Основные противоречия государственной стандартизации робототехники

Введение

В настоящее время наблюдается активное применение робототехнических комплексов (РТК), в том числе военного назначения в рамках проводимой специальной военной операции, но в своем большинстве РТК представлены в дистанционном управлении оператором и не интегрированы в какую-либо систему для совместного применения.

В то же время в мировой практике наблюдается закономерная тенденция перехода от иерархической архитектуры информационного управления к сетецентрической, что является необходимым условием становления и развития группового применения как однородных РТК, так разновидовых РТК и систем.

В настоящее время все реализующиеся программы США и блока НАТО опираются на принципы сетецентрического управления. Так известна реализация странами НАТО ряда программ по созданию новых телекоммуникационных и информационных технологий управления войсками, способных объединять робототехнику и автономные системы с целью повышения осведомлённости о ситуации на поле боя и ускорения принятия решений (Project Convergence (РС) – Армия США, Advanced Battle Management System (ABMS) – ВВС США, Overmatch – ВМС США, National Defense Space Architecture (NDSA) - Космические силы).

В системе национальной стандартизации термин «сетецентрический принцип управления» вводится относительно недавно в 2022 году ГОСТ Р 70569-2022 и определяется, как принцип интеграции разнородных средств и ресурсов информационно-управляющих и исполнительных систем различной принадлежности на заданный период времени и в заданном пространстве в целях концентрации функциональных возможностей интегрируемых систем для выполнения комплексных задач различного масштаба на всех уровнях управления [2, с. 7]. Для эффективного создания и применения групп РТК необходимо их объединение под сетецентрическими информационно-управляющими системами. Совместное сетецентрическое применение РТК возможно только при создании «интероперабельных систем» – систем, элементы, компоненты, подсистемы которых без каких-либо барьеров обмениваются информацией и используют информацию, полученную в результате такого обмена [3, с. 2].

Для создания подобных систем необходима согласованность всех участников (разработчиков РТК, поставщиков операционных систем и программно-аппаратных средств для роботов, пользователей), единые подходы (методики) при создании робототехники, общие для всех базы стандартов.

В настоящее время действует более 200 межгосударственных и национальных стандартов, так или иначе регламентирующих создание робототехники. При этом более 10 технических комитентов по стандартизации ведут работу параллельно в части своих компетенций.

Далее будут рассмотрены основные противоречия терминологии и классификации, а также пути их решения.

Основная часть

1. Термины и определения в области робототехники

1.1. Роботы и робототехнические устройства

ГОСТ Р 60.0.0.4-2023/ИСО 8373:2021 разграничивает понятия «робот» (программируемый исполнительный механизм, обладающий определенным уровнем автономности и предназначенный для выполнения перемещения, манипулирования или позиционирования (Указанные действия робот осуществляет с целью выполнения задач по назначению)) [7, с. 1] и «робототехническое устройство» (механизм, разработанный с использованием технологий робототехники, но не обладающий всеми характеристиками робота) [7, с. 2].

К характеристикам робота исходя из определения можно отнести:

• программируемость (возможность изменять поведение без изменения конструкции);
• наличие приводов (взаимодействие с физическим миром);
• целенаправленные действия (по своему предназначению);
• автономность.

Исходя из определений можно подразумевать, что одним из основных отличий робототехнического устройства от робота является «автономность».

Термин «автономность» определен как способность выполнять задачи по назначению на основе текущего состояния и восприятия внешней среды без вмешательства человека [7, с. 1], однако сами уровни автономности в ГОСТ не раскрываются.

Стоит отметить, что помимо уровней автономности в ГОСТ Р 60.0.0.4-2023 / ИСО 8373:2021 в п. 3.3 упоминается «степень автономности», но определения этому термину также не дается.

В отечественной системе стандартизации в целом отсутствуют однозначные трактовки термина «уровень автономности» и единое понимания, какие уровни автономности существую.

Так ГОСТ Р 60.6.0.1-2021 применительно к сервисным мобильным роботам понимает уровень автономности, как условную категорию, позволяющую ранжировать сервисных мобильных роботов по степени их способности функционировать без вмешательства человека [12, с. 4]. При этом сами степени этого вмешательства не определены.

