在今年全臺灣最大工業(yè)科技盛會「Intelligent Asia 2024」落幕後,雖然成功延續(xù)近年來人工智慧話題,遺憾的卻是「遙知兄弟登高處,遍插茱萸少一人」。不僅少了原先傳出將旋風(fēng)訪臺的NVIDIA執(zhí)行長黃仁勳,還未見如同期已在對岸卷起的AI人形機器人熱潮。
伴隨著人工智慧(AI)技術(shù)持續(xù)生成演進,本屆Intelligent Asia展覽以「AI in IA」為主軸,並於其中「臺北國際自動化工業(yè)大展」、「臺灣機器人與智慧自動化展」兩大展區(qū)聚焦AI技術(shù)將如何革新智造產(chǎn)業(yè)鏈,提升競爭力,吸引全球科技製造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)品牌與專家齊聚。
儘管NVIDIA執(zhí)行長黃仁勳最終未如傳言般來臺參展,但觀察4天展會期間由他掀起的AI機器人(Robot)風(fēng)氣可謂無所不在。隨著AI機器人市場正快速成長,根據(jù)Global Information的市調(diào)顯示,預(yù)計到2028年將以29.9%的複合年成長率成長至443億美元。
如臺灣智慧自動化與機器人協(xié)會(TAIROS)理事長絲國一也在開幕時強調(diào):「智慧製造與機器人是AI落地的關(guān)鍵!估計到了2029年,這些應(yīng)用每年將會成長18%,衍生高達60億美元的產(chǎn)值!」
包含工業(yè)機器人大廠FANUC、KUKA、YASKAWA(安川電機);協(xié)作機器人如優(yōu)傲(UR)、達明;以及上游工業(yè)電腦,如研華、華碩、凌華、新漢、友通;下游AI應(yīng)用與系統(tǒng)整合,如臺達電、廣運、西門子、所羅門等,共1,200家廠商使用近4,500個攤位。重點展示AI將如何在製造業(yè)中應(yīng)用具備數(shù)據(jù)分析和自主學(xué)習(xí)能力的工廠設(shè)備與機器人,驅(qū)動機器人與智慧製造,提升產(chǎn)業(yè)鏈效率與競爭力。
同期也舉行「AI智造國際論壇」、「臺德智慧機械論壇」、「Gen AI智慧製造交流研討會」等專業(yè)活動及多場「新產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)表會」,深入探討AI可在智動化浪潮裡應(yīng)用、國內(nèi)外市場情勢及未來發(fā)展。
基於現(xiàn)今產(chǎn)業(yè)面臨激烈國際競爭,唯有透過產(chǎn)學(xué)研緊密合作,發(fā)揮學(xué)界豐沛的創(chuàng)新研發(fā)能量,將學(xué)界研發(fā)成果導(dǎo)入產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,同時培育高階科研人才,以提高業(yè)界的自主研發(fā)能量,藉此帶動百工百業(yè)發(fā)展。
國科會同期也設(shè)置了「國科會智慧機械科技創(chuàng)新館」,展出規(guī)劃推動的5項智慧機械相關(guān)專案計畫,包含:智慧微塵感測器技術(shù)研發(fā)、人機協(xié)作機器人技術(shù)開發(fā)與系統(tǒng)整合、虛實加工技術(shù)開發(fā)與智能化系統(tǒng)整合、次世代智慧製造關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與發(fā)展智慧製造及半導(dǎo)體先進製程資安實測場域等,共22個計畫團隊之亮點成果。
藉此勾勒出智慧機械產(chǎn)業(yè)上、中、下游技術(shù)脈絡(luò),加速將學(xué)界研發(fā)成果推廣至產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,提升業(yè)界自主研發(fā)能量;共同建構(gòu)智慧機械創(chuàng)新生態(tài)圈,促進產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型,提升國家競爭力。

