(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 15.09.2023 № 853-ст)

от 15 сентября 2023 г. № 853-ст

ГОСТ Р 60.0.0.11-2023

35.060

1 января 2024 года

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным автономным научным учреждением «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 141 «Робототехника»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 сентября 2023 г. № 853-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Требования стандартов комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботы и робототехнические устройства. Целью стандартов является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов, интерфейсов, узлов и параметров.

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: «Общие положения, основные понятия, термины и определения», «Технические и эксплуатационные характеристики», «Безопасность», «Виды и методы испытаний», «Механические интерфейсы», «Электрические интерфейсы», «Коммуникационные интерфейсы», «Методы моделирования и программирования», «Методы построения траектории движения (навигация)», «Конструктивные элементы». Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации — промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам, промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам, сервисным мобильным роботам, а также к морским робототехническим комплексам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе «Общие положения, основные понятия, термины и определения» и распространяется на все роботы и робототехнические устройства.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет онтологии, описывающие функциональность и поведение роботов и робототехнических устройств. Стандарт обеспечивает унифицированный способ представления знаний, понятий и отношений в области робототехники и автоматизации в части функциональных задач и поведения роботов, робототехнических устройств или других искусственных систем.

Настоящий стандарт предназначен для производителей роботов, системных интеграторов, конечных пользователей роботов (производителей деталей, поставщиков услуг и решений и т.д.), поставщиков оборудования для роботов, разработчиков программного обеспечения роботов и исследователей.

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1

агент (agent): Что-то или кто-то, способный действовать самостоятельно и производить изменения в мире. [ГОСТ Р 60.0.0.8-2023, статья 5.6.2]

2.2

артефакт (artifact): Искусственно созданный трехмерный объект. [ГОСТ Р 60.0.0.8-2023, статья 5.6.3]

2.3

взаимодействие (interaction): Процесс [Процесс (Process) в SUMO], в котором участвуют два агента [Агент (Agent) в SUMO], состоящий из двух подпроцессов, определяющих действие и реакцию: подпроцесс действия, инициируемый агентом X для реципиента агента Y, вызывает подпроцесс реакции, имеющий Y в качестве агента и X в качестве реципиента. [ГОСТ Р 60.0.0.8-2023, статья 3.2]

2.4

измерительное устройство (measuring device): Любое устройство, предназначенное для измерения физической величины. [ГОСТ Р 60.0.0.8-2023, статья 5.6.9]

2.5 миссия (mission): Алгоритм верхнего уровня, описывающий процесс выполнения целенаправленных действий робота для достижения одной или нескольких комплексных целей.

2.6

объект (object): Примерно соответствует классу обычных объектов. Примечание — Примерами являются обычные физические объекты, географические регионы, местоположения выполнения процессов и дополнения объектов в физическом классе. [ГОСТ Р 60.0.0.8-2023, статья 5.6.20]

Примечание - В настоящем стандарте объект — это класс вещей, существующих в трехмерном пространстве, которые могут изменяться в результате процессов. Объект имеет пространственные части, существующие во времени одновременно.

2.7

процесс (process): Класс явлений, которые происходят и имеют временные (темпоральные) части или стадии. Примечание — Примеры включают длительные события, такие как футбольный матч или гонка, такие действия, как преследование и ожидание. Формальное определение таково: все, что происходит во времени, но не является объектом. [ГОСТ Р 60.0.0.8-2023, статья 5.6.24]

2.8

сущность (entity): Универсальный класс индивидуумов, корневой узел онтологии. [ГОСТ Р 60.0.0.8-2023, статья 5.6.26]

2.9 сценарий (scenario): Алгоритм, описывающий процесс выполнения целенаправленных действий робота для достижения некоторой локальной цели.

2.10 технологическая операция; ТОП (technological operation, TOP): Элементарный целенаправленный процесс, выполняемый роботом-агентом.

Примечание - Совокупность ТОП полностью определяет возможные роли и поведение робота в контексте решаемой задачи.

2.11

устройство (device): Артефакт, предназначение которого состоит в том, чтобы служить инструментом в определенном подклассе процесса. [ГОСТ Р 60.0.0.8-2023, статья 5.6.29]

2.12 функциональность (functionality): Набор возможностей, которые в принципе предоставляет данная система или устройство.

2.13 функция (function): Роль агента в целенаправленном процессе.

2.14 целенаправленный процесс (intentional process): Изменение свойств некоторых объектов во времени и получение новых свойств этих объектов в соответствии с заданными целями.

Примечание — См. [1].

