在通用型人形機器人普及並大規模應用於產線之前，當下真正引領製造業與服務業變革、串連數位與物理世界的關鍵，則是「協作機器人」。
隨著生成式AI技術的突破，以及人形機器人（Humanoid Robot）從科幻走進現實，全球產業自動化的腳步正邁入一個全新紀元，其變革速度與深度已超越傳統工業4.0的範疇。當我們能用自然語言指揮機器、當機器人擁有與人類相似的形態時，「自動化」的定義也將被徹底改寫。
然而，在通用型人形機器人普及並大規模應用於產線之前，當下真正引領製造業與服務業變革、串連數位與物理世界的關鍵，則是「協作機器人」（Collaborative Robot, Cobot）。這些為人機協作而生的機器人，正深度融合虛實整合（Cyber-Physical Integration），同時逐步導入AI技術，不僅重塑了生產模式，更為應對少量多樣、極致客製化的市場需求，帶來了更多的製造彈性與可能性。
協作機器人的市場規模
根據市場研究機構《Fortune Business Insights》的研究資料，全球協作機器人市場規模在2021年已達到13.5億美元，並預計在2028年將飆升至163.8億美元，年均複合成長率（CAGR）高達42.7%，顯見協作機器人正處於高速成長的階段。
而這股強勁的成長動能主要來自於中小企業對於自動化的高度需求，其主因為全球人口的老齡化和少子化，所造成的勞動力短缺；另一方面，由於協作機器人極高的投資回報率（ROI），也吸引了製造商不斷的導入。
中國：中國2023年的市場規模已超過人民幣14.8億元。受惠於政府對自動化和智能製造的大力推動，以及製造業、電子、汽車和物流等行業的旺盛需求，預計到2028年，中國協作機器人市場規模將突破人民幣70億元。
美國：2024年美國協作機器人市場規模約為 6.265億美元，預計到2034年，該市場將飆升至126.1億美元，這主要是由於對物料搬運領域的需求增加以及建築業的蓬勃發展。美國市場的特點在於其領先的技術創新能力，尤其是在軟體開發和人機協作的易用性方面。此外，中小企業對自動化解決方案的採納率不斷提高，也成為推動市場增長的重要力量。
歐洲：歐洲2023年市場佔有率超過33%。若以2025年的預測數據來看，歐洲市場規模預計將達到6.356億美元。德國、法國和義大利等工業大國是歐洲市場的主要貢獻者，尤其是在汽車製造和金屬加工等領域，協作機器人的應用已相當成熟。
臺灣市場雖小 位居供應鏈要角
雖然臺灣的市場規模相對較小，但卻位居全球供應鏈的要角，以提供主要的零組件為主，從上游的伺服馬達、減速機等關鍵零組件，到中游的機器人本體製造與控制系統等。目前，協作機器人在臺灣的應用主要集中在電子業、金屬加工業等製造領域，協助進行零件組裝、取放、檢測等任務，以應對高精密度與高產能的需求。
近期，臺灣產業界更成立了「臺灣AI機器人產業大聯盟」，目標在2030年將AI機器人整體產值推升至兆元規模，其中協作型機器人將會是重要的一項。這個新的聯盟的成立除了顯示從政府到產業界的共識外，也反映了臺灣正積極整合其在半導體、精密機械與ICT產業的既有優勢，期望在下一波智慧機器人革命中搶佔關鍵地位。
AI時代 協作機器人要如何協作?