圖一 : 國科會同期也設(shè)置了「國科會智慧機械科技創(chuàng)新館」,勾勒出智慧機械產(chǎn)業(yè)上、中、下游技術(shù)脈絡(luò),加速將學(xué)界研發(fā)成果推廣至產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。(source:國科會) |
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工研院演示仿人協(xié)作機器人 成功技轉(zhuǎn)手工具AI組裝應(yīng)用
此外,為協(xié)助臺灣製造業(yè)加速轉(zhuǎn)型升級,推動低碳製造,經(jīng)濟部技術(shù)司近4年也透過科技專案,研發(fā)機器人關(guān)鍵技術(shù),將AI結(jié)合機器人控制協(xié)作、模擬感知及整合多元加工製造經(jīng)驗,協(xié)助臺灣傳產(chǎn)百工百業(yè)升級轉(zhuǎn)型為智慧製造,未來更可望廣泛應(yīng)用於服務(wù)業(yè)領(lǐng)域,為日常生活帶來更多便利和創(chuàng)新。
由工研院展出的「高擬真仿人類雙手協(xié)作機器人」與歐盟指標(biāo)科研計畫Horizon Europe合作開發(fā),即強調(diào)能以AI演算法辨識工件樣式,經(jīng)過餵入10萬張標(biāo)記過的照片至模擬器平臺進行訓(xùn)練,立即配對自動生成組裝程序。
接下來「只須花10分鐘讓機器人模仿板手組裝技師雙手靈活的動作,就可以學(xué)好一種組裝方式。」至今已能組裝完成超過120種大小樣式不同的手工具,逼近整體手工具類型的8成左右,並藉此提高生產(chǎn)效率、節(jié)省約50%的治具成本,成為AI人形機器人發(fā)展的重要關(guān)鍵。
進而針對臺灣需要彈性智慧組裝的業(yè)者需求,快速客製化提高產(chǎn)業(yè)競爭力,維持臺灣手工具產(chǎn)業(yè)全球領(lǐng)先的地位。目前工研院已與手工具界的隱形冠軍英發(fā)企業(yè)合作,可有效提高手工具組裝生產(chǎn)效率。
工研院機械與機電系統(tǒng)研究所副所長楊秉祥透露:「這套解決方案將英發(fā)原先的4道工序縮減為一道、產(chǎn)線人員則可從4人減至負責(zé)補料的2人即可。」因為手工具有多樣、細小等特性,未來要拓展至PCB、物流等領(lǐng)域都相對容易。

圖二 : 由工研院展出的「高擬真仿人類雙手協(xié)作機器人」與歐盟指標(biāo)科研計畫Horizon Europe合作開發(fā),至今已能組裝完成超過120種大小樣式不同的手工具。(攝影:陳念舜) |
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PMC率先推出移動雙臂機器人 快速彈性部署產(chǎn)線
另為因應(yīng)現(xiàn)今產(chǎn)品不斷推陳出新,壓縮上市時間,又必須同時滿足多樣少量、大批量客製化等各種市場需求,具備高應(yīng)用彈性與附加價值的高速輕量化工業(yè)機器人(SCARA、Delta)已成為需求重點,甚至衍生出人機協(xié)作型、自主移動型機器人(AMR)。
由於雙臂機器人具備雙臂協(xié)同作業(yè)的特性,高協(xié)調(diào)性和手臂的冗餘度(redundant)能讓雙手彈性進行各種靈巧作業(yè),減少多面組裝所需的夾治具,有效減省換線生產(chǎn)所需的時間及成本;與人在同一空間協(xié)調(diào)作業(yè),也有效節(jié)省工作空間,適合少量多樣彈性規(guī)劃的生產(chǎn)線。
