22 de junio de 2020
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Pasos clave de la seguridad funcional en la construcción de robots móviles autónomos

Icono de un robot escáner

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Los pinchazos son una realidad, haya o no un ser humano al volante. En el caso de los vehículos autónomos (AV) que circulan como coches por la carretera, un ejemplo hipotético a escala podría ser más o menos así: Un solo vehículo que circule durante una hora puede tener una probabilidad entre un millón de sufrir un pinchazo, pero para 10.000 vehículos autónomos, eso podría suponer una probabilidad del 50% de sufrir un pinchazo cada dos semanas en algún punto de la flota. ¿Por qué? Tiempo + escala = más riesgo.

Todos los sistemas autónomos conllevan un riesgo inherente porque son máquinas, y las máquinas pueden funcionar mal. Este tipo de sistemas incluyen tanto hardware como software, lo que se traduce en un alto nivel de complejidad. Por eso los constructores deben analizar cuidadosamente los peligros asociados a las distintas funciones del sistema. Algunas máquinas son más peligrosas que otras, por lo que los distintos tipos de sistemas deben diseñarse para cumplir el nivel de reducción de riesgos adecuado para su aplicación. Está claro que un sistema diseñado para coches autónomos o aviones de pasajeros debe tener una designación de seguridad más alta que una pequeña aspiradora robótica doméstica.

Aunque los robots móviles autónomos (AMR) de Brain Corp se mueven mucho más despacio que los AV y es menos probable que causen lesiones, la realidad es que operan cerca de personas en espacios reducidos. Y, a diferencia de los vehículos actuales, los AMR equipados con BrainOS ya funcionan a gran escala sin la presencia inmediata de una persona que los controle manualmente. Por eso Brain Corp sigue un proceso de planificación de la seguridad riguroso y sistemático.

Más que un atributo del producto, la seguridad es un proceso. Para sacar al mercado máquinas que muestren un comportamiento seguro y fiable, como los AMR con BrainOS, los fabricantes deben seguir estos pasos.

1. Evaluar los riesgos

Identificar peligros y riesgos para cuantificar el grado de fiabilidad que debe tener un sistema de seguridad. Esto implica comprender las funciones críticas de seguridad y clasificar los riesgos por gravedad y probabilidad para asignar adecuadamente los recursos. También deben tener en cuenta los riesgos potenciales que plantea el entorno en el que funcionará un sistema. Se trata de una evaluación especialmente importante y difícil en el caso de nuevas formas de robótica como los AMR, razón por la cual son tan importantes tanto la captura máxima de datos como la evaluación continua.

2. Definir y documentar los requisitos

Determine las funciones que protegerán contra los riesgos y peligros identificados, y documéntelas claramente para que las pruebas posteriores puedan asignarse directamente a los requisitos de forma transparente.

3. Diseñar y analizar la arquitectura del sistema

Realizar un análisis probabilístico de fallos del sistema y definir los principales componentes críticos de seguridad y el flujo de información dentro de la arquitectura del sistema. Diseñar la redundancia en el hardware y firmware del sistema en caso de fallo parcial. Por ejemplo, el sistema aprobado por Brain Corp para los AMR incluye tanto el sistema de navegación principal como un sistema independiente basado en un microcontrolador que sirve de reserva. Para los AMR, hay tres subsistemas críticos que analizar: detección de obstáculos, detección de acantilados y control de velocidad.

4. Introducir el código de seguridad

Actualizar el hardware y el software con diagnósticos de autocontrol. El hardware debe cumplir los objetivos de fiabilidad cuantificados para los modos y efectos de fallo. Evaluar las formas en que podría fallar cada componente de la función de seguridad, así como el impacto y la probabilidad de cada tipo de fallo. Diseñar el software de acuerdo con conjuntos de reglas que minimicen el comportamiento indeterminista.

5. Validar

Pruebe y analice todos los componentes individuales y sistemas integrados. Todo el código de seguridad debe someterse a pruebas de inyección de fallos y el código fuente debe analizarse para detectar infracciones de las normas. Una vez combinados el hardware y el software en un vehículo, un equipo de control de calidad debe realizar pruebas funcionales para ver cómo se comporta el sistema en escenarios reales.

6. Supervisar y actualizar

Realice una supervisión continua, utilizando datos y una gestión de flotas basada en la nube. Las organizaciones deben dedicarse a la observación y documentación continuas del rendimiento de un sistema durante todo su ciclo de vida para afrontar los riesgos a medida que aparecen. La información obtenida de los datos registrados se utiliza para introducir mejoras en el sistema.

Hoy en día, cuando se están desplegando más AMR para ayudar en las tareas de limpieza y desinfección durante la crisis de salud pública COVID-19, la seguridad es más importante que nunca. De hecho, es una de las principales prioridades de Brain Corp, razón por la cual nuestro proceso de seguridad es tan exhaustivo. La recompensa es que las máquinas pueden ser fiables y seguras a gran escala con el paso del tiempo. El mercado AMR aún está en pañales, por lo que necesitará un compromiso continuo para lograr una aplicación coherente de los procesos de seguridad a medida que siga creciendo. Brain Corp se compromete a trabajar con sus socios en la seguridad de las máquinas y seguirá liderando el sector en la planificación de la seguridad.

Rúbrica 1

Rúbrica 2

Rúbrica 3

Rúbrica 4

Rúbrica 5
Rúbrica 6

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