機(jī)器人能幫人類做什么不斷進(jìn)化的機(jī)器人到底可以為人類做什么？

2023-07-02 08:46:59

　　急速變異的機(jī)器人究竟能為人類做什么？

　　國際金屬加工網(wǎng)

　　先進(jìn)制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys我國機(jī)器人行業(yè)典型研討會

　　隨著更多新、舊技術(shù)的重新加入，不論是哪一種形態(tài)的機(jī)器人都慢慢能已經(jīng)開始幫助人類做更多的事，即使繼續(xù)執(zhí)行許多「特殊」的各項(xiàng)任務(wù)，比如深入細(xì)致脆弱地區(qū)收集或加載信息、陪伴著及護(hù)理老人、在工廠提高裝配組織工作臺的速度等…

機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域涵蓋非常廣為，以廣義來說，機(jī)器人包含機(jī)械肩膀、擬人形機(jī)器人、特殊應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器人，即使Alzonne機(jī)器人、無人機(jī)、穿戴型機(jī)器人都能劃在機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域。不論是哪一種形態(tài)的機(jī)器人，已經(jīng)已經(jīng)開始慢慢幫助人類繼續(xù)執(zhí)行許多「特殊」的組織工作，比如深入細(xì)致脆弱地區(qū)收集或加載信息、陪伴著及護(hù)理老人、在工廠提高裝配組織工作臺的速度…等，但這些機(jī)器人多停留在一個口令一個動作的階段，仍無法總結(jié)經(jīng)驗(yàn)「思考」人類需要他們額外做些什么組織工作。

　　但隨著更多舊有技術(shù)的重新加入，如傳感器、中央處理器、攝影機(jī)、各式有線與無線通訊技術(shù)，和近期正夯的人工智能(AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺、擴(kuò)充真人秀(AR)…等，機(jī)器人慢慢能已經(jīng)開始幫助人類繼續(xù)執(zhí)行更多事。

　　機(jī)器人消費(fèi)市場前景可期

　　根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC的調(diào)查報(bào)告，由于亞洲地區(qū)瘋迷機(jī)器人，因而亞洲地區(qū)機(jī)器人與有關(guān)服務(wù)消費(fèi)市場體量將由2016年的915萬美元(約臺幣2.9余億)，倍增為至2020年的1,880萬美元(約臺幣6余億)，反映出機(jī)器人消費(fèi)市場火熱程度。

另外，《我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2017)》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也顯示，亞洲地區(qū)機(jī)器人將迎來新一輪科技和產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展革命的蓬勃產(chǎn)業(yè)發(fā)展， 2017年亞洲地區(qū)機(jī)器人消費(fèi)市場體量將達(dá)到232萬美元，且2012~2017年的年平均增幅近17%。當(dāng)中，我國大陸2017年機(jī)器人消費(fèi)市場體量受惠于「我國制造2025」計(jì)劃促進(jìn)，消費(fèi)市場體量預(yù)計(jì)可達(dá)62.8萬美元，約占亞洲地區(qū)消費(fèi)市場三分之一的比重，而2012~2017年的平均增幅達(dá)到28%。若以機(jī)器人類別來看，我國工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場體量為42.2萬美元、服務(wù)機(jī)器人為13.2萬美元，而特種機(jī)器人則是7.4萬美元。

IDC分析，促進(jìn)機(jī)器人消費(fèi)市場快速高速成長的因素，主要來自技術(shù)不斷進(jìn)步、持續(xù)增加的應(yīng)用領(lǐng)域案例，和消費(fèi)市場接受程度的提高。技術(shù)不斷進(jìn)步主要重大貢獻(xiàn)在機(jī)器人能繼續(xù)執(zhí)行的各項(xiàng)任務(wù)種類增加，進(jìn)而促使更多產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展得以采用機(jī)器人繼續(xù)執(zhí)行有關(guān)企業(yè)各項(xiàng)任務(wù)。

　　復(fù)合型機(jī)器人消費(fèi)市場不可忽視

　　若從機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域消費(fèi)市場來看，復(fù)合型與消費(fèi)型機(jī)器人消費(fèi)市場產(chǎn)業(yè)發(fā)展力道頗為強(qiáng)勁。中研院產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)濟(jì)與趨勢研究中心(IEK)分析師黃仲宏認(rèn)為，機(jī)器人在AI護(hù)持下，尤其復(fù)合型機(jī)器人，今后將形成新的商業(yè)體系。IEK統(tǒng)計(jì)Luzy，亞洲地區(qū)智能機(jī)器人消費(fèi)市場體量預(yù)計(jì)將在2021年高速成長至336萬美元，不論工業(yè)型或是復(fù)合型的機(jī)器人消費(fèi)市場都即將逐漸高速成長。當(dāng)中，人手短缺越來越顯著的現(xiàn)實(shí)環(huán)境因素，也將使今后智慧家居與醫(yī)療護(hù)理等需求驅(qū)動復(fù)合型機(jī)器人銷售高速成長更加快速。

