論文の概要: Toward Certified Functional Safety for Industrial Humanoid Robots: The Fail-Passive Gap and a Feasibility Study
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.02809v1
- Date: Mon, 03 Aug 2026 19:04:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-06 07:04:20.675134
- Title: Toward Certified Functional Safety for Industrial Humanoid Robots: The Fail-Passive Gap and a Feasibility Study
- Title（参考訳）: 産業用ヒューマノイドロボットの機能安全認定に向けて--フェイルパッシブギャップと実現可能性の検討
- Abstract要約: 脚付きロボットの安全状態は、フェールパッシブ仮定に反する能動的制御状態である。
我々は,3m x 1.5mの半閉鎖ワークスペースにおいて,Unitree G1 EDUピック・アンド・プレースセルへのアプローチを検証する。
G1のオンボードコンピューティングは安全基準のハードウェアではないため、このエンドポイントは認証された安全ランタイムではない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8149748757262902
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Industrial humanoid robots are constrained less by locomotion or manipulation capability than by the immaturity of functional safety certification for legged platforms. The root difficulty is that the safe state of a legged robot is an actively-controlled state, which violates the fail-passive assumption underlying ISO~13849-1 / EN~60204-1: removing power from a walking biped causes an uncontrolled fall, so classical de-energization is itself a hazard. We term this the fail-passive gap and use a certified external safety chain (light curtain, emergency stop, fail-safe input, fail-safe PLC, and wireless PROFIsafe) as an instrument to locate it precisely: because the external chain is closed and quantifiable with established methods (PFHD, DC, CCF, PL/SILCL), the residual uncertifiable element is pinpointed to the robot-side reaction chain. Using a Siemens fail-safe S7-1500 emergency-stop reference, we show its certifiable Reaction subsystem is contactor-based power removal (Stop Category~0)---exactly the element a balancing humanoid cannot have. We deliberately do not claim end-to-end certified PL~e / SIL~3. We validate the approach on a Unitree G1 EDU pick-and-place cell in a 3m x 1.5m semi-enclosed workspace, and contribute a humanoid-specific analysis of the active safe state (fall-as-hazard, single-support stop bounds, balancing-policy residual risk, ISO~13855 separation) and a provenance-labeled timing budget. Hosting an industrial software-defined automation (SDA) controller on the robot, co-located with the balancing policy, moves robot-side PROFINET/PROFIsafe reception onto a standardized IEC~61131-3 interface; because the G1's onboard compute is not safety-rated hardware, this endpoint is not a certified safety runtime, which reinforces rather than resolves the fail-passive gap and localizes it to the SDA-to-balancing-policy interface.
- Abstract（参考訳）: 産業用ヒューマノイドロボットは、足場における機能的安全認証の未成熟さよりも、移動や操作能力に制約される。
ISO~13849-1 / EN~60204-1:歩行用二足歩行器からの電力の除去は制御不能な転倒を引き起こすため、古典的な脱エネルギーはそれ自体は危険である。
これをフェールパッシブギャップと呼び、認証された外部安全チェーン(ライトカーテン、緊急停止、フェールセーフ入力、フェールセーフPLC、無線ProFIsafe)を用いて正確な位置を特定する。
シーメンスのフェールセーフS7-1500緊急停止基準を用いて、その認証された反応サブシステムは接触器による電力除去(ストップカテゴリー~0)であり、実際にはバランスのとれたヒューマノイドが持たない要素であることを示す。
エンドツーエンドのPL~e / SIL~3を意図的に主張しません。
本研究は,3m x 1.5mの半閉鎖ワークスペースにおけるUnitree G1 EDUピック・アンド・プレースセルへのアプローチを検証するとともに,アクティブセーフ状態(フォール・アズ・ハザード,シングルサポート停止境界,バランシング・ポリチ残差リスク,ISO~13855分離)のヒューマノイド特異的な解析,および前兆ラベル付きタイミング予算に寄与する。
ロボットに産業用ソフトウェア定義自動化(SDA)コントローラをホストし、バランスポリシと共同で、ロボット側のPROFIsafe受信を標準化されたIEC~61131-3インターフェースに移行する。
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