自輝達執行長黃仁勳、台積電董事長魏哲家、特斯拉執行長馬斯克發表對機器人市場前景看好的言論之下,相關概念股也持續發酵。
馬斯克曾發下豪語指出,其研發的AI人形機器人Optimus將會有50萬台的年產量。其中核心零組件包含:感測器、電機控制、螺桿、減速機等,以一台特斯拉Optimus Gen2來說,光是一邊的靈巧手,就需要12個電機、12個螺旋桿、12個諧波減速機、12個力矩感測器以及編碼器。
若真的按照馬斯克的進度達到量產,對零組件供應商來說可是一大福音。台灣擁有完善的機器人零組件供應鏈,包含馬達、控制器、減速機、螺桿、多關節機器手臂等,足以供應未來機器人量產的需求。
而身為老字號台灣電源和散熱元件大廠台達電,也名列機器人關鍵零件供應鏈中,包含馬達、機器視覺、驅動器、SCARA機器人(4軸水平關節工業機器人)等。
台達機電事業群總經理劉佳容表示,除了現有的工業型應用機器人,台達電也正著手開發人形機器人的關鍵零組件,當市場需求開始提升,台達電也已經準備好接單,為此台達電還在2024年底投資人形機器人新創公司NEURA Robotics GmbH,藉此更貼近市場需求。
為何投資機器人新創公司?
「市場趨勢就是這樣,好像不跟也不行。」劉佳容表示,目前機器人的發展已經是不可逆的方向,而台達電也為此特別設立人形機器人的研發部門。
劉佳容指出,透過雙方合作,可以協助台達電優化關鍵零組件的製造和研發,並快速調整產品。
目前NEURA Robotics所開發出的機器人種類包含人形機器人4NE-1、全球首個認知機器人MAiRA、智慧多功能機器人助理MiPA等,NEURA也正積極導入汽車、物流和電子組裝工廠內部,成為台達電入股的優勢之一,能夠取得實際應用場景的需求。
但在量產之前,現階段還需驗證產品的成熟度和成本效益。
劉佳容指出,工廠自動化發展多年,許多工廠持續導入更高效的機械手臂或協作型機器人,以克服人力成本高昂的狀況,另外搭配自動化產線,也能夠降低製造成本,讓產品更有市場競爭力。但他也坦言,工廠看重的是產能和效率,而機器人是否真的必須是人形,也考量到成本效益。
目前工廠中,主流的工業型機器人應用包含移動機器人(AGV)、以及將機械手臂和移動機器人合併的AMR(自主移動機器人),在工廠端可以自主移動、執行更複雜的應用,例如:將A物件組裝完成後,送到B點進行包裝。
這和以往做法不同的是,過去的手臂是單一固定位置,需要透過另外的傳輸裝置,來傳送物料,然而若導入AMR的機器人,則可省去人工移動物料的程序。
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現階段台達電也持續開發協作型機器人D-Bot,讓機器人可以擺脫「牢籠」,和人類一起工作。D-Bot有模擬力量感知系統,撞擊到人時力量感知系統會偵測到,機器人會即時停止下來至安全速度,當人離開警戒範圍之後,就會再回到高速運轉。
相較於機械手臂、工業型機器人等都需要在玻璃櫥窗或是無人的環境下操作,避免產生危險。協作型機器人的目的,就是希望可以補足在工廠端的應用界限,讓機器人的活動範圍更大。
不過台達電也表示,工廠內還是很多無法用自動化取代人的工藝,這時候就會需要人與機器人一起作業,例如線材安裝等,目前單憑機器人的技術還是比較難達成或者需要較高的設備成本。另外,根據少量多樣的製造,需要快速換線,協作機器人操作的易用性就顯現出優勢,可以大量縮短換線教導時間,這幾類的應用需求都很適合協作機器人。
劉佳容指出,目前台達電所生產的機器人,除了供應台達內部自動化需求外,也大量對外銷售。
目前工廠應用的機器人有哪些?
工業型機器人 :屬於傳統型機器人,僅有機械手臂。通常會關在櫥窗內和人類活動範圍作出區隔。
AGV自動導引車: 自動移動車輛,在工廠中依照設定軌道進行物料配送,多應用在物流業者、倉儲業者。
AMR自主移動機器人 :是將上述兩者結合,形成會移動的機械手臂,可應用的範圍更靈活,例如:移動到特定位置之後,將物料拿起,搬運至下一個地點。
人形機器人技術難度高,台達電要如何搶占市場?
談到未來人形機器人的發展,劉佳容也提到,以現在的軟硬體技術,要到規模化量產,還有很多的技術難題要克服。舉例來說,包含人形機器人的靈活度,光是要設計出如同人類雙手般的靈巧程度,就需要非常多的關節和馬達、減速機等,「這些零組件雖然以前台廠都有佈局,但是要用在人形機器人上面還是需要很多的改良。」包含齒輪控制,轉動時還需要避免「落輪」,都存在著許多技術挑戰。
當整台機器人硬體設備架構好之後,隨之而來的也是電源和散熱的問題,「人形機器人也像是一台電腦,有那麼多的零件同時要運轉,除了輕量化,未來導入AI運算,散熱也是關鍵。」不過劉佳容很有自信的說,電源、電池和散熱剛好是台達電非常擅長的領域,這對他們來說並非難事。
不過人形機器人除了硬體設備技術需要克服,若要發展到向馬斯克的願景:一般家庭皆有一台機器人的情況,還有很大一段路要走。
劉佳容分享,目前人形機器人尚在驗證階段,僅在工廠內部測試,而工廠內部就像是一個大型的實驗室,所有的參數固定,路線固定,應用上較不會出現太大的問題,「但一般家庭是一個非常複雜的環境,有很多的變數,要如何控制機器人的力道和速度,都必須審慎計算。」
他舉例,若將人形機器人應用在長照中心,「抱起60公斤的老人,和120公斤的老人,所花費的力道就差很多,怎麼做控制,怎麼讓機器人知道現在要出多少力,這都是技術的挑戰。」但少子化、勞動力人口減少,是許多國家面臨的一項重要課題,如何借助科技發展來解決這類「國安問題」,有待時間一一驗證。
現階段在工廠內部,包含特斯拉、賓士、BMW等業者也已經將人形機器人導入汽車產線來測試驗證當中,這些業者也成為機器人發展的指標,業界人士指出,當機器人產業的技術有所突破,所有的供應鏈應該很快就會運作起來。
不久的將來,與機器人一起生活的場景將不再只停留在科幻電影中,「或許有一天我老了,照顧我生活起居的會是人形機器人。」劉佳容說。