精密機械研發(fā)中心(PMC)則在2011年開始著手開發(fā)工業(yè)協(xié)作化雙臂機器人,兼具速度、精度,且可以提供數(shù)種安全機制與更友善的操作方式,來提升人機生產(chǎn)效率。從高速數(shù)位通訊機器人控制器發(fā)展,逐步邁向全軟體控制器時代,即雙臂機器人除了基本功能外,還支援外部訊號動態(tài)追蹤、多機種偕同控制及CAD BASED等進階功能。

圖三 : 精密機械研發(fā)中心(PMC)在2011年開始著手開發(fā)工業(yè)協(xié)作化雙臂機器人,兼具速度、精度(攝影:陳念舜) |
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到了今年更進一步推出了「移動型協(xié)作雙臂機器人」邁向智慧工廠大躍進,突破傳統(tǒng)工廠對於人機協(xié)作的空間限制。採用PMC多軸同步控制技術(shù),整合雙臂、腰部軸和移動平臺3大模組,得以自適應(yīng)調(diào)整機器人重心;並結(jié)合全向輪移動載具的自主移動能力,搭載多特徵空間識別和光覺輔助感測技術(shù),能利用Laser SLAM(Simultaneous Localization & Mapping)功能進行路線導(dǎo)航、精確定位並安全移動,毋須人力配合就能自由穿梭於工廠各個角落。
因此將大幅節(jié)省人力搬運及換線時間,無論是CNC上下料、人機協(xié)同組裝或是機對機協(xié)同移載作業(yè)都游刃有餘,可彈性適應(yīng)不同操作環(huán)境,而非重複性的例行動作,實現(xiàn)高靈活產(chǎn)線部署、安全與彈性生產(chǎn)。

圖四 : 精密機械研發(fā)中心(PMC)到了今年更進一步推出了「移動型協(xié)作雙臂機器人,突破傳統(tǒng)工廠對於人機協(xié)作的空間限制。(攝影:陳念舜) |
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人形機器人發(fā)展癥結(jié) 應(yīng)用場景不明、成本高昂
相較於今年8月先後在上海舉行的世界機器人大會、AI大會現(xiàn)場集結(jié)有18金剛?cè)诵螜C器人,總計超過27款人形機器人傾巢而出。臺灣或許因為曾經(jīng)歷早年展會從服務(wù)型機器人退守工業(yè)機器人發(fā)展的慘痛經(jīng)驗,至今還是較傾向歐美日各國以AI人形機器人來取代汽車製造、倉儲物流等3k工作的保守思維,兩岸場景落差甚大,癥結(jié)就出在應(yīng)用場景不明、成本高昂兩點。
如依工研院產(chǎn)科國際所經(jīng)理黃仲宏就曾在受訪時表示,一臺170公分的人形機器人,成本至少高達新臺幣4、500萬元,但在目前談?wù)摰墓S、物流業(yè)等環(huán)境相對單純的「結(jié)構(gòu)化」場景中,既有的單臂工業(yè)機器人、自主移動機器人(AMR),甚至是「半人形」的雙手協(xié)作機器人早就堪用;對於臺廠供應(yīng)鏈而言,若將之回復(fù)為整合前的單機結(jié)構(gòu),任一環(huán)節(jié)都早有成熟商機。
首次以全系列協(xié)作機器人參展的日本機器人大廠發(fā)那科(Fanuc),更強調(diào)不參與人形機器人市場。臺灣發(fā)那科機器人營業(yè)部經(jīng)理陳孟弘認為:「以技術(shù)上來說,要從傳統(tǒng)單臂機器人型態(tài)馬上跨足到雙臂,甚至結(jié)合雙足的難度有點高,很難一下子跳到實用階段;還要考量到安全性問題,現(xiàn)階段起比起人形機器人,發(fā)那科認為協(xié)作機器人包括實用性、可靠性、安全性,在市場接受度更高。」
因此或許忽略了如同近年來自傳統(tǒng)專業(yè)領(lǐng)域為主的鑑別式AI,過了2023年開始朝向通用型AI發(fā)展的軌跡,應(yīng)該慎思AI機器人該如何才能接手多元化任務(wù),創(chuàng)新應(yīng)用加值!未來無論是只前進一步的雙臂固定式或移動型協(xié)作機器人能否成功,至少已看見執(zhí)行多元任務(wù)的可能性!