В ГОСТ Р 60.2.2.2-2023 применительно к изделиям медицинским электрическим определяется, что:

• термин «автономность» обычно используют для обозначения понятий «нулевой уровень автономности» или «максимальный уровень автономности» без допущения промежуточных значений. Поэтому рекомендуется с осторожностью использовать термин «автономность» и, где возможно, применять вместо него термин «уровень автономности» [11, с.3];
• термины «отсутствие автономности» и «полная автономность» могут быть использованы для обозначения понятий «нулевой уровень автономности» и «максимальный уровень автономности» [11, с. 3].

Там же вводится термин «автономный» – обладающий полной автономностью. Однако ГОСТ рекомендует с осторожностью использовать термин «автономный», так как он обычно используется для обозначения понятия «имеющий высокий уровень автономности», но без определения того, какой уровень является высоким.

В приложении ГОСТ Р 60.2.2.2-2023 применительно к изделиям медицинским электрическим приводятся примеры классификации уровней автономности. Так согласно одной из классификации описывается 10 уровней автономности в зависимости от степени влияния человека или компьютера при выполнении 4 функций управления: «наблюдать», «разрабатывать», «выбирать», «выполнять». Так первый уровень «полностью ручной» подразумевает, что все вышеперечисленные функции управления выполняет человек и автономность не предусмотрена.

Также в национальных стандартах применительно к различным видам робототехники встречаются классификации по режимам управления исходя из степени участия человека в управлении:

• «ручной режим» – состояние системы управления, обеспечивающее человеку возможность осуществлять непосредственное управление. Близки по значению также термины «режим обучения», «дистанционное управление», «дистанционно пилотируемый», «телеуправление». Можно утверждать, что данные термины соответствуют 1 уровню по ГОСТ Р 60.2.2.2-2023;
• «автоматический режим» («автоматическая работа») – состояние системы управления, при котором система управления робота работает в соответствии с программой выполнения задания [11, с. 3]. Близок по значению термин «программное управление». ГОСТ Р 60.6.2.1-2019 под автоматическим режимом вообще подразумевает автономную работу машины без использования пульта ручного управления, чем по смыслу отличается от определений в других ГОСТ по робототехнике.
• «полуавтономный режим» – рабочий режим, при котором движения определяются комбинацией автономной программы выполнения задания и вводимых вручную команд пользователя, подаваемых в то же самое время. Встречаются также термин «полуавтономное морское робототехническое средство», «супервизорное управление» со схожими смыслами.
• «автономный режим» – рабочий режим, при котором робот выполняет задание без непосредственного вмешательства человека. Так же известно «автономное управление», «автономное морское робототехническое средство», «автономное воздушное судно», «автономный необитаемый подводный аппарат» в основном со схожими по значению смыслами.

Однако введенный с 1 июля 2025 г. ГОСТ 35035-2023 под «автономным управлением» понимает управление робототехническим комплексом, при котором управляющее воздействия оператора после ввода параметров задач/миссии возможны, но не обязательны, что больше соответствует понятию «полуавтономный режим» и вносит дополнительную путаницу. Также ГОСТ определяет способ управления мобильными роботехническими комплексами пожаротушения – «автономный» как (программный) – имеющий комплекс систем и устройств, обеспечивающих самостоятельное автоматическое управление движением и применением навесного оборудования. Что противоречит понятиям других ГОСТ, и относит автономный режим к автоматическому или программному управлению.

ГОСТ РВ 0098-0.002-2019 способы управления разделяет на «дистанционно-управляемый», «автономный» и «комбинированный». При этом дистанционно-управляемый включает в себя «командный» и «полуавтоматический», а автономный – «программный», «адаптивный», интеллектуальный». Интересно, что к «автономным» стандарт относит «программный» способ, то есть управление с помощью алгоритма программы, содержащей набор исходной информации о внешних условиях, не изменяемой в процессе выполнения задачи, несмотря на изменение указанных внешних условий [9, с. 13], что не соответствует определению автономности в других ГОСТ.

