Dans la norme ANSI/CAN/UL 3300 (dernière édition, révisions 2024/2025), les mannequins de simulation (également appelés cibles, cibles enfants ou dispositifs de test anthropomorphes) sont essentiels pour valider la sécurité des robots, notamment dans les scénarios d'interaction homme-robot. Cette norme vise à protéger les personnes vulnérables, notamment les enfants, les personnes âgées et les personnes handicapées, contre les risques de collision, de pincement, d'écrasement et d'évitement d'obstacles insuffisant.
Les tétines se divisent en deux grandes catégories :
Cibles de détection/d'évitement d'obstacles (principalement pour la mobilité multidirectionnelle et la validation des capteurs) :
- Il s'agit de cibles enfantines légères et non instrumentées, conçues pour simuler la taille et la forme d'un enfant et permettre de tester les systèmes LiDAR, les caméras, les capteurs ultrasoniques et la détection par intelligence artificielle. Elles doivent être reconnues comme des obstacles, ce qui déclenche une réduction de vitesse, un arrêt ou une déviation de trajectoire.
- Mannequins de mesure de collision/pincement/force (Pour la manipulation externe et l'évaluation des forces de contact) : Il s'agit de mannequins anthropomorphes instrumentés, dotés de capteurs de force/couple, d'accéléromètres et de cellules de charge intégrés, permettant de quantifier les forces d'impact, les pressions de pincement et les couples articulaires lors d'une utilisation inappropriée ou d'un fonctionnement anormal prévisibles. Les limites sont généralement définies à partir de normes telles que l'ISO/TS 15066 (robots collaboratifs) ou de seuils spécifiques de la norme UL 3300.
Principales caractéristiques des produits standard et conformes :
- Cible enfant pour l'évitement d'obstacles (explicitement requis dans les cas d'enfants vulnérables) :
- Option 1 : Hauteur 998 mm (≈39.3 pouces), Poids 14.5 kg (≈32 lbs) — représente un enfant d'environ 5 à 6 ans.
- Option 2 : Hauteur 831 mm (≈32.7 pouces), Poids 9.4 kg (≈20.7 lbs) — représente un enfant d'environ 3 à 4 ans.
- Caractéristiques : Postures flexibles (debout, assis, couché, ramper) ; construction en mousse/tissu souple pour la compatibilité avec les capteurs (visuels, radar, ultrasoniques) ; non destructif pour le robot.
- Cibles adultes / fauteuils roulantsHauteur ≈1500–1800 mm ; utilisé dans des contextes publics/commerciaux, y compris pour les utilisateurs de fauteuils roulants.
- mannequins instrumentés: Équipés de capteurs de force/couple multi-axes (par exemple, systèmes ATI ou Pilz) ; versions enfant prioritaires pour les robots éducatifs/de divertissement ; versions adulte pour les robots de service général.
Corps d'enfant de 14.5 kg, norme UL 3300 
UL 3300 Corps d'enfant standard de 14.5 kg 
Corps d'enfant de 14.5 kg, norme UL 3300
Ces images illustrent des cibles typiques d'enfants en position rampante/couchée (pour les tests d'évitement) et des configurations instrumentées avec des capteurs pour l'évaluation de la force de collision.
Liste des équipements de test requis – Focus sur les mannequins et les systèmes associés
Le tableau suivant récapitule les principaux équipements de test liés aux mannequins pour les tests de conformité complets à la norme UL 3300, y compris les fournisseurs/exemples et leur finalité.
| Catégories | Type d'équipement/de mannequin | Caractéristiques principales | Objectif de la norme UL 3300 |
| Cible d'évitement d'obstacles | Cible enfant UL 3300 (Option 1) | Hauteur : 998 mm, Poids : 14.5 kg ; Multi-positions (debout/assis/couché/ramper) | Valider la détection et l'évitement par capteurs pour les personnes vulnérables de taille enfantine |
| Cible d'évitement d'obstacles | Cible enfant UL 3300 (Option 2) | Hauteur : 831 mm, Poids : 9.4 kg ; Multi-positions | Idem pour la simulation d'un enfant plus jeune |
| Cible d'évitement d'obstacles | Cible adulte / fauteuil roulant | Hauteur : 1500–1800 mm ; Socle mobile | tests d'évitement des espaces publics/des personnes handicapées |
| Mannequin de collision/force | Mannequin anthropomorphe instrumenté pour enfant | Taille enfant (3–6 ans) ; capteurs de force/couple, accéléromètres | Mesurer les forces de pincement/collision sur les enfants vulnérables ; s'assurer que les seuils de sécurité sont respectés. |
| Mannequin de collision/force | Mannequin adulte instrumenté | Taille adulte ; capteurs multi-axes | Validation générale de la force de contact (points de pincement, compression) |
| Plateforme de test dynamique | Voie/plateforme factice mobile | Mouvement programmable pour cibles/leurres | Simuler les mouvements humains aléatoires dans des scénarios d'évitement et de collision |
| Système d'acquisition de données | Enregistrement des forces, du couple et de l'accélération | Synchronisation avec les journaux du robot ; échantillonnage à haute vitesse | Enregistrer et analyser les données de contact pour les rapports de conformité |
Recommandations de mise en œuvre
- Commencez par des cibles abordables pour enfants afin d'obtenir une certification d'évitement (point de défaillance le plus courant pour les robots grand public/de service).
- Pour les tests nécessitant une force importante (par exemple, pincement des bras/articulations), collaborez avec les laboratoires UL Solutions (par exemple, Uiwang, Corée) qui fournissent des mannequins instrumentés validés.
- Intégrez-les à la capture de mouvement (par exemple, Vicon) et aux plateformes dynamiques pour recréer des scénarios réalistes comme l'entrée soudaine d'un enfant ou l'approche lente d'une personne âgée.
- Avantages : Les tests complets sur mannequins accélèrent la certification UL 3300, soutiennent la conformité OSHA NRTL (inclusion depuis décembre 2025) et renforcent la confiance pour le déploiement dans les maisons, les écoles, les hôtels et les espaces publics.
