当全球制造业在关税壁垒下,面临更严重的劳动力短缺、成本上升与客制化需求激增,智慧制造不只是趋势,更是企业迈向高值化与永续营运的核心战略。多功、实体/Embodied AI(具身)智能机器人前瞻技术,则是大国推动社会及产业转型升级的动力

CTIMES东西讲座从既有机器人模组化系统的基础出发,展??待弥补的技术缺囗,剖析台厂如何能在大国博奕下,博取一线生机。
CTIMES东西讲座从既有机器人模组化系统的基础出发,展??待弥补的技术缺囗,剖析台厂如何能在大国博奕下,博取一线生机。

从今年陆续举行的COMPUTEX、台北国际自动化展、SEMICON可见,除了达明、盟立等制造厂商,同时发表展示多款人型机器人;和跣、所罗门等系统服务业者,结合陆制机器人(狗)硬体载具,与自家开发软体编程、视觉语言AI模型(VLM)等系统整合解决方案,抢进智慧制造与物流应用。

建议业界下阶段的竞争焦点,可转向系统整合能力与实际应用验证成果。并特别从大厂既有电控、关节模组化系统的基础出发,展??待弥补的技术缺囗,剖析台制机器人如何能在大国博奕下,博取一线生机,甚至是「游刃有馀」。

解析中国大陆与欧、美、日系机器人产业布局

回顾百年来发展有成的4大工业机器人家族,如KUKA、FANUC、ABB、YASKAWA,或是後进的EPSON、DENSO、STAUBLI等品牌,无一不仰赖当地先有强大的汽车、3C代工等终端产业应用场景,才有机会达到足够规模来降低成本;并随着技术不断进步,而在更多领域发挥潜力,为制造和其他产业带来革命性变革。

尤其受到工业4.0潮流驱动智慧工厂多样少量化、大批量客制化的弹性生产需求,势必透过先进传感器在制程中监控,而非到了成品最终阶段才排除不良品。也让工业机器人角色越来越吃重,从传统替代执行「3K」(kitsui 困难???、kitanai肮脏??、kiken危险危?,)任务,跨足3C、3品(食品、药品、化妆品)场域。

进而朝向人机协同作业的样态发展,从节省人力的轻量化协作型机器人开始,再加入AGV组成AMR;未来还可能朝向人形化机器人发展,更需要找到能提升其组装品质、成本竞争力与杀手级应用价值的契机,从中累积的经验也值得借镜!

其实在工业4.0问世後的2013~2015年间,市场上便已出现双臂机器人(Dual arm Robot)架构,四大家族中的YASKAWA公司的MOTOMAN-SDA、ABB公司的Yumi,便介於现今人形机器人跟传统/协作单臂型机器人之间,已可看出较贴近於(半)人形应用的雏型。

有别於传统多轴机器人面对少量多样化、大批量客制化时代,多道次或是高复杂性的组装加工作业,还是无法有效降低所需的组装夹治具数量与款式,必须设立多个组装站来完成整个自动化作业,增加生产线设备和换线成本。

双臂协作机器人则可进行复杂度较高的组装作业,并减少多面组装所需的夹治具,能有效节省工作空间,降低生产线换线所需的时间及成本,适合少量多样的弹性生产线。进而搭配力觉感测器,独立完成高复杂度和多工序的组装任务。

目前在美国(跨域协作,产学研网路),强调跨领域整合与学研连结,创新能量强,但落地速度受限於监管与商业模式成熟度;欧洲(法规引领,合规驱动),强调「先规范、再扩散」,虽然产业落地较谨慎,但合规性高;中国大陆(百家争呜,内卷模式),快速扩张,企业众多但内卷竞争;日本(社会导入,需求牵引),将机器人视为社会基础设施的关键,但市场规模受限,创新速度较慢。

剖析模组化系统现况与技术缺囗

至於在台湾的工研院??院长胡竹生,也引用NVIDIA创办人黄仁勋的说法:「为何趋势是人形?因为我们建立了以人类为形体的环境,所以人形是最容易相容於既有世界的机器人型态,且仿人类有最多的资料可训练。」

胡竹生进一步将人型(type)机器人包含:类人形(含AMR/轮足);人形(Humanoid Robot),采取人的形态(shape or appearance)。针对智慧机器人可执行高价值应用任务、情境的想像,则可概分为:工业机器人以「事」为核心;服务型机器人以「人」为核心。

如东元电机在今年自动化展上发表多款人型机器人关节,并强调将会更积极自制硬体与软体,专注於开发高扭力输出的关节模组,以达到140N-m以上需求的大型、高单价且设计难度较高的应用领域,避开与陆系品牌在红海市场价格竞争。台达则宣布已成立人形机器人实验室,将先专注於小脑端运动控制的「动力面」,由模组机器人RS-M融合工业型与协作型机器人的特点,发挥各自高速及精准效能、友善使用等特性。

惟依中华经济研究院分析,目前台湾仍有以下待弥补技术缺囗,包含:灵巧手,缺少肌腱式仿生结构与高精密度微型执行器,以及力觉、触觉、热感等多元感测整合;大脑介面,无侵入式皮层电极与穿戴式即时视觉解码设备,且尚未应用深度神经网络进行语意分类或跨模态学习;人工皮肤,尚无AI资料学习介入,或与机器人控制系统深度整合,感测元件的延展性、稳定性、柔性机构仍落後国际前沿。

未来无论AI投资是否成为泡沫,如同2000年网路泡沫破灭後,至今网路仍实质影响全求经济与社会趋势,台湾除了趁这波AI投资热潮迎风起舞,也应关注弥补长期的技术缺囗,才有机会成为啤酒泡沫终归消逝後,能留下的金鱼!