ALi半導(dǎo)體(STMicroelectronics)資深網(wǎng)絡(luò)營銷副經(jīng)理?xiàng)钫硎荆m然目前復(fù)合型機(jī)器人尚未被廣為使用，但該類型機(jī)器人如Zenbo、Pepper或是護(hù)理機(jī)器人…等，和消費(fèi)型機(jī)器人，如Alzonne機(jī)器人、玩具機(jī)器人…等可歸納在高階機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域的產(chǎn)品，消費(fèi)市場的產(chǎn)業(yè)發(fā)展將因許多技術(shù)的演進(jìn)，抑或者今后社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r而變得相當(dāng)可期。

　　楊正廉所指的高階機(jī)器人，具備與人類交互的能力，「高階機(jī)器人不只是玩具，這類機(jī)器人能和人們交互，不論是透過許多手勢或是語音人機(jī)接口(UI)，進(jìn)一步提供人們許多必要的陪伴著或是幫助，因而今后可產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間或消費(fèi)市場體量皆可關(guān)注。」他解釋。

　　工業(yè)消費(fèi)市場仍是凈土

不僅復(fù)合型或消費(fèi)類機(jī)器人，工業(yè)產(chǎn)線使用的機(jī)械肩膀消費(fèi)市場也能關(guān)注。在工業(yè)4.0推廣更安全或高度自動化工廠議題的促進(jìn)下，機(jī)械肩膀、搬運(yùn)機(jī)器人…等在工廠生產(chǎn)線中，可代替水電工繼續(xù)執(zhí)行較脆弱組織工作的機(jī)器人，也逐漸已經(jīng)開始受到消費(fèi)市場重視。

　　IDC表示，2016年超絕對多數(shù)的機(jī)器人消費(fèi)市場采購金額是由制造業(yè)重大貢獻(xiàn)，當(dāng)中對數(shù)制造業(yè)占整體消費(fèi)市場31%、流程制造針紡織品占28%，到2020年，制造業(yè)仍將是機(jī)器人最大采用的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有關(guān)投資預(yù)估將達(dá)1,100萬美元。在對數(shù)制造業(yè)，機(jī)器人主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵗秊檠b配、THF1與涂裝；流程制造巴韋縣，機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域則為混合。

ALi半導(dǎo)體模擬、微機(jī)電與感測組件技術(shù)網(wǎng)絡(luò)營銷副經(jīng)理陳建成認(rèn)為，目前工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域正朝著能簡化組織工作臺步驟，也就是將水電工組織工作的流程由淺議簡，即使組織工作臺流程可持續(xù)運(yùn)作不中斷的狀況。不過，這些要求若是由人類水電工來繼續(xù)執(zhí)行，時間一久，可能會「出亂子」——水電工斜頜或是發(fā)生防衛(wèi)性的脆弱，以至于工廠得停工，造成重大損失。

　　有鑒于此，由機(jī)器人或是機(jī)械肩膀來替代，將是較佳的方式，也因而工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域用機(jī)器人逐漸受到重視。國家儀器(NI)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)營銷副經(jīng)理吳維翰表示，若是將機(jī)器人大略分為消費(fèi)性與工業(yè)用兩大塊，相較之下，工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場仍是一塊處女地，消費(fèi)市場競爭度相較于消費(fèi)型機(jī)器人仍較小，是有關(guān)組件、系統(tǒng)業(yè)者能耕耘的藍(lán)海。

值得注意的是，除了消費(fèi)與工業(yè)用機(jī)器人外，救難、搬運(yùn)型機(jī)器人或是室內(nèi)無人機(jī)等較特殊用途的機(jī)器人，由于能深入細(xì)致到救難人員無法到達(dá)的地方，或是具備「神力」可搬運(yùn)比人類雙手可及更重的物品，因而目前有些國家的軍事或救難單位已導(dǎo)入這類特殊用器人，可預(yù)期此類機(jī)器人的市場在今后也會有更多的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。

　　關(guān)鍵組件與技術(shù)助力

　　上述提到IDC分析機(jī)器人消費(fèi)市場快速高速成長的原因之一是技術(shù)的不斷進(jìn)步。的確，在軟件與硬件技術(shù)急速更迭的同時，促使機(jī)器人的功能越來越豐富、也越來越能滿足應(yīng)用領(lǐng)域需求，而機(jī)器人消費(fèi)市場接受程度的逐步提高，也提高有關(guān)半導(dǎo)體組件的采用率，為半導(dǎo)體組件拓展新應(yīng)用領(lǐng)域消費(fèi)市場，可謂「魚幫水，水幫魚」。