結(jié)語
回顧1961年全世界首臺工業(yè)型機器人Unimation問世迄今,當(dāng)時主要用來取代人力進行高重覆性、污染及高危險性的3k自動化作業(yè),包含銲接、搬運、上下料及簡單的組裝工作。但隨著業(yè)界研發(fā)與生產(chǎn)技術(shù)進展,3C電子、3品(食品、藥品、化妝品)等代工產(chǎn)業(yè)不斷推陳出新,壓縮上市時間,又必須同時滿足多樣少量、大批量客製化等各種市場需求。
反觀在NVIDIA、Tesla跨國科企巨頭引領(lǐng)下,人形機器人成為當(dāng)前全球市場熱點。大陸也在政府政策和市場資本等多重因素催化下,其人形機器人產(chǎn)業(yè)可望迎來爆發(fā)式增長。根據(jù)預(yù)測,2024年大陸人形機器人的市場規(guī)模約人民幣27.6億元,但到2029年將可達750億元。
當(dāng)臺灣廠商競相展示新品與搶單之際,陸系品牌大廠的兩款人型機器人已領(lǐng)先TSLA人形機器人Optimus對外銷售時間從明年推遲到2026年,正迅速步入上市銷售階段。智元銷售負責(zé)人姜青松表示,該公司將於今年底前交付200臺雙足人形機器人和100臺輪式機器人。
智元還把人形機器人拆開賣,新發(fā)佈的1.3公尺人形機器人靈犀X1並不賣整機,而是開源硬體的設(shè)計圖紙、軟體框架、中間件源碼、基礎(chǔ)的運控演算法等,搭配銷售成套的關(guān)節(jié)馬達力控感測器、手部夾具等,首批售價3.3萬人民幣。
在臺灣如目前外界對所羅門的關(guān)注主要聚焦在機器人應(yīng)用上,但所羅門在過去10年中不斷深化其AI視覺研發(fā)能力,早已擴展其產(chǎn)品範(fàn)圍至機器人應(yīng)用之外,合作的客戶從製造業(yè)、電子業(yè),再到科技與時尚圈,歐美品牌包括Meta、Alcon、3M、美超微、香奈兒、FedEX、Dell等,亞洲則有LG、Castify、Toyota等。
除了將視覺應(yīng)用外作為獨立提供產(chǎn)品,所羅門更提供完整的AI視覺應(yīng)用開發(fā)平臺,讓客戶能夠針對自己所需的場景迅速開發(fā)客製化解決方案,整合不同的機器人品牌、PLC、2D和3D相機、攝影機、AMR,甚至無人機等硬體。「讓使用者可以利用這些軟硬體整合功能快速定制其任務(wù),無需編寫程式語言。」
所羅門公司董事長陳政隆表示:「在與數(shù)百家國內(nèi)外客戶討論過程中,我們了解到在客戶現(xiàn)場部署AI時,開發(fā)客製化AI應(yīng)用所需的時間和資源通常遠比客戶預(yù)期的多,很多時候效果不佳導(dǎo)致無法落地。」該公司AI視覺開發(fā)平臺已整合並優(yōu)化許多不同的AI先進算法,讓用戶使用較少量的圖像樣本學(xué)習(xí),即可訓(xùn)練出高辨識率的AI模型,適用於多元化的視覺應(yīng)用。」

圖五 : 所羅門公司董事長陳政隆點出未來人形機器人發(fā)展,將繫於3大關(guān)鍵:機構(gòu)成熟性、售價親民、多元AI算法。(攝影:陳念舜) |
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所羅門視覺事業(yè)處協(xié)理李佳運認為,所謂的「即學(xué)即用,快速落地」,係指過往AI辨識須經(jīng)歷大量的學(xué)習(xí)、人力標(biāo)註過程太過冗長。所羅門則致力於以少量的AI樣本,幫助客戶直接導(dǎo)入生產(chǎn),提升整體效益;在幾百種品項的狀況訓(xùn)練下,也能快速學(xué)習(xí),因此引起微軟、Google等國際大廠在智慧零售方面的興趣。
例如針對瑕疵樣本稀少的應(yīng)用行業(yè)如半導(dǎo)體,所羅門近期也開發(fā)了以生成式AI「模擬仿真」瑕疵的功能,以確保有足夠的多樣性樣本用於建立高識別率AI模型,同時也包含傳統(tǒng)AOI功能,更方便精確的定位和量測瑕疵大小。Solvision瑕疵檢測功能也可輕鬆搭配機械人檢測非平面的大型物件,例如馬達或伺服器,僅需設(shè)定機器人須拍照檢驗的瑕疵3D位置,即可快速算出並執(zhí)行最佳檢測路徑。
陳政隆也在展期最後一天舉行的「Gen AI智慧製造交流研討會」上,點出未來人形機器人發(fā)展,將繫於3大關(guān)鍵:1.機構(gòu)成熟性,估計機器人身上40軸以上關(guān)節(jié)都要能夠快速、靈活運行;2.售價親民,也是他最為樂觀的項目,尤其在大陸廠商高度競爭下,估計很快就會出現(xiàn)如電動車、協(xié)作型機器人、機器狗的降價模式;3.多元AI算法(Generative AI + Reinforcement Learning + lmitation Learning),縮短訓(xùn)練時間,還要能舉一反三!