小于SL2(即感知要素達到SL2或SL3或SL4或SL5)。注2:“部分有”是指具備此功能，但未達到對應(yīng)的等級，如智能化等級L3決策中的“部分力，但未達到對應(yīng)等級，即決策水平可為DL1或DL2。注3:“無”是指不做要求。如智能化等級L1認知中的“無”表示對認知功能是否具備不做要6.2.3智能化等級評價標準依據(jù)526(資料性)智能化等級應(yīng)用示例機器人智能化等級典型應(yīng)用示例見表A.1。表A.1智能化等級應(yīng)用示例智能化等級類型典型應(yīng)用示例1技術(shù)分析和指導(dǎo)醫(yī)療用協(xié)作機器人及系統(tǒng)的產(chǎn)品標準可建議機2綜合智能化等級術(shù)分析和指導(dǎo)準制定提供標準依據(jù)醫(yī)療用協(xié)作機器人及系統(tǒng)的產(chǎn)品標準可結(jié)合醫(yī)達到2級。7(資料性)各智能化要素中子要素及其智能化評價項目說明B.1感知B.1.1視覺機器人視覺是指通過多模態(tài)視覺傳感，采集目標環(huán)境的圖像或視頻，并對其進行分析處理以獲取目標物相關(guān)信息(如幾何參數(shù)、位置姿態(tài)、表面形態(tài)及對象質(zhì)量等)的能力，典型的視覺包括：a)人臉識別是指以人面部特征作為識別個體身份的一種個體生物特征識別方法。其通過分析提取用戶人臉圖像數(shù)字特征產(chǎn)生樣本特征序列，并將該樣本特征序列與已存儲的模板特征序列進行比對，用以識別用戶身份。人臉識別分為人臉驗證和人臉辨識。人臉驗證即將所產(chǎn)生的樣本特征序列與按用戶標識信息所給定的已存儲的用戶的模板特征序列進行比對(1:1比對),以確認用戶是否為所聲明的身份。人臉辨識即將所產(chǎn)生的樣本特征序列與已存儲的指定范圍內(nèi)的所有模板特征序列進行比對(1:N比對),確定用戶身份；b)姿態(tài)估計是指根據(jù)輸入圖像或視頻計算人體或物體各個部位狀態(tài)與圖像和視頻實際各部位狀態(tài)的相似度；c)圖像識別是指對圖像進行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標和對象的技術(shù)，包括字符識別、條碼識別。字符識別即對各種字符進行自動識別，包括文字、數(shù)字等符號的識別。條碼識別是指對被檢測的條碼進行自動識別和解讀；d)物體識別是指通過對輸入圖像或視頻進行處理，識別出圖像中的物體類別、位姿的過程。B.1.2聽覺機器人聽覺是指通過聲音傳感器獲取環(huán)境中聲音信息的能力。包括但不限于：a)聲源定位指使用收音設(shè)備陣列采集聲源信號，采用多道聲音信號處理方法，確定一個或多個聲源的平面或空間坐標；b)語音識別是指將人類的聲音信號轉(zhuǎn)化為文字或指令的過程。主要包括特征提取技術(shù)、模式匹配準則及模型訓(xùn)練技術(shù)；c)聲紋識別是通過聲音判別聲音發(fā)出者身份的技術(shù)，主要包括發(fā)生源辨認和發(fā)生對象確認兩種B.1.3觸覺點、溫度、表面紋理、濕度等。B.1.3.2通過傳感器采集與物體接觸時的力、位置、溫度、濕度、表面紋理等信息，經(jīng)觸覺感知模型處理輸出結(jié)果，將結(jié)果與預(yù)期值進行比較。B.1.4嗅覺B.1.4.1機器人嗅覺是指通過氣體傳感器獲取氣味分子信息的能力。值進行比較。8a)環(huán)境感知：如PM2.5等；機器人操作執(zhí)行是由機器人執(zhí)行機構(gòu)完成物理動作的過程，主要包括機器人的運動精度和力控精B.3交互b)表情交互指人和機器人之間通過面部表情進行交互的活動；d)肢體語言交互指人和機器人之間通過肢體動作與姿態(tài)進行交互的活動；f)多模態(tài)交互指人和機器人之間通過多種協(xié)議同時進行交互的活動。B.4決策a)任務(wù)規(guī)劃指在工作域約束條件下，機器人根據(jù)認知自動生成初始狀態(tài)到目標狀態(tài)任務(wù)序列的b)動作規(guī)劃指在工作域約束條件下，機器人根據(jù)認知自動生成初始狀態(tài)到目標狀態(tài)的執(zhí)行器運c)路徑規(guī)劃指在工作域約束條件下，機器人根據(jù)認知自動生成初始狀態(tài)到目標狀態(tài)的運動路徑9d)不確定環(huán)境下的運動規(guī)劃指在工作域約束條件下，機器人根據(jù)不確定的認知，自動生成初始狀態(tài)到目標狀態(tài)的運動序列的過程，不確定環(huán)境下的運動規(guī)劃包含對環(huán)境進行有針對性的主動感知，最后到達目標狀態(tài)的能力。B.4.2優(yōu)化機器人優(yōu)化是指在運行過程中，根據(jù)環(huán)境、用戶和機器人執(zhí)行結(jié)果等反饋數(shù)據(jù)，機器人自主地對自身算法進行優(yōu)化，使得自身性能獲得提升的能力，包括自適應(yīng)標定技術(shù)、可強化的物體操縱技術(shù)、機器學(xué)習(xí)技術(shù)、知識庫擴充等。