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人類夢想的延伸 機器人趨勢大解密


機器人對你我來說已經不再陌生,從眾所周知的電影「鋼鐵人」,就可知道大家對機器人的想像!從1963年出版的Marvel漫畫改編,在2008年由派拉蒙開拍的電影,主角一旦戴上頭盔,最炫的是螢幕上顯現的不只是資訊,同時也將投射畫面與真實影像結合起來,這就是穿戴式機器人,讓機器人像穿衣服一樣可以穿起來

這概念也出現在1979年的電影「異形」,女演員坐在機器人裡面,手握著控制器也是一個穿戴型機器人的雛形。而1999年的「駭客任務」電影則在最後劇情中有人坐在機器人駕駛座打機械蜘蛛的橋段,同一年另一部電影「LIS太空號」,則講述飛船到外太空尋找人類生存星球的故事。電影中的機器人透過全像術(Holography)可以將看到、感受到的完全透過全像傳遞到人身上,甚至將疼痛感都可以透過機器人傳回全像的環境,非常有想像空間。

而另一部也展現機器人概念的科幻電影「聯合縮小軍」(Fantastic Voyage),這部電影於1966年上映,講的是人體旅行的奇想故事。故事說到當腦部受重創的主角,需要修復血管,電影將一群人縮小後放進他血管內,然後跟腦中血塊,及體內不好的東西作戰。同樣的想像也在1987年的電影「驚異大奇航」(Innerspace),故事主角被縮小進行一項機密實驗,結果陰錯陽差進入另一個人的身體,發生一連串故事。這兩部電影談到的都是同一個概念,智慧型的機器人進入人體內。在真實世界中,這樣的場景也開始出現了,就是科學家發明的膠囊內視鏡!

電影「星際迷航記」的企業號裡有隻仿人機器人Android,有極其複雜的感測與驅動功能,具有比人還強的複製人功能。而現在一般家庭常見的掃地機(家用吸塵器),廣泛出現在各個家庭中,它厲害的地方是世界上沒有兩個家庭的擺設是相同的,但是它卻用最簡單、原始的感測,只靠一個碰撞感測器就可以短時間將家中地板吸過一遍,去做到複雜感測可以做到的事情,是非常聰明的機器人。

我們從「鋼鐵人」、「異形」、「駭客任務」、「LIS太空號」看到現在漸漸成熟的穿戴式機器人,而又可以從「聯合縮小軍」、「驚異大奇航」這兩部電影看到微型的智慧型機器人,就是膠囊內視鏡的前身。另外,「星際迷航記」的仿生機器人則轉變為我們十分依賴的家用掃地機,電影大夢真的已經陸續在你我生活中出現了!

機器人本身就「智慧」來說,有非常嚴謹的定義,一是能夠適應或生存於未知環境中,二來是跟家用吸塵器機器人一樣,能夠自我產生適當行為或行動去完成某件工作,第三是能自我定義一群工作以完成某個目標。其精髓就是能針對不確定性去定義工作內容完成目標。

 

從自動化、智動化  到智慧機械

而機器人如何運用在工廠自動化中?早年工廠需要機器人以自動化設備及規格大量生產,近年為了因應市場產品少量多樣需求,自動化已提升到「智動化」。以成衣市場來說,推陳出新的樣式及產量都變化快速,如何精準算出備料與銷售量、以滿足客戶的需求,讓自動化必須進一步提升為智慧自動化(簡稱智動化),其中所採用的機器人需具備智慧決策能力,智動化產線就可以進行彈性製造,藉此提升企業產能及效益。

近年台灣製造業在國際市場面臨先進國家與開發中國家前後夾擊,為滿足大量客製化生產需求,未來勢必將轉型為虛實整合的智慧工廠,在有限空間、人力條件下,搭配具有多元感測與聯網功能的智慧機器人,串聯製造與服務供應鏈體系,全面提升生產力與附加價值。

國內產業面臨缺工及升級轉型的課題,行政院早於100年就核定了智動化產業推動方案,並且成立專責辦公室,協助政府推動我國智慧自動化產業發展,經濟部智動化產業推動辦公室整合了國內自動化廠商、法人及大專院校能量成立「智慧自動化服務團」,4年多來已經提供了中堅企業、根留台灣及回台台商929家廠商智動化諮詢診斷服務,並且輔導140家廠商導入智動化生產,促成廠商新增產值213.4億元、帶動投資55.5億元;另外,輔導建置包括3C、3K、金屬加工等22個示範案例,協助解決產業32項生產瓶頸,並藉觀摩成功擴散81家廠商導入智動化,新增產值達新台幣203億元,更協助拓展國內外255案合作商機。

全球先進國家無不積極推動先進製造以增強國力,台灣產業面臨著巨大挑戰,最讓業者感到困擾的,莫過於勞動人力短缺及人均生產力成長趨緩問題,有鑑於此,政府啟動了「智慧機械」計畫,廣納德國虛實合一的工業4.0、美國的再工業化AMP(先進製造業夥伴關係)計畫,同時結合日本的精實管理,期能運用物聯網、智慧機器人及巨量分析資料等科技協助,導入製造業(電子資訊、金屬運輸、機械設備、食品、紡織)、服務業(零售物流、醫療)以及農業等重點產業,建構智慧機械創新營運模式,不僅可解決缺工問題,同時藉由人機協同工作的訓練,提升人員素質後,讓台灣產業更具國際競爭力,藉此加速整體產業結構優化,進而搶占全球高階市場商機。

目前政府優先選定具備IT及智動化基礎的中堅企業及其供應鏈,導入智慧製造。未來將結合相關公協會的能量,成立跨領域服務團隊,共同協助台灣廠商逐步導入智慧機械,達到升級轉型,提升國際競爭力。

18世紀末,人類藉由水和蒸氣,進入機械化生產時代,20世紀應用電力,生產變得更有效率,不到50年的時間,電腦、數位科技進入工廠,更增加精密度與效率,現在,加入物聯網,智能工廠的潛力即將爆發,加入網路後的智能工廠,將和競爭對手產生區隔性和不可取代性。

好萊塢電影為大家帶來機器人豐富的想像力,在真實生活中,當融合消費者需求應用的物聯網和智慧機械結合,生產變成從設備自動化演進成工廠智慧化,少量多樣、分散製造、快速回應將成為製造業競爭的核心。

 

 

(本文經胡竹生授權轉載「人類夢想的延伸 機器人趨勢大解密」)

 

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關於作者


胡竹生
工研院機械與機電系統研究所所長

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