延續(xù)自下半年COAMPUTEX、機(jī)器人與自動(dòng)化展、SEMICON等一系列大展以來,各家大廠皆以人型機(jī)器人、機(jī)器狗及系統(tǒng)整合為主要賣點(diǎn)。工研院也在近期舉行的創(chuàng)新周,展示未來將如何落實(shí)「AI新十大建設(shè)」與產(chǎn)業(yè)共同在臺(tái)南從研發(fā)、應(yīng)用到試量產(chǎn),打造AI無人載具生態(tài)系,創(chuàng)造與大國(guó)競(jìng)合的差異性。
當(dāng)全球製造業(yè)在關(guān)稅壁壘下,面臨更嚴(yán)重的勞動(dòng)力短缺、成本上升與客製化需求激增,智慧製造不只是趨勢(shì),更是企業(yè)邁向高值化與永續(xù)營(yíng)運(yùn)的核心戰(zhàn)略,機(jī)器人技術(shù)則成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心動(dòng)力。
包括中國(guó)大陸與歐、美、日、韓系廠商皆明確拉開戰(zhàn)線,積極開發(fā)機(jī)器人本體,全面投入從研發(fā)、量產(chǎn)到商業(yè)模式整合的全方位布局。臺(tái)灣在這場(chǎng)技術(shù)、資本與政策合力驅(qū)動(dòng)的競(jìng)賽下,更應(yīng)積極思考如何創(chuàng)造差異性,藉此爭(zhēng)取最大利益,而不是在地緣壓力下被迫選邊站。
目前AI人形機(jī)器人內(nèi)部主要軟硬體元件,可概分為:「大腦」負(fù)責(zé)感知,包含AI晶片及軟體、控制器,負(fù)責(zé)導(dǎo)航、控制、互動(dòng)等功能。「小腦」負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制、輔助平衡、快速響應(yīng),如伺服馬達(dá)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、行星式滾柱螺桿、諧波/行星式減速機(jī)、聯(lián)軸器等14~30具關(guān)節(jié)模組的傳動(dòng)元件,甚至可組成每隻需要6具關(guān)節(jié)模組的靈巧手。另有機(jī)器視覺鏡頭、振動(dòng)、力矩、觸覺、聽覺等感測(cè)元件,以及電池、麥克風(fēng)等關(guān)鍵零組(配)件。
人型機(jī)器人現(xiàn)身展演 陸系開放軟體平臺(tái)占優(yōu)勢(shì)
其中軟體在智慧工廠與機(jī)器人設(shè)備上至關(guān)重要,且為力求提高擺放定位精度,必須透過機(jī)器視覺以校正機(jī)器人手臂取放定位,這些都是軟體控制關(guān)鍵。陸企則多半採(cǎi)取開放架構(gòu),有別於美系人型機(jī)器人新創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的封閉架構(gòu)為主,不會(huì)讓臺(tái)廠做軟體修改。
因此,從今年臺(tái)北國(guó)際自動(dòng)化展可見,雖然有關(guān)人型機(jī)器人展示的數(shù)量增加,但除了成本考量之外,包含和椿、所羅門等服務(wù)業(yè)者,也都選擇結(jié)合陸製機(jī)器人(狗)硬體載具,與自家開發(fā)軟體編程、視覺語言AI模型(VLM)等系統(tǒng)整合解決方案,搶進(jìn)智慧製造與物流應(yīng)用。
根據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)今關(guān)節(jié)模組占人形機(jī)器人成本結(jié)構(gòu)甚重,即使已有如達(dá)明機(jī)器人發(fā)表臺(tái)灣首部自製人型機(jī)器人,仍坦言在關(guān)鍵零組件自製率有努力空間。
至於在特斯拉Optimus的成本比重約15%~20%,宇樹科技占比達(dá)40%~50%,若控制感測(cè)軟體成熟,將促使兩方成本可明顯降低。近期也傳出Optimus因靈巧手承載力不足,將導(dǎo)致產(chǎn)品面臨續(xù)航力不足和軟硬整合的挑戰(zhàn),而暫停生產(chǎn)的消息。
傳驅(qū)動(dòng)大廠各自努力 聚焦零組件模組攻頂
由此可見,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)下階段的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn),應(yīng)是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整合能力與實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證成果,臺(tái)廠也為此搶占關(guān)鍵模組和零配件商機(jī),對(duì)於未來人形機(jī)器人商用化的看法審慎樂觀。