　　傳感器——感知環(huán)境

機(jī)器人抑或者機(jī)械肩膀要能在設(shè)定的方向動作、防止碰撞…等進(jìn)一步了解環(huán)境，則需要仰賴各式各樣傳感器的幫助。陳建成說明，消費(fèi)型機(jī)器人包括Alzonne機(jī)器人、無人機(jī)、導(dǎo)覽機(jī)器人…等，與手機(jī)使用的傳感器大同小異，大多是加速度計(jì)加陀螺儀，再加壓力計(jì)即已足夠，與手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域最大差別在于搭配的軟件。

　　ALi半導(dǎo)體影像產(chǎn)品事業(yè)部技術(shù)網(wǎng)絡(luò)營銷副經(jīng)理林國志補(bǔ)充，消費(fèi)型或工業(yè)用機(jī)器人要避免碰撞到其他物體或是人體，還要能夠測距與延邊控制，即須添加飛行時間(ToF)傳感器，而這些功能通常是Alzonne機(jī)器人、室內(nèi)無人機(jī)、導(dǎo)覽機(jī)器人，和機(jī)械肩膀的基本需求。

　　在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域，由于對機(jī)械肩膀和機(jī)器人的要求是高度安全、精確及可靠度，因而除了加速度計(jì)、陀螺儀確保移動的方向性之外，還需要MEMS麥克風(fēng)幫助收集機(jī)械震動信息，可了解機(jī)器肩膀運(yùn)作狀況，防止震動過大影響機(jī)械肩膀的動作方向與準(zhǔn)確性。

至于磁力計(jì)，滲透率則相對較低，這是由于磁力計(jì)易受干擾，需要較強(qiáng)的算法支持，且加速度計(jì)加上陀螺儀已足夠算出相對方向。更重要的是，工業(yè)用傳感器需要通過工規(guī)認(rèn)證、具備長期(最少10年)供貨保證，和具備高準(zhǔn)確度與可靠性。

　　中央處理器——行動自如

　　機(jī)器人要能做出動作或是行走，需要馬達(dá)幫助，而要能控制馬達(dá)則需要中央處理器。楊正廉表示，機(jī)器人行走或是做出動作，一定需要馬達(dá)，此時，中央處理器即成為必得使用、萬不可省的組件。

另外，機(jī)器人需要內(nèi)建傳感器、具備通訊技術(shù)，因而傳感器融合(Sensor Fusion)或是通訊協(xié)議繼續(xù)執(zhí)行都需要中央處理器。楊正廉強(qiáng)調(diào)，機(jī)器人平衡控制、人機(jī)接口與交互功能，在在都需要中央處理器支持，唯獨(dú)AI或是云端運(yùn)算有關(guān)技術(shù)需要處理器的高運(yùn)算能力，并非中央處理器的應(yīng)用領(lǐng)域范疇。即便如此，近期不論消費(fèi)性或工業(yè)用即使特殊應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器的消費(fèi)市場熱度，為中央處理器創(chuàng)造更多消費(fèi)市場需求。

　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——聯(lián)系彼此

　　今后機(jī)器人尤其是工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域機(jī)器人，很大的一個改變將是融入聯(lián)機(jī)技術(shù)，不過，目前重新加入通訊技術(shù)的商品化機(jī)器人仍占少數(shù)。陳建成表示，通訊技術(shù)諸如LoRa、Sigfox、藍(lán)牙低功耗(BLE)，或是藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(mesh working)，與傳感器進(jìn)一步結(jié)合，將能衍生更多有別以往的新應(yīng)用領(lǐng)域，和為工業(yè)機(jī)器人賦予更多智慧，并提高效率。

　　吳維翰進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，不論硬件組件或零件技術(shù)如何地提高，要能在機(jī)器人消費(fèi)市場找到一條寬廣的大道，必須特別注意硬件與軟件的完美結(jié)合，也就是信息科技(IT)與操作科技(OT)能夠進(jìn)一步融合，掌握「整合性」關(guān)鍵，才能創(chuàng)造更多消費(fèi)市場商機(jī)。

陳建成亦同意，好的組件需要搭配合適的軟件和算法，才能發(fā)揮最大的效益，打造最符合消費(fèi)市場需求的機(jī)器人及其應(yīng)用領(lǐng)域。然而同時具備硬件及軟件知識的人才不多，加上純硬件供貨商若要新培養(yǎng)一批軟件人才得考慮投資報(bào)酬率的問題，因而大多數(shù)組件商仍選擇與第三方或新創(chuàng)軟件公司合作。