2.15

электрическое устройство (electric device): Устройство, приводимое в действие с помощью электричества. [ГОСТ Р 60.0.0.8-2023, статья 5.6.35]

3 Общие положения

3.1 Понятия онтологий, определенные в данном стандарте, выделены курсивом. Слитное написание понятий в одно слово применяется при описании классов онтологий и отношений между ними на языке OWL.

3.2 Онтология SUMO, определенная в ГОСТ Р 60.0.0.8 <*>, является онтологией верхнего уровня для онтологий робототехники. Базовая таксономия SUMO приведена на рисунке 1.

---

<*> ГОСТ Р 60.0.0.8-2023 «Роботы и робототехнические устройства. Онтологии робототехники. Общие положения, основные понятия, термины и определения».

Рисунок 1 — Базовая таксономия SUMO

3.3 Понятия, связанные с базовой таксономией SUMO на языке OWL:

Declaration(Class(:АбстрактныеПонятия))

Declaration(Class(:Агент))

Declaration(Class(:Артефакт))

Declaration(Class(:Атрибут))

Declaration(Class(:Группа))

Declaration(Class(:Количество))

Declaration(Class(:Набор))

Declaration(Class(:Объект))

Declaration(Class(:Отношения))

Declaration(Class(:Процесс))

Declaration(Class(:Сущность))

Declaration(Class(:Устройство))

Declaration(Class(:Утверждение))

Declaration(Class(:ФизическиеПонятия)) ############################

# Classes ############################

# Class: :АбстрактныеПонятия (:АбстрактныеПонятия)

SubClassOf(:АбстрактныеПонятия :Сущность)

DisjointClasses(:АбстрактныеПонятия :ФизическиеПонятия)

# Class: :Агент (:Агент)

SubClassOf(:Агент :Объект)

# Class: :Артефакт (:Артефакт)

SubClassOf(:Артефакт :Объект)

# Class: :Атрибут (:Атрибут)

SubClassOf(:Атрибут :АбстрактныеПонятия)

# Class: :Группа (:Группа)

SubClassOf(:Группа :Агент)

SubClassOf(:Группа :Набор)

# Class: :Количество (:Количество)

SubClassOf(:Количество :АбстрактныеПонятия)

# Class: :Набор (:Набор)

SubClassOf(:Набор :Объект)

# Class: :Объект (:Объект)

SubClassOf(:Объект :ФизическиеПонятия)

# Class: :Отношения (:Отношения)

SubClassOf(:Отношения :АбстрактныеПонятия)

# Class: :Процесс (:Процесс)

SubClassOf(:Процесс :ФизическиеПонятия)

# Class: :Устройство (:Устройство)

SubClassOf(:Устройство :Артефакт)

# Class: :Утверждение (:Утверждение)

SubClassOf(:Утверждение :АбстрактныеПонятия)

# Class: :ФизическиеПонятия (:ФизическиеПонятия)

3.4 С онтологией SUMO согласована онтология CORA. Это доменная онтология, описывающая концепции предметной области «Робототехника и автоматизация». Основным понятием в CORA является Робот, это понятие связано с большинством других понятий в данной онтологии (см. ГОСТ Р 60.0.0.8). В настоящем стандарте Робот — это устройство-агент, предназначенное действовать в физическом мире для выполнения одной или нескольких задач, имеющее в своем составе систему управления и интерфейс для взаимодействия с окружающим миром. Таксономия понятий онтологии CORA, связанных с понятием Робот, показана на рисунке 2.

CORA, связанных с понятием Робот

3.5 Таксономия понятий онтологии CORA, связанных с понятием Робот, на языке OWL:

Declaration(Class(:АбстрактныеПонятия))

Declaration(Class(:Агент))

Declaration(Class(:Артефакт))

Declaration(Class(:Группа))

Declaration(Class(:ГруппаРоботов))

Declaration(Class(:ИскусственнаяСистема))

Declaration(Class(:Набор))

Declaration(Class(:Объект))

Declaration(Class(:Процесс))

Declaration(Class(:Робот))

Declaration(Class(:РобототехническийКомплекс))

Declaration(Class(:Сущность))

Declaration(Class(:Устройство))

Declaration(Class(:ФизическиеПонятия)) ############################

# Classes ############################

# Class: :АбстрактныеПонятия (:АбстрактныеПонятия)

SubClassOf(:АбстрактныеПонятия :Сущность)

# Class: :Агент (:Агент)

SubClassOf(:Агент :Объект)

# Class: :Артефакт (:Артефакт)

SubClassOf(:Артефакт :Объект)