協作機器人，顧名思義，是為與人類在共同工作空間中進行近距離互動而設計的機器人。相較於傳統工業機器人被固定在安全圍籬內，協作機器人具備先進的感測器與力回饋控制，一旦與人發生碰撞便會立即停止，確保了人機協作的安全性。
這項特性使得協作機器人能輕易地被導入現有產線，填補了全手動與全自動化之間的空缺。企業可將重複性高、具危險性或需高精度的任務交由協作機器人執行，而人力則可專注於更需要經驗、判斷力與創造力的複雜工作，實現「人機共舞」的最佳生產效益。
應用趨勢（一）：虛實整合，打破物理疆界
虛實整合，特別是擴增實境（AR）、虛擬實境（VR）以及數位孿生（Digital Twin）等技術的成熟，正為協作機器人的應用帶來革命性的改變。這不僅是單純的技術疊加，更是從根本上改變了人員與機器人互動、管理及應用的方式。
其主要的核心在於操作介面與控制系統的革新。首先，它能達成更直觀化的操作與遠端監控。透過AR技術，操作者能以更直觀的方式編程。工程師亦可從遠端即時監控產線，實現跨越地理限制的「遠端臨場」。
再者，則是可以實現沉浸式訓練與安全模擬。藉由新技術，員工可在零風險的VR虛擬工廠中接受操作訓練，熟悉各種標準作業程序與緊急應變措施。
至於數位孿生（Digital Twin），則允許使用者在虛擬世界創建實體產線的數位分身，進行部署前的模擬與壓力測試，找出潛在瓶頸，並在產線運行後進行預測性維護。
在今年的COMPUTEX展會上，臺灣的達明機器人（Techman Robot）便攜手NVIDIA，展示了結合AI協作機器人與數位孿生技術的智慧檢測解決方案。他們利用NVIDIA Omniverse平臺，先在虛擬環境中完整模擬、規劃智慧工廠的佈局與產線流程，並訓練AI模型。完成後再將最佳化的方案快速部署到實體的協作機器人上。
這種「先模擬、再實施」的模式，體現了數位孿生的優勢，能大幅縮短導入時間並降低錯誤風險。
應用趨勢（二）：AI驅動的自主進化
| 圖二 : 達明機器人攜手NVIDIA展示AI協作機器人與數位孿生智慧檢測方案。(source:達明) |
|
除了虛實整合，人工智慧（AI）更是驅動協作機器人未來發展的核心引擎。透過深度學習與電腦視覺，協作機器人將可以跳脫從事單純重複工作的低階工作者，而是擁有簡易自主感知、判斷與決策的「智慧夥伴」，應用於更複雜多變的任務。
而這種整合AI技術的新一代協作機器人，便非常適合用於高階製造，以及傳統工業升級方面。
以半導體製造為例，臺灣工研院（ITRI）所發表的「高擬真AI協作機器人」，便計畫導入放電加工設備商，用於建立智慧化的電極檢測方案。透過AI視覺的精準判斷，取代了過去的人工檢測，預估可提升15%的良率，強化在航太與高階零組件供應鏈的競爭力。
而在重工業領域，針對造船業勞力密集且技術要求高的焊接工作，達明機器人也與臺灣國際造船（臺船）、美商AMET合作，開發AI焊接協作機器人。透過AI視覺辨識複雜的焊道，機器人能自主生成焊接路徑，不僅提升了大型船體的焊接品質與效率，更改善了焊接工惡劣的工作環境。
醫療領域則是協作機器人另一個備受重視的市場。在醫療前線，為解決護理人員短缺與高壓的工作負荷，多家機構正導入協作機器人，像是臺北榮民總醫院（北榮）啟用了「減勞加護人機協作」設備，在負壓隔離病房中，由自主移動機器人與協作手臂負責藥品、檢體等物料的自動化配送。不僅大幅減輕了醫護人員的奔波勞務，更降低了他們在高風險環境中的感染機率。
鴻海（Foxconn）則與臺中榮民總醫院（中榮）合作研發的護理協作機器人「Nurabot」，能在護理站與病房間移動，協助遞送藥物與檢體。透過AI技術，機器人能理解指令並與醫療系統對接，目標是將護理師的時間歸還給更需要專業判斷與關懷的照護工作上。
結語
從上述案例可見，協作機器人正藉由虛實整合與AI技術，從單純的生產工具，進化為連接物理世界與數位世界的智慧節點。展望未來，隨著5G、雲端運算與邊緣運算技術的普及，機器人之間的協同作業將更加緊密，形成更高效的自動化生產系統。