Таким образом, в настоящее время нет единого понимания термина автономность, уровней автономности, соответственно, не может быть однозначного разделения робототехнических устройств от роботов. Кроме того, отдельные ГОСТ трактуют сходные по значению термины по-разному.

Исходя из вышесказанного, как вариант, возможно отличать роботов от робототехнических устройств классификацией верхнего уровня по режимам управления, которые логично обозначать:

1. «Автономный» – работа на основе текущего состояния и восприятия внешней среды без вмешательства человека в процессе выполнения задания.
2. «Полуавтономный» – работа на основе текущего состояния и восприятия внешней среды (автономно) с возможностью корректировки командами человека, подаваемыми в процессе выполнения задания.
3. «Автоматический» – работа в соответствии с программой выполнения по заданному алгоритму, не изменяемому в процессе выполнения задачи.
4. «Дистанционный» – человек осуществляет постоянное непосредственное управление, используя разные способы воздействия (пульт управления, голос, визуальное или иные возможные способы).

При этом 3 и 4 режимы (уровни) управления не подразумевают автономности, соответственно могут рассматриваться, как робототехнические устройства.

В 1 и 2 режимах (уровнях) управления автономность достигается применением датчиков (сенсоров), необходимых для выполнения задач на основе текущего состояния и восприятия внешней среды без вмешательства человека, а также технологий искусственного интеллекта при управлении, использование которых является основой создания интероперабельных систем и сетецентрического управления в целом. Данные режимы управления подходят под термин «робот», определенный ГОСТ Р 60.0.0.4-2023/ИСО 8373:2021.

Так, например, «FPV-дроны» (определение отсутствует в национальной стандартизации, однако широко применяется в обиходе) в текущем исполнении (не имея датчиков восприятия внешней среды) представляют робототехнические устройства с дистанционным способом управления, не смогут относиться к 1 или 2 уровням управления без существенных доработок, как следствие не имеют потенциала к объединению в интероперабельные системы, к сетецентрическому управлению.

1.2. Робототехническое средство

Кроме вышеуказанных терминов, известно упоминания «робототехническое средство».

Так согласно ГОСТ 35035-2023 «робототехническое средство (РТС)» – техническое средство, которое выполняет функции, виды работ или операции без непосредственного участия человека в опасной зоне.

В то же время ГОСТ Р 60.7.0.1-2020 дает определение «морское робототехническое средство (МРТС)» – техническое средство, обладающее свойствами морского робота, способное выполнять поставленное задание по назначению автономно или под дистанционным управлением, или в сочетании указанных способов управления [14, с. 2]. При этом какие свойства имеет морской робот в ГОСТ не уточняется.

ГОСТ РВ 0101-002-2018 кроме термина «робототехническое средство военного назначения» (конструктивно обособленное безэкипажное техническое средство, не являющееся боеприпасом, предназначенное для выполнения боевых и обеспечивающих задач под управлением оператора, или автономно, или сочетанием указанных способов) [8, с. 5] вводит понятие «роботизированное средство военного назначения» – разновидность робототехнического средства военного назначения, управление которым осуществляется в ручном режиме [8, с. 5], что представляется собой тоже самое робототехническое средство, но управляемое оператором (человеком), и по сути вводит дополнительную путаницу в понятийный аппарат.

Таким образом во всех вышеперечисленных ГОСТ под робототехническим средством подразумеваются неоднозначные значения, существует в том или ином виде отсылка к уровням управления, однако точного понимания имеют ли эти средства принадлежность к роботам или робототехническим устройствам согласно ГОСТ Р 60.0.0.4-2023/ИСО 8373:2021 нет, что вносит дополнительную путаницу в понятийный аппарат.

При этом в национальных стандартах нет единого сквозного определения «техническое средство», однако в робототехнике целесообразно это понятие использовать применительно к функциональному назначению для решения задач человека (робототехническое средство мониторинга / диагностики / транспортировки / и т. д.).

