從今年陸續舉行的COMPUTEX、臺北國際自動化展、SEMICON可見,除了達明、盟立等製造廠商,同時發表展示多款人型機器人;和椿、所羅門等系統服務業者,結合陸製機器人(狗)硬體載具,與自家開發軟體編程、視覺語言AI模型(VLM)等系統整合解決方案,搶進智慧製造與物流應用。
因此CTIMES東西講座特別由自家資深記者陳念舜,分享在這段時間展會參訪的視角,建議業界下階段的競爭焦點,可轉向系統整合能力與實際應用驗證成果。並特別從大廠既有電控、關節模組化系統的基礎出發,展望待彌補的技術缺口,剖析臺製機器人如何能在大國博奕下,博取一線生機,甚至是「游刃有餘」。
解析中國大陸與歐、美、日系機器人產業布局
回顧百年來發展有成的4大工業機器人家族,如KUKA、FANUC、ABB、YASKAWA,或是後進的EPSON、DENSO、STAUBLI等品牌,無一不仰賴當地先有強大的汽車、3C代工等終端產業應用場景,才有機會達到足夠規模來降低成本;並隨著技術不斷進步,而在更多領域發揮潛力,為製造和其他產業帶來革命性變革。
尤其受到工業4.0潮流驅動智慧工廠多樣少量化、大批量客製化的彈性生產需求,勢必透過先進傳感器在製程中監控,而非到了成品最終階段才排除不良品。也讓工業機器人角色越來越吃重,從傳統替代執行「3K」(kitsui 困難、kitanai骯髒、kiken危險,)任務,跨足3C、3品(食品、藥品、化妝品)場域。
進而朝向人機協同作業的樣態發展,從節省人力的輕量化協作型機器人開始,再加入AGV組成AMR;未來還可能朝向人形化機器人發展,更需要找到能提升其組裝品質、成本競爭力與殺手級應用價值的契機,從中累積的經驗也值得借鏡!
其實在工業4.0問世後的2013~2015年間,市場上便已出現雙臂機器人(Dual arm Robot)架構,四大家族中的YASKAWA公司的MOTOMAN-SDA、ABB公司的Yumi,便介於現今人形機器人跟傳統/協作單臂型機器人之間,已可看出較貼近於(半)人形應用的雛型。
有別於傳統多軸機器人面對少量多樣化、大批量客製化時代,多道次或是高複雜性的組裝加工作業,還是無法有效降低所需的組裝夾治具數量與款式,必須設立多個組裝站來完成整個自動化作業,增加生產線設備和換線成本。
雙臂協作機器人則可進行複雜度較高的組裝作業,並減少多面組裝所需的夾治具,能有效節省工作空間,降低生產線換線所需的時間及成本,適合少量多樣的彈性生產線。進而搭配力覺感測器,獨立完成高複雜度和多工序的組裝任務。
目前在美國(跨域協作,產學研網路),強調跨領域整合與學研連結,創新能量強,但落地速度受限於監管與商業模式成熟度;歐洲(法規引領,合規驅動),強調「先規範、再擴散」,雖然產業落地較謹慎,但合規性高;中國大陸(百家爭鳴,內捲模式),快速擴張,企業眾多但內捲競爭;日本(社會導入,需求牽引),將機器人視為社會基礎設施的關鍵,但市場規模受限,創新速度較慢。
剖析模組化系統現況與技術缺口
至於在臺灣的工研院副院長胡竹生,也引用NVIDIA創辦人黃仁勳的說法:「為何趨勢是人形?因為我們建立了以人類為形體的環境,所以人形是最容易相容於既有世界的機器人型態,且仿人類有最多的資料可訓練。」
胡竹生進一步將人型(type)機器人包含:類人形(含AMR/輪足);人形(Humanoid Robot),採取人的形態(shape or appearance)。針對智慧機器人可執行高價值應用任務、情境的想像,則可概分為:工業機器人以「事」為核心;服務型機器人以「人」為核心。
如東元電機在今年自動化展上發表多款人型機器人關節,並強調將會更積極自製硬體與軟體,專注於開發高扭力輸出的關節模組,以達到140N-m以上需求的大型、高單價且設計難度較高的應用領域,避開與陸系品牌在紅海市場價格競爭。臺達則宣布已成立人形機器人實驗室,將先專注於小腦端運動控制的「動力面」,由模組機器人RS-M融合工業型與協作型機器人的特點,發揮各自高速及精準效能、友善使用等特性。
惟依中華經濟研究院分析,目前臺灣仍有以下待彌補技術缺口,包含:靈巧手,缺少肌腱式仿生結構與高精密度微型執行器,以及力覺、觸覺、熱感等多元感測整合;大腦介面,無侵入式皮層電極與穿戴式即時視覺解碼設備,且尚未應用深度神經網絡進行語意分類或跨模態學習;人工皮膚,尚無AI資料學習介入,或與機器人控制系統深度整合,感測元件的延展性、穩定性、柔性機構仍落後國際前沿。
未來無論AI投資是否成為泡沫,如同2000年網路泡沫破滅後,至今網路仍實質影響全求經濟與社會趨勢,臺灣除了趁這波AI投資熱潮迎風起舞,也應關注彌補長期的技術缺口,才有機會成為啤酒泡沫終歸消逝後,能留下的金魚!
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