如東元電機(jī)在今年自動(dòng)化展上發(fā)表多款人型機(jī)器人關(guān)節(jié),並且強(qiáng)調(diào)將會(huì)更積極自製硬體與軟體,專注於開發(fā)高扭力輸出的關(guān)節(jié)模組,以達(dá)到140N-m以上需求的大型、高單價(jià)且設(shè)計(jì)難度較高的應(yīng)用領(lǐng)域,避開與陸系品牌在紅海市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。
臺(tái)達(dá)則宣布已成立人形機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室,將先專注於小腦端運(yùn)動(dòng)控制的「動(dòng)力面」,由模組機(jī)器人RS-M融合工業(yè)型與協(xié)作型機(jī)器人的特點(diǎn),發(fā)揮各自高速及精準(zhǔn)效能、友善使用等特性。並將關(guān)節(jié)、感測(cè)器模組化,朝向開發(fā)輕量化高撓性關(guān)節(jié)(joint)、小型末端感知模組,可依客戶所需的載重功能更換零件,快速布齊產(chǎn)品線及On-site保養(yǎng)維修、多種介面與周邊整合。
臺(tái)達(dá)電機(jī)電事業(yè)群總經(jīng)理劉佳容表示,目前臺(tái)達(dá)既採(cǎi)取整合內(nèi)部軟硬體不同部門,協(xié)作開發(fā)機(jī)器人的大小腦機(jī)構(gòu)與應(yīng)用;也不排除與外部夥伴合作的策略,因?yàn)樵谂_(tái)中、臺(tái)南都有據(jù)點(diǎn),將足以支援未來在南臺(tái)灣為主的機(jī)器人研發(fā)、應(yīng)用場(chǎng)域及生產(chǎn)基地。

| 圖一 : 臺(tái)達(dá)電機(jī)電事業(yè)群總經(jīng)理劉佳容 |
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AI機(jī)器人跨業(yè)結(jié)盟 打造非紅供應(yīng)鏈
然而,儘管關(guān)鍵零組件基礎(chǔ)扎實(shí),臺(tái)灣的角色仍有高度侷限,核心問題在於缺乏平臺(tái)整合力量與國(guó)際話語權(quán),使臺(tái)廠常淪為代工或模組供應(yīng)商,無法掌握高附加價(jià)值軟體、資料庫(kù)與生態(tài)系,將難以突破附加價(jià)值天花板。
反之,產(chǎn)官學(xué)研各界若能趁機(jī)從技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、平臺(tái)與國(guó)際戰(zhàn)略重新構(gòu)築機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的位置,不僅是關(guān)乎次世代科技的選擇,更是一項(xiàng)攸關(guān)臺(tái)灣國(guó)際定位與經(jīng)濟(jì)安全的關(guān)鍵政策,將有潛力成為全球智慧機(jī)器人系統(tǒng)核心的主要整合力量。(如表1)
在今年自動(dòng)化展前,便由臺(tái)灣6個(gè)指標(biāo)公協(xié)會(huì)共同發(fā)起的「臺(tái)灣 AI 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)大聯(lián)盟」,便期待能結(jié)合臺(tái)灣在AI、機(jī)器人、資通訊、電機(jī)電子、機(jī)械製造與系統(tǒng)應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)強(qiáng)項(xiàng),整合各界跨域技術(shù)能量打造非紅供應(yīng)鏈。
並配合政府持續(xù)推動(dòng)法規(guī)調(diào)適、應(yīng)用端開發(fā)與國(guó)際接軌,帶領(lǐng)臺(tái)灣AI機(jī)器人產(chǎn)業(yè)邁向國(guó)際。國(guó)科會(huì)也已宣佈「AI新十大建設(shè)」政策,將透過工研院南分院既有六甲院區(qū)的創(chuàng)新與應(yīng)用研發(fā)中心,以及尚待變更地目中的柳營(yíng)科技園區(qū)三期基地、國(guó)發(fā)會(huì)新核準(zhǔn)的南科四期沙崙生態(tài)科學(xué)園區(qū)計(jì)畫,形成AI與機(jī)器人的研發(fā)重鎮(zhèn),打造從研發(fā)、應(yīng)用到試量產(chǎn)的完整生態(tài)系。