1.3. Робототехнические комплексы и системы

Неоднозначно трактуются и понятия «робототехнический комплекс» и «робототехническая система».

Так ГОСТ Р 60.0.0.4-2023/ИСО 8373:2021 дает определение «(промышленный) робототехнический комплекс» – комплекс, состоящий из промышленного робота, рабочего органа (органов), датчиков на рабочем органе и оборудования (например, системы технического зрения, устройства для нанесения покрытия, сварочного контроллера), необходимого для выполнения задач по назначению, а также программы выполнения задания [7, с. 2], ГОСТ 35035-2023 «робототехнический комплекс» определяет как совокупность инфраструктурно и конструктивно связанных одного или нескольких робототехнических средств, средств его (их) технического обеспечения и обслуживания для решения функциональных задач по предназначению в среде функционирования.

Кроме того, известны понятия:

• «морской робототехнический комплекс (МРТК)» – робототехнический комплекс, состоящий из одного или нескольких морских робототехнический средств и специального оборудования, обеспечивающего их применение по назначению, объединенных общим конструктивным решением для выполнения заданий в морской среде [14, с. 2];
• «робототехнический комплекс (РТК)» – автономно действующее средство производства, состоящее из одной или группы единиц производственного оборудования и взаимодействующее с одним промышленным роботом, включающее набор вспомогательного оборудования, для обеспечения автоматического цикла работы внутри комплекса. Состав РТК: манипулятор, исполнительное устройство (программа выполнения задания, управляющая программа, искусственный интеллект, АСУ, промышленный робот, рабочий орган), измерительные устройства (датчики и т. д.), вспомогательное оборудование (например, контроля параметров безопасности функционирования РТК) [15, с. 5].

Можно обратить внимание, что во всех случаях помимо робота/робототехнического средства робототехнический комплекс включает в себя некое оборудование, датчики, а также программы, однако точного понимания, что включает в себя робототехнический комплекс также нет.

ГОСТ Р 60.1.2.1-2016/ИСО 10218-1:2011 вводит термин «промышленная робототехническая система» – система, включающая: – промышленного робота; – рабочий орган (органы); – любые машины, оборудование, устройства, внешние вспомогательные степени подвижности и датчики, поддерживающие выполнение роботом своего задания [10, с. 3]. Как видно в данному случае, понятия близки по значению комплексу.

Наиболее доступно отличие понятий «комплекс» и «система» приведены в ГОСТ Р 52003-2003 на примере радиоэлектронных средств. Можно выделить, что «комплекс» – это средство, представляющее собой функционально законченную совокупность устройств, не соединённых на предприятии-изготовителе сборочными операциями, выполненное с использованием интерфейсов и обладающее свойством перестроения своей структуры для сохранения работоспособности при решении тактических и/или технических задач в различных условиях эксплуатации [1, с. 6], а «система» в свою очередь – средство, представляющее собой функционально законченную совокупность комплексов и устройств, обладающее свойством перестроения своей структуры для рационального решения тактических и/или технических задач при изменении условий эксплуатации [1, с. 5].

Таким образом, системности в использовании терминов «робототехнический комплекс» и «робототехническая система» в национальных стандартах Российской Федерации нет.

Исходя из вышесказанного можно определять:

Робототехнический комплекс – функционально законченная совокупность робота и/или устройств, не соединённых на предприятии-изготовителе, выполненная с использованием интерфейсов и обладающая свойством перестроения своей структуры для сохранения работоспособности при решении задач в различных условиях эксплуатации.

Робототехнический комплекс может включать: базовый носитель, целевую нагрузку, бортовую информационно-управляющую систему (управления, информационную, связи и коммуникации), систему энергообеспечения, систему информационной безопасности, а также средства обеспечения и обслуживания, пункты управления и контроля.

В свою очередь робототехническая система - функционально законченная совокупность комплексов, выполненная с использованием интерфейсов и обладающая свойством перестроения своей структуры для сохранения работоспособности при решении задач в различных условиях эксплуатации.

Робототехническая система может включать несколько робототехнических комплексов, устройств, а также групповую информационно-управляющую систему.

