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                  未來自動焊錫機器人到底可以為人類做什么?

                  發布日期:2019-02-28 09:05 來源:索高 瀏覽量:0

                  機器人領域涵蓋非常廣泛,以廣義來說,機器人包含機械手臂、擬人形機器人、特殊領域應用機器人,自動焊錫機器人、自動甚至掃地機器人、無人機、穿戴型機器人都可以劃在機器人的領域。無論是哪一種型態的機器人,已經開始慢慢協助人類執行一些「特殊」的工作,例如深入危險區域采集或讀取信息、陪伴及照護老人、在工廠提升組裝作業的速度…等,但這些機器人多停留在一個口令一個動作的階段,仍無法舉一反三「思考」人類需要他們額外做些什么工作。

                  但隨著更多新舊技術的加入,如傳感器、微控制器、攝影機、各式有線與無線通信技術,以及近期正夯的人工智能(AI)、機器學習、機器視覺、擴增實境(AR)…等,機器人漸漸可以開始協助人類執行更多事。

                  機器人市場前景可期

                  根據市調機構IDC的調查報告,由于全球瘋迷機器人,因此全球機器人與相關服務市場規模將由2016年的915億美元(約新臺幣2.9兆元),倍增為至2020年的1,880億美元(約新臺幣6兆元),反映出機器人市場火熱程度。

                  另外,《中國機器人產業發展報告(2017)》統計數據也顯示,全球機器人將迎來新一輪科技和產業革命的蓬勃發展, 2017年全球機器人市場規模將達到232億美元,且2012~2017年的年平均增長率近17%。其中,中國大陸2017年機器人市場規模受惠于「中國制造2025」計劃推動,市場規模預計可達62.8億美元,約占全球市場三分之一的比重,而2012~2017年的平均增長率達到28%。若以機器人類別來看,中國工業機器人市場規模為42.2億美元、服務機器人為13.2億美元,而特種機器人則是7.4億美元。

                  IDC分析,推動機器人市場快速成長的因素,主要來自技術進步、持續增加的應用案例,以及市場接受度的提升。技術進步主要貢獻在機器人可以執行的任務種類增加,進而促使更多產業得以采用機器人執行相關企業任務。

                  服務型機器人市場不可忽視

                  若從機器人應用市場來看,服務型與消費型機器人市場發展力道頗為強勁。工研院產業經濟與趨勢研究中心(IEK)分析師黃仲宏認為,機器人在AI加持下,尤其服務型機器人,未來將形成新的商業體系。IEK統計數據表示,全球智能機器人市場規模預計將在2021年成長至336億美元,無論工業型或是服務型的機器人市場都即將逐漸成長。其中,人手短缺越來越顯著的現實環境因素,也將使未來智慧家居與醫療照護等需求驅動服務型機器人銷售成長更加快速。

                  意法半導體(STMicroelectronics)資深營銷經理楊正廉表示,雖然目前服務型機器人尚未被廣泛使用,但該類型機器人如Zenbo、Pepper或是照護機器人…等,以及消費型機器人,如掃地機器人、玩具機器人…等可歸納在高階機器人領域的產品,市場的發展將因許多技術的演進,抑或者未來社會發展狀態而變得相當可期。

                  楊正廉所指的高階機器人,具備與人類互動的能力,「高階機器人不只是玩具,這類機器人可以和人們互動,無論是透過一些手勢或是語音人機接口(UI),進一步提供人們一些必要的陪伴或是協助,因此未來可發展的空間或市場規模皆可關注?!顾忉?。

                  工業市場仍為凈土

                  不僅服務型或消費類機器人,工業產線使用的機械手臂市場也能關注。在工業4.0推展更安全或高度自動化工廠議題的推動下,機械手臂、搬運機器人…等在工廠生產線中,可代替作業員執行較危險工作的機器人,也逐漸開始受到市場重視。

                  IDC表示,2016年超過半數的機器人市場采購金額是由制造業貢獻,其中離散制造業占整體市場31%、流程制造業則占28%,到2020年,制造業仍將是機器人最大采用的產業,相關投資預估將達1,100億美元。在離散制造業,機器人主要應用實例為組裝、熔焊與涂裝;流程制造業中,機器人的主要應用則為混合。

                  意法半導體模擬、微機電與感測組件技術營銷經理陳建成認為,目前工業領域正朝著能簡化作業步驟,也就是將作業員工作的程序由繁化簡,甚至作業程序可持續運作不中斷的狀態。不過,這些要求若是由人類作業員來執行,時間一久,可能會「出亂子」——作業員過勞或是發生致命性的危險,以至于工廠得停工,造成重大損失。

                  有鑒于此,由機器人或是機械手臂來替代,將是較佳的方式,也因此工業領域用機器人逐漸受到重視。國家儀器(NI)技術營銷經理吳維翰表示,若是將機器人大略分為消費性與工業用兩大塊,相較之下,工業機器人市場仍是一塊處女地,市場競爭度相較于消費型機器人仍較小,是相關組件、系統業者可以耕耘的藍海。

                  值得注意的是,除了消費與工業用機器人外,救難、搬運型機器人或是室內無人機等較特殊用途的機器人,由于能深入到救難人員無法到達的地方,或是具備「神力」可搬運比人類雙手可及更重的物品,因此目前有些國家的軍事或救難單位已導入這類特殊用器人,可預期此類機器人的市場在未來也會有更多的發展空間。

                  關鍵組件與技術助力

                  上述提到IDC分析機器人市場快速成長的原因之一是技術的進步。的確,在軟件與硬件技術不斷更迭的同時,促使機器人的功能越來越豐富、也越來越能滿足應用需求,而機器人市場接受度的逐步提升,也提高相關半導體組件的采用率,為半導體組件拓展新應用市場,可謂「魚幫水,水幫魚」。

                  傳感器——感知環境

                  機器人抑或者機械手臂要能在設定的方向動作、防止碰撞…等進一步了解環境,則需要仰賴各式各樣傳感器的協助。陳建成說明,消費型機器人包括掃地機器人、無人機、導覽機器人…等,與手機使用的傳感器大同小異,大多是加速度計加陀螺儀,再加壓力計即已足夠,與手機應用最大差別在于搭配的軟件。

                  意法半導體影像產品事業部技術營銷經理林國志補充,消費型或工業用機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,而這些功能通常是掃地機器人、室內無人機、導覽機器人,以及機械手臂的基本需求。

                  在工業應用領域,由于對機械手臂和機器人的要求是高度安全、精確及可靠度,因此除了加速度計、陀螺儀確保移動的方向性之外,還需要MEMS麥克風協助收集機械震動信息,可了解機器手臂運作狀況,防止震動過大影響機械手臂的動作方向與準確性。

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

                  微控制器——行動自如

                  機器人要能做出動作或是行走,需要馬達協助,而要能控制馬達則需要微控制器。楊正廉表示,機器人行走或是做出動作,一定需要馬達,此時,微控制器即成為必得使用、萬不可省的組件。

                  另外,機器人需要內建傳感器、具備通訊技術,因此傳感器融合(Sensor Fusion)或是通訊協議執行都需要微控制器。楊正廉強調,機器人平衡控制、人機接口與互動功能,在在都需要微控制器支持,唯獨AI或是云端運算相關技術需要處理器的高運算能力,并非微控制器的應用范疇。即便如此,近期無論消費性或工業用甚至特殊應用機器的市場熱度,為微控制器創造更多市場需求。



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