表一 臺(tái)灣現(xiàn)有機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)投資
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技術(shù)分類
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關(guān)鍵技術(shù)
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投入狀況
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AI與智慧控制
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- 機(jī)器學(xué)習(xí)
- 深度學(xué)習(xí)
- 晶片製造
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- 缺乏人形機(jī)器人專用晶片與 AI 技術(shù)
- 軟體平臺(tái)與 AI 控制人才不足
- 中控系統(tǒng)缺乏整合研發(fā)
- 臺(tái)灣晶片製造技術(shù)成熟,但因市場(chǎng)小無人投入
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感測(cè)與辨識(shí)
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- 各類感測(cè)器
- 編碼器
- 影像分析、圖形/文字辨識(shí)
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- 各類感測(cè)器具備生產(chǎn)能力,相對(duì)容易
- 由應(yīng)用場(chǎng)域驅(qū)動(dòng)感測(cè)技術(shù)
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動(dòng)作控制與執(zhí)行
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- 控制程序
- 軸承與螺桿
- 減速機(jī)
- 馬達(dá)
- 控制器
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- T 旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、線性關(guān)節(jié)臺(tái)灣強(qiáng)項(xiàng)
- 複雜關(guān)節(jié)模組組裝難度高,缺乏廠商投入
- 馬達(dá)耐用,非主要問題,重點(diǎn)在成本與附加價(jià)值
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系統(tǒng)整合
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- 缺乏橫向整合商與領(lǐng)頭羊,無法推動(dòng)整機(jī)整合
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小結(jié)
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- 臺(tái)灣的硬體基礎(chǔ)雄厚,但模組化、靈巧手與整合不足。
- 缺乏專用晶片與AI軟體平臺(tái),呈現(xiàn)核心智慧技術(shù)與人才落差。
- 缺少整機(jī)廠與標(biāo)準(zhǔn)體系,導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈碎片化,須待市場(chǎng)與應(yīng)用場(chǎng)景成熟後才有大規(guī)模投入。
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(source:中華經(jīng)濟(jì)研究院)
工研院創(chuàng)新週整合展示 大南方產(chǎn)業(yè)鏈與應(yīng)用場(chǎng)域
工研院最近在臺(tái)南沙崙綠能科技示範(fàn)場(chǎng)域,舉辦創(chuàng)新週系列活動(dòng)的「機(jī)器人與無人機(jī)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新論壇」上,便聚焦從關(guān)鍵零組件到醫(yī)療、服務(wù)應(yīng)用的系統(tǒng)化研發(fā)與商轉(zhuǎn)布局,涵蓋機(jī)器人在製造與健康照護(hù)的創(chuàng)新應(yīng)用。