# Class: :Группа (:Группа)

SubClassOf(:Группа :Набор)

# Class: :ГруппаРоботов (:ГруппаРоботов)

SubClassOf(:ГруппаРоботов :Группа)

# Class: :ИскусственнаяСистема (:ИскусственнаяСистема)

SubClassOf(:ИскусственнаяСистема :Артефакт)

# Class: :Набор (:Набор)

SubClassOf(:Набор :Объект)

# Class: :Объект (:Объект)

SubClassOf(:Объект :ФизическиеПонятия)

# Class: :Процесс (:Процесс)

SubClassOf(:Процесс :ФизическиеПонятия)

# Class: :Робот (:Робот)

SubClassOf(:Робот :Агент)

SubClassOf(:Робот :Устройство)

# Class: :РобототехническийКомплекс (:РобототехническийКомплекс)

SubClassOf(:РобототехническийКомплекс :ИскусственнаяСистема)

# Class: :Устройство (:Устройство)

SubClassOf(:Устройство :Артефакт)

# Class: :ФизическиеПонятия (:ФизическиеПонятия)

SubClassOf(:ФизическиеПонятия :Сущность)

3.6 Понятие Робот-агент применимо к роботам и процессам, в которых робот является активным участником. В этой парадигме режимы работы представляются в виде субпонятий понятия Робот-агент, соответствующих тематическим ролям робота в различных процессах.

3.7 Важным дополнением CORA является онтология CORAX, которая представляет понятия и отношения, характерные для субдоменов предметной области «Робототехника и автоматизация», но являющиеся слишком общими для включения в CORA (см. ГОСТ Р 60.0.0.8).

3.8 В настоящем стандарте использован подход, реализованный в онтологии CORAX для описания понятия ТехническийОблик. Таксономия понятия ТехническийОблик приведена на рисунке 3.

3.9 Таксономия понятия ТехническийОблик онтологии CORAX на языке OWL:

Declaration(Class(:АбстрактныеПонятия))

Declaration(Class(:Артефакт))

Declaration(Class(:ОбъектПроектирования))

Declaration(Class(:Объект))

Declaration(Class(:СодержаниеОбъекта))

Declaration(Class(:Сущность))

Declaration(Class(:ТехническийОблик))

Declaration(Class(:Утверждение))

Declaration(Class(:Чертеж))

Declaration(ObjectProperty(:концептуализирует))

Declaration(ObjectProperty(:описывает))

Declaration(ObjectProperty(:содержитИнформациюО)) ############################

# Object Properties

############################

Object Property: :концептуализирует (:концептуализирует)

AsymmetricObjectProperty(:концептуализирует)

ObjectPropertyDomain(:концептуализирует :ТехническийОблик)

ObjectPropertyRange(:концептуализирует :Артефакт)

# Object Property: :описывает (:описывает)

AsymmetricObjectProperty(:описывает)

ObjectPropertyDomain(:описывает :ТехническийОблик)

ObjectPropertyRange(описывает :ОбъектПроектирования)

# Object Property: :содержитИнформациюО (:содержитИнформациюО)

ObjectPropertyDomain(:содержитИнформациюО :СодержаниеОбъекта)

ObjectPropertyRange(:содержитИнформациюО :Утверждение) ############################

# Classes ############################

# Class: :АбстрактныеПонятия (:АбстрактныеПонятия)

SubClassOf(:АбстрактныеПонятия :Сущность)

# Class: :Артефакт (:Артефакт)

SubClassOf(:Артефакт :Объект)

# Class: :ОбъектПроектирования (:ОбъектПроектирования)

SubClassOf(:ОбъектПроектирования :АбстрактныеПонятия)

# Class: :Объект (:Объект)

SubClassOf(:Объект :Сущность)

# Class: :СодержаниеОбъекта (:СодержаниеОбъекта)

SubClassOf(:СодержаниеОбъекта :Объект)

# Class: :ТехническийОблик (:ТехническийОблик)

SubClassOf(:ТехническийОблик :Утверждение)

# Class: :Утверждение (:Утверждение)

SubClassOf(:Утверждение :АбстрактныеПонятия)

# Class: :Чертеж (:Чертеж)

SubClassOf(:Чертеж :СодержаниеОбъекта)

3.10 Расширением CORA является онтология RPARTS, которая также не описывает реальных устройств, которые могут играть роль компонентов роботов (см. ГОСТ Р 60.0.0.8). В онтологию RPARTS на уровне аксиом включены некоторые общие понятия и этот набор является расширяемым. Во всех случаях определения относятся к устройствам, установленным и подключенным на роботе.