1.4. БВС (БЛА), БАС (КБЛА)

В национальных стандартах представлено несколько действующих определения «беспилотного воздушного судна» (БВС).

Так ГОСТ Р 56122-2014 под БВС понимает воздушное судно, которое предназначено выполнять полет без пилота на борту [4, с. 1], а ГОСТ Р 57258-2016 дополняет: «или выполняющее автономный полет по заданному предварительно маршруту» [5, с. 1], уточняя возможные режимы управления. В целом понятия не противоречат друг другу, однако в вышеперечисленных определениях и стандартах в целом нет отсылки к стандартам по робототехнике и понимания, являются ли они таковыми, хотя по критериям понятий «робот» или «робототехническое устройство» они могут подходить.

Вышеуказанные стандарты имеют примечания о возможности использования термина «беспилотный летательный аппарат» (БЛА) наряду с БВС, хотя поясняется, что термин устарел.

Стоит отметить, что серия военных стандартов вообще не содержит упоминания БВС, а использует БЛА (Беспилотный летательный аппарат военного назначения (БЛА ВН) – летательный аппарат без летного экипажа, предназначенный для выполнения боевых и обеспечивающих задач, осуществляющий управляемый полет по программе и/или по командам оператора с наземного, корабельного или воздушного пункта управления), определение которого также не имеет отсылки к стандартам по робототехнике.

В обиходе часто употребляются «БПЛА», «БпЛА» и «дрон». Данные термины никак не регламентируются действующими стандартами и их употребление вносит дополнительную путаницу.

Не однозначно трактуется термин «беспилотная авиационная система» (БАС). Согласно ГОСТ Р 56122-2014 [4, с. 1] – это воздушное судно и связанные с ним элементы, которые эксплуатируются без пилота на борту, а ГОСТ Р 57258-2016 дает определение: «комплекс, включающий одно или несколько беспилотных ВС, оборудованных системами навигации и связи, средствами обмена данными и полезной нагрузкой, а также наземные технические средства передачи-получения данных, используемые для управления полетом и обмена данными о параметрах полета, служебной информацией и информацией о полезной нагрузке такого или таких ВС, и канал связи со службой управления воздушным движением» [5, с. 1].

Стоит также отметить, что ГОСТ Р 57258-2016 определяет «беспилотную авиационную систему» как «комплекс», отождествляя эти понятия. Однако ранее мы определи, что эти термины различны по значению.

А ГОСТ РВ 0101-002-2018 вводит термин «Комплекс с беспилотным летательным аппаратом военного назначения» (КБЛА), определяя его как функционально связанная система, включающая в себя беспилотный летательный аппарат с бортовым целевым и общим оборудованием, вооружением и средства технического обеспечения их применения, предназначенная для решения задач автономно и/или во взаимодействии со средствами боевого управления и обеспечения [8, с. 5]. Опять же «комплекс» определяется как «система».

При этом ГОСТ РВ 0098-0.002-2019 определяет КБЛА, как воздушный робототехнический комплекс военного назначения.

Термины и аббревиатуры КБЛА и БЛА используются применительно к разработкам военного и специального назначения. Термины БАС и БВС используются, главным образом, применительно к беспилотной технике общегражданского применения. Таким образом, термины КБЛА/БАС (БЛА/БВС) идентичны по смыслу, но вносят дополнительную путаницу в понятийный аппарат.

С целью развития группового взаимодействия РТК, обеспечения стандартизации при взаимодействии военных институтов с предприятиями промышленности необходимо определить принадлежность БВС/БЛА к робототехнике в целом.

2. Классификация в области робототехники

2.1. Основные группы объектов стандартизации

Основная классификация представлена в ГОСТ Р 60.0.0.2-2016. Все роботы согласно ГОСТ делятся на две категории или основные группы объектов стандартизации: «промышленные роботы» (автоматически управляемый, перепрограммируемый, универсальный манипулятор, программируемый по трем или более степеням подвижности, который может быть установлен стационарно либо на мобильной платформе для применения в прикладных задачах автоматизации в промышленной среде [6, с. 2]) и «сервисные роботы» (робот для персонального или профессионального использования, который выполняет задания, полезные для людей или оборудования [6, с. 2]).

