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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，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(tài)的機器人，已經(jīng)開始慢慢協(xié)助人類執(zhí)行一些「特殊」的工作，例如深入危險區(qū)域采集或讀取信息、陪伴及照護老人、在工廠提升組裝作業(yè)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(xié)助人類執(zhí)行更多事。機器人市場前景可期根據(jù)市調(diào)機構IDC的調(diào)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(guī)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(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2017)》統(tǒng)計數(shù)據(jù)也顯示，全球機器人將迎來新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的蓬勃發(fā)展， 2017年全球機器人市場規(guī)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(guī)模受惠于「中國制造2025」計劃推動，市場規(guī)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(yè)機器人市場規(guī)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(xù)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(zhí)行的任務種類增加，進而促使更多產(chǎn)業(yè)得以采用機器人執(zhí)行相關企業(yè)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(fā)展力道頗為強勁。工研院產(chǎn)業(yè)經(jīng)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(yè)體系。IEK統(tǒng)計數(shù)據(jù)表示，全球智能機器人市場規(guī)模預計將在2021年成長至336億美元，無論工業(yè)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(xiàn)實環(huán)境因素，也將使未來智慧家居與醫(yī)療照護等需求驅(qū)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(jīng)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(chǎn)品，市場的發(fā)展將因許多技術的演進，抑或者未來社會發(fā)展狀態(tài)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(xié)助，因此未來可發(fā)展的空間或市場規(guī)模皆可關注。」他解釋。工業(yè)市場仍為凈土不僅服務型或消費類機器人，工業(yè)產(chǎn)線使用的機械手臂市場也能關注。在工業(yè)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(chǎn)線中，可代替作業(yè)員執(zhí)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(shù)的機器人市場采購金額是由制造業(yè)貢獻，其中離散制造業(yè)占整體市場31%、流程制造業(yè)則占28%，到2020年，制造業(yè)仍將是機器人最大采用的產(chǎn)業(yè)，相關投資預估將達1,100億美元。在離散制造業(yè)，機器人主要應用實例為組裝、熔焊與涂裝；流程制造業(yè)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(jīng)理陳建成認為，目前工業(yè)領域正朝著能簡化作業(yè)步驟，也就是將作業(yè)員工作的程序由繁化簡，甚至作業(yè)程序可持續(xù)運作不中斷的狀態(tài)。不過，這些要求若是由人類作業(yè)員來執(zhí)行，時間一久，可能會「出亂子」——作業(yè)員過勞或是發(fā)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(yè)領域用機器人逐漸受到重視。國家儀器(NI)技術營銷經(jīng)理吳維翰表示，若是將機器人大略分為消費性與工業(yè)用兩大塊，相較之下，工業(yè)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(tǒng)業(yè)者可以耕耘的藍海。值得注意的是，除了消費與工業(yè)用機器人外，救難、搬運型機器人或是室內(nèi)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(fā)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(huán)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(huán)境，則需要仰賴各式各樣傳感器的協(xié)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(chǎn)品事業(yè)部技術營銷經(jīng)理林國志補充，消費型或工業(yè)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(nèi)無人機、導覽機器人，以及機械手臂的基本需求。在工業(yè)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(xié)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(yè)用傳感器需要通過工規(guī)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(xié)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(nèi)建傳感器、具備通訊技術，因此傳感器融合(Sensor Fusion)或是通訊協(xié)議執(zhí)行都需要微控制器。楊正廉強調(diào)，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(yè)用甚至特殊應用機器的市場熱度，為微控制器創(chuàng)造更多市場需求。網(wǎng)絡技術——聯(lián)系彼此未來機器人尤其是工業(yè)領域機器人，很大的一個改變將是融入聯(lián)機技術，不過，目前加入通訊技術的商品化機器人仍占少數(shù)。陳建成表示，通訊技術諸如LoRa、Sigfox、藍牙低功耗(BLE)，或是藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(mesh networking)，與傳感器進一步結合，將能衍生更多有別以往的新應用，以及為工業(yè)機器人賦予更多智慧，并提升效率。吳維翰進一步強調(diào)，無論硬件組件或零件技術如何地提升，要能在機器人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合，也就是信息科技(IT)與操作科技(OT)能夠進一步融合，掌握「整合性」關鍵，才能創(chuàng)造更多市場商機。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，打造最符合市場需求的機器人及其應用。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酬率的問題，因此大多數(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為AR在消費性市場發(fā)展優(yōu)于其他領域，但其實機器人的商機也促使消費和工業(yè)市場開始匯流，并發(fā)展更多新應用。吳維翰指出，「虛實整合」可以為工業(yè)市場開發(fā)更多新應用，更能帶來許多新商機。舉例來說，Nvidia執(zhí)行長黃仁勛在2017年GTC Taiwan中，即闡述可透過AR，讓在遠程汽車制造工廠的設計人員，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技術可以仔細查看汽車的各部分零件或是設計細節(jié)，若是有問題也可以進一步修改。不僅如此，透過AR也可以讓工廠工作人員得知機械手臂或機器人的運轉狀況，甚至可以用AR教導新進工作人員廠房機器的結構，以及如何操作，可以讓工廠作業(yè)及器具的相關知識更易于傳承。吳維翰強調(diào)，在解說工廠內(nèi)部機具構造時，無法因此停止機具并拆開一一為員工解釋其內(nèi)部構造與使用注意事項，利用AR技術，這些問題將可迎刃而解。 AR技術可讓工作人員用更簡單的方式在工業(yè)領域傳承專業(yè)知識 AI「開靈智」 AI近期因受運算技術的演進而受到極大的重視，IT界三大龍頭——微軟(Microsoft)、Google與亞馬遜(Amazon)，也宣布投入AI相關技術的研發(fā)，其中微軟與Amazon更是在臺灣設立研發(fā)中心。臺灣科技部也在2017年7月宣布將展開4年投入新臺幣40億元經(jīng)費的「半導體射月計劃」，進行AI技術研發(fā)與人才培養(yǎng)，可見AI的火熱程度。而AI這股風潮勢必也將吹向機器人領域，吳維翰認為，未來工業(yè)市場對于AI的需求將提高，進行更精細或是作業(yè)員較難進行的工作。不過，如何讓身為工廠機器人腦袋的AI融入硬件機械設備，將是相關業(yè)者需要進一步多加思考的難題。換句話說，目前的AI技術變化多難以掌握，并具備相當強大運算能力，但是若要連結工業(yè)機器人的傳感器、控制馬達，甚至教導機械手臂該做什么、如何學習新作業(yè)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，機器人勢必也將開始「進化」，可能變得如同科幻電影中具備思考能力的「擬真人」機器人。現(xiàn)階段能學習、具備思考能的機器人雖然仍是少數(shù)，然而也已多多少少引發(fā)一些爭議，因此AI加上機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器人的戰(zhàn)爭是否在未來會成為現(xiàn)實？廠商普遍認為，具備AI的機器人將與人類更進一步協(xié)同工作，而非取代人類，先前賦予機器人公民身分的作法，也僅是噱頭大于實際的意義。未來擁有AI技術的照護機器人將可能在老齡化社會中扮演居家照護的角色，解決老人長照人手不足的社會問題；或是在軍事、工業(yè)或救難領域，替代人們深入危險的境地…等。未來，相關AI開發(fā)業(yè)者若能強化人腦與計算機的溝通，并更加化為實際，相信AI機器人的優(yōu)勢與助力將可在各行各業(yè)更被感受到。

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