B.5認知機器人認知建模是通過對機器人獲得的一系列帶有誤差和不確定性的歷史感知信息與自身狀態(tài)反饋數(shù)據(jù)進行分析、匯總、歸納，形成不確定性的時序數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為機器人內(nèi)部表示的過程。機器人的認知建模技術(shù)包括激光建圖、視覺建圖、語義建圖、知識庫構(gòu)建：a)激光建圖指機器人基于歷史激光數(shù)據(jù)及激光傳感器新獲得的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)融合，構(gòu)建包含環(huán)境障礙物信息的環(huán)境模型的過程；b)視覺建圖指機器人根據(jù)視覺歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)建包含環(huán)境信息的環(huán)境模型的過程；c)語義建圖指機器人根據(jù)感知信息，構(gòu)建包含環(huán)境中的物體、人以及它們的關(guān)系的語義模型的過d)知識庫構(gòu)建指機器人針對現(xiàn)有技術(shù)、數(shù)據(jù)、信息等，進行分析匯總歸納，為問題解決提供方案方法及數(shù)據(jù)支撐的過程。機器人認知理解包括語義理解、情感理解及多模態(tài)意圖理解：a)語義理解指機器人理解人說話的意圖(需要執(zhí)行的任務(wù)或達成的目標)的能力；b)情感理解指基于語音或圖像感知，能夠識別用戶的情感的能力；c)多模態(tài)意圖理解指除了最為普遍的文字以外，對圖片、視頻、音頻等多模態(tài)的數(shù)據(jù)輔助的理解機器人認知推理指根據(jù)已有的認知模型和知識庫，獲得不包含在原知識庫內(nèi)的新知識的能力，包括偏好推薦、知識推理：a)偏好推薦指根據(jù)已有的用戶行為和信息，利用用戶的行為信息對其偏好進行建模，向用戶推薦其可能感興趣事物的能力；b)知識推理指模擬人類的智能推理方式，依據(jù)推理控制策略，利用形式化的知識進行機器思維和求解問題的能力。(資料性)要素、子要素、智能化評價項目名稱及代號要素、子要素、智能化評價項目名稱及代號見表C.1。表C.1要素、子要素、智能化評價項目名稱及代號智能化評價項目感知人臉識別圖像識別物體識別聽覺語音識別聲紋識別力控制接觸點嗅覺一制動能力坡度通過能力越障能力力控精度一一多機交互一決策規(guī)劃一一認知一一一智能化評價項目認知決策RDL軌跡規(guī)劃一一路徑規(guī)劃一一(資料性)子要素智能化水平分級示例視覺智能化水平分級示例見表D.1。表D.1視覺智能化水平分級示例表人臉識別智能化等級姿態(tài)估計智能化等級圖像識別智能化等級物體識別智能化等級智能化評價項目(人臉識別、姿態(tài)估計、圖像識別、物體識別)不少于1項智能化等級為5級5一一一智能化評價項目(人臉識別、姿態(tài)估計、圖像識別、物體識別)不少于1項智能化等級為4級3242智能化評價項目(人臉識別、姿態(tài)估計、圖像識別、物體識別)不少于1項智能化等級為3級3311智能化評價項目(人臉識別、姿態(tài)估計、圖像識別、物體識別)不少于1項智能化等級為2級21一一智能化評價項目(人臉識別、姿態(tài)估計、圖像識別、物體識別)不少于1項智能化等級為1級1一一一聽覺智能化水平分級示例見表D.2。表D.2聽覺智能化水平分級示例表智能化等級依據(jù)示例聲紋識別智能聲源定位智能智能化評價項目(語音識別、聲紋識別、聲源521智能化評價項目(語音識別、聲紋識別、聲源421智能化評價項目(語音識別、聲紋識別、聲源33一智能化評價項目(語音識別、聲紋識別、聲源21一智能化評價項目(語音識別、聲紋識別、聲源一1一觸覺智能化水平分級示例見表D.3。示例力控制接觸點智能化等級溫度智能化等級濕度智能化等級1145一224一一1一231221一一一一一1一嗅覺智能化水平主要評價機器人是否具備處理分析各(資料性)要素智能化水平分級示例感知智能化水平分級示例見表E.1。表E.1感知智能化水平分級示例表聽覺智能化嗅覺智能化子要素(視覺、聽覺、觸覺、嗅覺)不少于1項智能化等級為5級5一一一子要素(視覺、聽覺、觸覺、嗅覺)不少于1項智能化等級為4級3424子要素(視覺、聽覺、觸覺、嗅覺)不少于1項智能化等級為3級3132子要素(視覺、聽覺、觸覺、嗅覺)不少于1項智能化等級為2級1211子要素(視覺、聽覺、力覺、嗅覺)不少于1項智能化等級為1級111一認知智能化水平分級示例見表E.2。表E.2認知智能化水平分級示例表級示例為5級532為4級241為3級231為2級21一為1級一1一智能化等級示例51143一12一1注：“一”代表無建議。示例534一23一2一1示例人機交互智能化等級操作交互智能化等級多機交互智能化等級1子要素(人機交互、操作交互、多機交互)不少于1項智能5一一24一3111一2表E.5交互智能化水平分級示例表(續(xù))示例人機交互智能化等級操作交互智能化等級多機交互智能化等級一1一依據(jù)6.1.3,認知決策智能化水平分級示例見表E.6。表E.6認知決策智能化水平示例表示例