　　AR——利于知識傳承

　　也許你會認(rèn)為AR在消費(fèi)性消費(fèi)市場產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)于其他應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域，但其實(shí)機(jī)器人的商機(jī)也促使消費(fèi)和工業(yè)消費(fèi)市場已經(jīng)開始匯流，并產(chǎn)業(yè)發(fā)展更多新應(yīng)用領(lǐng)域。吳維翰指出，「虛實(shí)整合」能為工業(yè)消費(fèi)市場開發(fā)更多新應(yīng)用領(lǐng)域，更能帶來許多新商機(jī)。

舉例來說，Nvidia繼續(xù)執(zhí)行長黃仁勛在2017年GTC Taiwan中，即闡述可透過AR，讓在遠(yuǎn)程汽車制造工廠的設(shè)計(jì)人員，為臺灣與會來賓解釋正在打造的新款汽車有何功能，利用AR技術(shù)能仔細(xì)查看汽車的各部分零件或是設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，若是有問題也能進(jìn)一步修改。

　　不僅如此，透過AR也能讓工廠組織工作人員得知機(jī)械肩膀或機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，即使能用AR教導(dǎo)新進(jìn)組織工作人員廠房機(jī)器的結(jié)構(gòu)，和如何操作，能讓工廠組織工作臺及器具的有關(guān)知識更易于傳承。吳維翰強(qiáng)調(diào)，在解說工廠內(nèi)部機(jī)具構(gòu)造時，無法因而停止機(jī)具并拆開一一為員工解釋其內(nèi)部構(gòu)造與使用注意事項(xiàng)，利用AR技術(shù)，這些問題將可迎刃而解。

　　AR技術(shù)可讓組織工作人員用更簡單的方式在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域傳承專業(yè)知識

　　AI「開靈智」

AI近期因受運(yùn)算技術(shù)的演進(jìn)而受到極大的重視，IT界三大龍頭——微軟(Microsoft)、Google與亞馬遜(Amazon)，也宣布投入AI有關(guān)技術(shù)的研發(fā)，當(dāng)中微軟與Amazon更是在臺灣設(shè)立研發(fā)中心。臺灣科技部也在2017年7月宣布將展開4年投入臺幣40億元經(jīng)費(fèi)的「半導(dǎo)體射月計(jì)劃」，進(jìn)行AI技術(shù)研發(fā)與人才培養(yǎng)，可見AI的火熱程度。

　　而AI這股風(fēng)潮勢必也將吹向機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域，吳維翰認(rèn)為，今后工業(yè)消費(fèi)市場對于AI的需求將提高，進(jìn)行更精細(xì)或是水電工較難進(jìn)行的組織工作。不過，如何讓身為工廠機(jī)器人腦袋的AI融入硬件機(jī)械設(shè)備，將是有關(guān)業(yè)者需要進(jìn)一步多加思考的難題。

換句話說，目前的AI技術(shù)變化多難以掌握，并具備相當(dāng)強(qiáng)大運(yùn)算能力，但是若要連結(jié)工業(yè)機(jī)器人的傳感器、控制馬達(dá)，即使教導(dǎo)機(jī)械肩膀該做什么、如何學(xué)習(xí)新組織工作臺方式，還需要一段時間的融合，才能發(fā)揮AI的能力。

　　帶來新氣象還是驚悚？

　　在AI大行其道的同時，機(jī)器人勢必也將已經(jīng)開始「變異」，可能變得如同科幻電影中具備思考能力的「擬真人」機(jī)器人。現(xiàn)階段能學(xué)習(xí)、具備思考能的機(jī)器人雖然仍是少數(shù)，然而也已多多少少引發(fā)許多爭議，因而AI加上機(jī)器人對人類的生活究竟會帶來何種新變化？好的，還是壞的？科幻電影中人類與機(jī)器人的戰(zhàn)爭是否在今后會成為現(xiàn)實(shí)？

廠商普遍認(rèn)為，具備AI的機(jī)器人將與人類更進(jìn)一步協(xié)同組織工作，而非取代人類，先前賦予機(jī)器人公民身分的作法，也僅是噱頭大于實(shí)際的意義。今后擁有AI技術(shù)的護(hù)理機(jī)器人將可能在老齡化社會中扮演居家護(hù)理的角色，解決老人長照人手不足的社會問題；或是在軍事、工業(yè)或救難應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域，替代人們深入細(xì)致脆弱的境地…等。

　　今后，有關(guān)AI開發(fā)業(yè)者若能強(qiáng)化人腦與計(jì)算機(jī)的溝通，并更加化為實(shí)際，相信AI機(jī)器人的優(yōu)勢與助力將可在各行各業(yè)更被感受到。

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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