Таксономия понятий онтологии RPARTS, связанных с понятием КомпонентРобота, показана на рисунке 4.

3.11 Таксономия понятий онтологии RPARTS, связанных с понятием КомпонентРобота, на языке OWL:

Declaration(Class(:Робот))

Declaration(Class(:КомпонентРобота))

Declaration(Class(:ИсполнительныйКомпонентРобота))

Declaration(Class(:КоммуникационныйКомпонентРобота))

Declaration(Class(:ОбрабатывающийКомпонентРобота))

Declaration(Class(:СенсорныйКомпонентРобота))

Declaration(Class(:Устройства))

Declaration(ObjectProperty(:выполняетФункцию)) ############################

# Object Properties ############################

# Object Property: :выполняетФункцию (:выполняетФункцию)

ObjectPropertyDomain(:выполняетФункцию :Устройства)

ObjectPropertyRange(:выполняетФункцию :ИсполнительныйКомпонентРобота)

ObjectPropertyRange(:выполняетФункцию :КоммуникационныйКомпонентРобота)

ObjectPropertyRange(:выполняетФункцию :ОбрабатывающийКомпонентРобота)

ObjectPropertyRange(:выполняетФункцию :СенсорныйКомпонентРобота) ############################

# Classes ############################

# Class: :КомпонентРобота (:КомпонентРобота)

SubClassOf(:КомпонентРобота :Робот)

# Class: :ИсполнительныйКомпонентРобота (:ИсполнительныйКомпонентРобота)

SubClassOf(:ИсполнительныйКомпонентРобота :КомпонентРобота)

# Class: :КоммуникационныйКомпонентРобота (:КоммуникационныйКомпонентРобота)

SubClassOf(:КоммуникационныйКомпонентРобота :КомпонентРобота)

# Class: :ОбрабатывающийКомпонентРобота (:ОбрабатывающийКомпонентРобота)

SubClassOf(:ОбрабатывающийКомпонентРобота :КомпонентРобота)

# Class: :СенсорныйКомпонентРобота (:СенсорныйКомпонентРобота)

SubClassOf(:СенсорныйКомпонентРобота :КомпонентРобота)

4 Онтологии робототехники, описывающие функциональность и поведение

4.1 Понятие «технологическая операция»

4.1.1 Базовым понятием для определения функциональности и поведения робота является понятие ТехнологическаяОперация (ТОП) [2]. ТОП является целенаправленно выполняемым процессом, класс ТОП является производным от класса SUMO ЦеленаправленныйПроцесс (IntentionalProcess), который, в свою очередь, является подклассом от класса Процесс (Process).

4.1.2 Класс ТОП (TOP_OfRobot) описывается непересекающимися подклассами: Обработка (ProcessingTOP_OfRobot), Движение (MotionTOP_OfRobot), Измерение (SensorialTOP_OfRobot), Коммуникация (CommunicationTOP_OfRobot). Эти подклассы соответствуют ТОП, выполняемым разными частями (подсистемами) робота, показанными на рисунке 4.

4.2 Понятие «функциональность робота»

4.2.1 В рамках ТОП как целенаправленного процесса робот, являющийся агентом этого процесса, должен соответствовать заданной функциональности. Понятие Функциональность является концептом класса абстрактных понятий и обобщает понятие ТОП. Таксономия понятий, связанных с понятием Функциональность, показана на рисунке 5.

4.2.2 Таксономия понятий, связанных с понятием Функциональность, на языке OWL:

Declaration(Class(:Агент))

Declaration(Class(:Движение))

Declaration(Class(:Измерение))

Declaration(Class(:Коммуникация))

Declaration(Class(:Обработка))

Declaration(Class(:Процесс))

Declaration(Class(:Робот))

Declaration(Class(:ТОП))

Declaration(Class(:Устройство))

Declaration(Class(:Утверждение))

Declaration(Class(:Функциональность))

Declaration(Class(:ЦеленаправленныйПроцесс))

Declaration(ObjectProperty(:исполняет))

Declaration(ObjectProperty(:концептуализирует))

Declaration(ObjectProperty(:соответствует)) ############################

# Object Properties ############################

# Object Property: :исполняет (:исполняет)

SubObjectPropertyOf(:исполняет owl:topObjectProperty)

ObjectPropertyDomain(:исполняет :Робот)

ObjectPropertyRange(:исполняет :ТОП)

# Object Property: :концептуализирует (:концептуализирует)

ObjectPropertyDomain(:концептуализирует :Функциональность)