Каждая из этих двух категорий роботов в свою очередь имеет свои классификации. Так сервисные роботы по области применения подразделяются на сервисные для работы по дому и на сервисные роботы для профессионального использования, которые в свою очередь среди прочих включают «медицинские роботы». Однако ГОСТ Р 60.0.0.4-2023 вводится новую категорию – «медицинский робот» (робот, предназначенный для использования в качестве медицинского электрического изделия или медицинской электрической системы). При этом в примечании указано, что медицинский робот не рассматривается как промышленный робот или сервисный робот [7, с. 2].

ГОСТ Р 60.2.2.1-2016 определяет требования и рекомендации для проектирования роботов со встроенной безопасностью, мер защиты и информации для использования «роботов по персональному уходу» («мобильный обслуживающий робот», «робот для оказания физической помощи», «робот для перевозки человека»), однако ГОСТ Р 60.0.0.2-2016 (основополагающий ГОСТ по классификации робототехники) таких терминов не содержит.

2.2. Среда применения (функционирования)

В отдельных стандартах встречаются отсылки к средам применения:

• ГОСТ Р 54344-2011 применительно к мобильным робототехническим комплексам для проведения аварийно-спасательных работ и пожаротушения выделяет РТС по средам применения: наземные, воздушные, подводные;
• В ГОСТ Р 60.0.0.2-2016 отмечено, что классификации роботов космического, воздушного, надводного и подводного применения, а также детальные классификации отдельных видов наземных роботов должны быть определены в других стандартах [6, с. 1].
• ГОСТ Р 60.6.3.1-2019 устанавливает термины и определения понятий в области стандартных методов испытаний роботов для работы в экстремальных условиях, включая наземные, водные и воздушные среды применения [13, с. 1].

Наиболее полную классификацию по среде функционирования в части робототехнических средств военного назначения содержит ГОСТ РВ 0098-0.002-2019: наземные, воздушные, морские (надводные и подводные), космические, разносредные [9, с. 7].

Таким образом, существует двойственность классификаций роботов даже в рамках основных групп объектов стандартизации.

Заключение

Проведенный поверхностный анализ национальных и межгосударственных стандартов в области робототехники выявил системную проблему: отсутствие единого, непротиворечивого понятийного базиса. Ключевые термины трактуются разными ГОСТ по-разному, а зачастую и взаимоисключающим образом. Классификации роботов дублируют, пересекают или игнорируют друг друга, не образуя связанной иерархии.

Это приводит к трем прямым последствиям:

Юридическая неопределенность – разработчик не может однозначно подтвердить соответствие своего изделия требованиям того или иного стандарта.

Техническая несовместимость – отсутствие общей терминологии делает невозможным формализацию интерфейсов и протоколов обмена данными, что блокирует создание интероперабельных систем в понимании ГОСТ Р 59796-2021.

Стратегический тупик – без единой классификации и уровней автономности невозможно перейти от единичных дистанционно-управляемых образцов (FPV-дроны, большинство современных РТК) к групповому применению роботов под сетецентрическим управлением, заявленным в ГОСТ Р 70569-2022.

Особую остроту проблеме придает параллельная работа более 10 технических комитетов, каждый из которых создает «свою» терминологию без координации. В результате стандарты часто «говорят» на разных языках, а такая критически важная область, как беспилотные авиационные системы (БАС/КБЛА), существует в нормативном поле, почти не связанном с робототехникой.

Для эффективного развития робототехники, создания и применения групп РТК необходима разработка единого для всех участников робототехники базового стандарта «Глоссарий и классификация робототехники», а также принудительная гармонизация – пересмотр и приведение к единой модели всех действующих ГОСТ и профильных стандартов.

Без подобных мер любые декларации о переходе к сетецентрическому управлению и групповому применению РТК останутся благими пожеланиями, а российская стандартизация робототехники – набором разрозненных, конфликтующих между собой документов.