Nella norma ANSI/CAN/UL 3300 (ultima edizione, revisioni 2024/2025), i manichini simulati (chiamati anche bersagli, bersagli per bambini o dispositivi di prova antropomorfi) sono essenziali per la validazione della sicurezza dei robot, in particolare negli scenari di interazione uomo-robot. La norma si concentra sulla protezione delle persone vulnerabili, inclusi bambini, anziani e persone con disabilità, da rischi quali collisioni, schiacciamenti (punti di schiacciamento), compressione e inadeguata evitazione degli ostacoli.
I manichini si dividono in due categorie principali:
Obiettivi di rilevamento/evitamento degli ostacoli (principalmente per la mobilità multidirezionale e la validazione dei sensori):
- Si tratta di bersagli leggeri e non strumentati, progettati per simulare le dimensioni e la forma del bambino e testare LiDAR, telecamere, sensori a ultrasuoni e sistemi di rilevamento basati sull'intelligenza artificiale. Devono essere riconosciuti come ostacoli, attivando la riduzione della velocità, l'arresto o la deviazione del percorso.
- Manichini per la misurazione di collisioni/pizzicamenti/forze (per manipolazione esterna e valutazione della forza di contatto): si tratta di manichini antropomorfi dotati di sensori di forza/coppia integrati, accelerometri e celle di carico per quantificare le forze d'impatto, le pressioni di pizzicamento e le coppie articolari durante un uso improprio o un funzionamento anomalo prevedibile. I limiti sono spesso riferiti a standard come ISO/TS 15066 (robot collaborativi) o a soglie specifiche UL 3300.
Specifiche principali dei prodotti standard e conformi:
- Bambino bersaglio per l'evitamento degli ostacoli (esplicitamente richiesto per scenari con bambini vulnerabili):
- Opzione 1: Altezza 998 mm (≈39.3 pollici), Peso 14.5 kg (≈32 libbre) — rappresenta un bambino di circa 5-6 anni.
- Opzione 2: Altezza 831 mm (≈32.7 pollici), Peso 9.4 kg (≈20.7 libbre) — rappresenta un bambino di circa 3-4 anni.
- Caratteristiche: Posture flessibili (in piedi, seduto, sdraiato, gattonando); struttura in morbida schiuma/tessuto per la compatibilità con i sensori (visivi, radar, ultrasuoni); non distruttivo per il robot.
- Bersagli per adulti/sedia a rotelle: Altezza ≈1500–1800 mm; utilizzato per scenari pubblici/commerciali, compresi gli utenti di sedie a rotelle.
- Manichini strumentati: Dotato di sensori di forza/coppia multiasse (ad esempio, sistemi ATI o Pilz); versioni per bambini prioritarie per robot destinati all'istruzione/intrattenimento; versioni per adulti per robot di servizio generico.
UL 3300 Standard 14.5 kg Corpo del bambino 
UL 3300 Corpo standard del bambino da 14.5 kg 
UL 3300 Standard 14.5 kg Corpo del bambino
Queste immagini illustrano i tipici bambini in posizione di gattonamento/sdraiati (per i test di evitamento) e configurazioni strumentate con sensori per la valutazione della forza di collisione.
Elenco delle apparecchiature di prova richieste – Focus su manichini e sistemi correlati
La tabella seguente riassume le principali apparecchiature di prova relative ai manichini per i test di conformità completa alla norma UL 3300, inclusi fornitori/esempi e scopo.
| Categoria | Attrezzatura / Tipo di manichino | Specifiche chiave | Scopo in UL 3300 |
| Obiettivo di evitamento degli ostacoli | UL 3300 Target per bambini (opzione 1) | Altezza: 998 mm, Peso: 14.5 kg; Multi-postura (in piedi/seduto/sdraiato/gattonato) | Convalidare il rilevamento e l'evitamento dei sensori per le persone vulnerabili delle dimensioni di un bambino |
| Obiettivo di evitamento degli ostacoli | UL 3300 Target per bambini (opzione 2) | Altezza: 831 mm, Peso: 9.4 kg; Multi-postura | Come sopra, per la simulazione dei bambini più piccoli |
| Obiettivo di evitamento degli ostacoli | Target per adulti/sedia a rotelle | Altezza: 1500–1800 mm; Base mobile | Test di evitamento degli spazi pubblici/utenti disabili |
| Manichino di collisione/forza | Manichino antropomorfo per bambini strumentato | Dimensioni per bambini (3–6 anni); Sensori di forza/coppia, accelerometri | Misurare le forze di schiacciamento/collisione sui bambini vulnerabili; garantire < soglie di sicurezza |
| Manichino di collisione/forza | Manichino adulto strumentato | Dimensioni per adulti; sensori multiasse | Validazione della forza di contatto generale (punti di pizzicamento, schiacciamento) |
| Piattaforma di test dinamico | Binario/piattaforma mobile fittizio | Movimento programmabile per bersagli/manichini | Simulare movimenti umani casuali in scenari di evitamento e collisione |
| Sistema di acquisizione dati | Registrazione di forza/coppia e accelerazione | Sincronizzazione con i registri del robot; Campionamento ad alta velocità | Registra e analizza i dati di contatto per i report di conformità |
Raccomandazioni per l'implementazione
- Iniziare con obiettivi per bambini accessibili per la certificazione di evitamento (punto di errore più comune per i robot di consumo/servizio).
- Per test che richiedono molta forza (ad esempio, schiacciamento di braccia/articolazioni), collaborare con i laboratori UL Solutions (ad esempio, Uiwang, Corea) che forniscono manichini strumentati convalidati.
- Integrazione con motion capture (ad esempio, Vicon) e piattaforme dinamiche per ricreare scenari reali come l'ingresso improvviso di un bambino o l'avvicinamento lento di un anziano.
- Vantaggi: i test fittizi completi accelerano la certificazione UL 3300, supportano la conformità OSHA NRTL (inclusione da dicembre 2025) e creano fiducia per l'impiego in case, scuole, hotel e spazi pubblici.