ObjectPropertyRange(:концептуализирует :ТОП)

# Object Property: :соответствует (:соответствует)

ObjectPropertyDomain(:соответствует :Робот)

ObjectPropertyRange(:соответствует :Функциональность) ############################

# Classes ############################

# Class: :Агент (:Агент)

SubClassOf(:Агент :Робот)

# Class: :Движение (:Движение)

SubClassOf(:Движение :ТОП)

# Class: :Измерение (:Измерение)

SubClassOf(:Измерение :ТОП)

# Class: :Коммуникация (:Коммуникация)

SubClassOf(:Коммуникация :ТОП)

# Class: :ЦеленаправленныйПроцесс (:ЦеленаправленныйПроцесс)

SubClassOf(:ЦеленаправленныйПроцесс :Процесс)

# Class: :Обработка (:Обработка)

SubClassOf(:Обработка :ТОП)

# Class: :ТОП (:ТОП)

SubClassOf(:ТОП :ЦеленаправленныйПроцесс)

# Class: :Устройство (:Устройство)

SubClassOf(:Устройство :Робот)

# Class: :Функциональность (:Функциональность)

SubClassOf(:Функциональность :Утверждение)

4.3 Понятие «поведение робота»

4.3.1 Понятие ПоведениеРобота связывает физическое описание робота-агента с выполняемой миссией. Поведение формируется на базе ТОП. Таксономия понятий, связанных с понятием ПоведениеРобота, показана на рисунке 6.

4.3.2 Таксономия понятий, связанных с понятием ПоведениеРобота, на языке OWL:

Declaration(Class(:Движение))

Declaration(Class(:Измерение))

Declaration(Class(:Коммуникация))

Declaration(Class(:Миссия))

Declaration(Class(:Обработка))

Declaration(Class(:ПоведениеРобота))

Declaration(Class(:Робот))

Declaration(Class(:Сценарий))

Declaration(Class(:ТОП))

Declaration(Class(:Утверждение))

Declaration(Class(:Функциональность))

Declaration(Class(:ЦеленаправленныйПроцесс))

Declaration(ObjectProperty(:исполняет))

Declaration(ObjectProperty(:концептуализирует))

Declaration(ObjectProperty(:соответствует)) ############################

# Object Properties ############################

# Object Property: :исполняет (:исполняет)

SubObjectPropertyOf(:исполняет owl:topObjectProperty)

# Object Property: :соответствует (:соответствует)

ObjectPropertyDomain(:соответствует :Робот)

ObjectPropertyRange(:соответствует :Миссия) ############################

# Classes ############################

# Class: :Движение (:Движение)

SubClassOf(:Движение :ТОП)

# Class: :Измерение (:Измерение)

SubClassOf(:Измерение :ТОП)

# Class: :Коммуникация (:Коммуникация)

SubClassOf(:Коммуникация :ТОП)

# Class: :Миссия (:Миссия)

EquivalentClasses(:Миссия ObjectSomeValuesFrom(:концептуализирует :ПоведениеРобота))

SubClassOf(:Миссия :Утверждение)

# Class: :Обработка (:Обработка)

SubClassOf(:Обработка :ТОП)

# Class: :ПоведениеРобота (:ПоведениеРобота)

SubClassOf(:ПоведениеРобота :ЦеленаправленныйПроцесс)

# Class: :Робот (:Робот)

EquivalentClasses(:Робот ObjectSomeValuesFrom(:исполняет :ПоведениеРобота))

# Class: :Сценарий (:Сценарий)

SubClassOf(:Сценарий :Миссия)

# Class: :ТОП (:ТОП)

SubClassOf(:ТОП :ПоведениеРобота)

# Class: :Функциональность (:Функциональность)

EquivalentClasses(:Функциональность ObjectSomeValuesFrom(:концептуализирует :ТОП))

SubClassOf(:Функциональность :Сценарий)

БИБЛИОГРАФИЯ

[1]	Гурвич Ф.Г. Математические методы решения экономических задач. — Сб. 6. — 1974. — 199 с.
[2]	Организация супервизорного управления в сценариях экстремальной робототехники / Е.Ю. Смирнова, Б.А. Спасский // Робототехника и техническая кибернетика. — Т. 8. — № 4. — Санкт-Петербург: ЦНИИ РТК. — 2020. — С. 245 — 258.

УДК 621.865.8:165:005.94:006.354	ОКС 25.040.30 35.060
Ключевые слова: роботы, робототехнические устройства, онтология, робототехника, функционирование, поведение

---