工研院董事長(zhǎng)吳政忠表示,當(dāng)全球正邁入智慧自動(dòng)化與無人化時(shí)代,陸海空域的無人機(jī)與機(jī)器人其實(shí)皆可歸類為「無人載具」,可透過跨域整合加速技術(shù)落地與國(guó)際化,協(xié)助產(chǎn)業(yè)建立非紅供應(yīng)鏈。
未來還將以「大南方」為核心,整合沙崙智慧綠能科學(xué)城與嘉義—屏東S廊帶,藉由跨領(lǐng)域整合研發(fā)、示範(fàn)、場(chǎng)域驗(yàn)證與建置在地產(chǎn)業(yè)鏈能量。進(jìn)而驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與市場(chǎng)新機(jī)會(huì),共築具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的生態(tài)系。協(xié)助臺(tái)灣業(yè)者完成從零組件到系統(tǒng)整合與服務(wù)應(yīng)用的全方位升級(jí)。
工研院副院長(zhǎng)胡竹生則在「機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新論壇」場(chǎng)次引言中表示,工研院近年來已在智慧製造、智慧醫(yī)療與智慧交通等領(lǐng)域累積豐富的研發(fā)能量。不僅掌握感測(cè)、控制、通訊到系統(tǒng)整合的關(guān)鍵技術(shù),並積極與國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)廠商合作。
其中與談的盟立集團(tuán)執(zhí)行長(zhǎng)林世東進(jìn)一步指出,目前所稱的人形機(jī)器人、機(jī)器狗、無人機(jī)等,可構(gòu)成AI落地的3大載具,畢竟盟立自工研院獨(dú)立以來,便定位為SI系統(tǒng)整合商角色「從產(chǎn)業(yè)出發(fā),瞭解產(chǎn)業(yè)要什麼?」

| 圖二 : 盟立集團(tuán)執(zhí)行長(zhǎng)林世東(攝影:陳念舜) |
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進(jìn)而評(píng)估現(xiàn)今臺(tái)灣技術(shù)和產(chǎn)品在面臨AI促進(jìn)轉(zhuǎn)型時(shí)的立足點(diǎn),符合目前缺工困境下的機(jī)器人角色,才能在產(chǎn)業(yè)落地,並協(xié)助提升競(jìng)爭(zhēng)力?因此他看好臺(tái)灣在關(guān)鍵零組件有良好競(jìng)爭(zhēng)的立足點(diǎn),而開始思考是否須投入製造機(jī)器人(狗),首先加入旗下盟英公司營(yíng)運(yùn)。
透過親自到大陸參展,瞭解當(dāng)?shù)貥I(yè)者的現(xiàn)狀是百家爭(zhēng)鳴,各家都需要能自製機(jī)器人(狗),期望複製新能源車的成功模式,而成為盟立切入的契機(jī);另在美國(guó)設(shè)立據(jù)點(diǎn),以支援當(dāng)?shù)乜蛻簦瑫r(shí)建構(gòu)人型機(jī)器人硬、軟體的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場(chǎng)域。
目前盟立約有超過一半營(yíng)收來自半導(dǎo)體、其次為工廠自動(dòng)化,也曾就此與客戶討論,如果要讓AI能落地到真正產(chǎn)生效益,該如何制訂人形機(jī)器人的規(guī)格,才能滿足搬運(yùn)12吋晶圓,或是AI伺服器料箱等應(yīng)用場(chǎng)域,單/雙臂荷重達(dá)10~20kg要求。
工研院也宣布於臺(tái)南六甲成立「智慧機(jī)器人創(chuàng)新與應(yīng)用研發(fā)中心」,將聚焦智慧工廠自動(dòng)化與醫(yī)療、餐飲、物流、巡檢4大場(chǎng)域。規(guī)劃包含研發(fā)展示測(cè)試區(qū)、模擬與訓(xùn)練平臺(tái)、NVIDIA專用伺服器機(jī)房,訓(xùn)練機(jī)器人產(chǎn)生智慧。
另有醫(yī)療、倉(cāng)儲(chǔ)、餐飲,以及巡檢場(chǎng)域和新創(chuàng)共創(chuàng)區(qū),吸引國(guó)際大型新創(chuàng)公司與在地業(yè)者共同進(jìn)駐,為南臺(tái)灣建立完整供應(yīng)鏈,持續(xù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)與國(guó)際接軌。