機(jī)器人領(lǐng)域涵蓋非常廣泛，以廣義來(lái)說(shuō)，機(jī)器人包含機(jī)械手臂、擬人形機(jī)器人、特殊領(lǐng)域應(yīng)用機(jī)器人，甚至掃地機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、穿戴型機(jī)器人都可以劃在機(jī)器人的領(lǐng)域。無(wú)論是哪一種型態(tài)的機(jī)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(xiǎn)區(qū)域采集或讀取信息、陪伴及照護(hù)老人、在工廠提升組裝作業(yè)的速度…等，但這些機(jī)器人多停留在一個(gè)口令一個(gè)動(dòng)作的階段，仍無(wú)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(shù)的加入，如傳感器、微控制器、攝影機(jī)、各式有線與無(wú)線通信技術(shù)，以及近期正夯的人工智能(AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺、擴(kuò)增實(shí)境(AR)…等，機(jī)器人漸漸可以開始協(xié)助人類執(zhí)行更多事。

機(jī)器人市場(chǎng)前景可期

根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)IDC的調(diào)查報(bào)告，由于全球瘋迷機(jī)器人，因此全球機(jī)器人與相關(guān)服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將由2016年的915億美元(約新臺(tái)幣2.9兆元)，倍增為至2020年的1,880億美元(約新臺(tái)幣6兆元)，反映出機(jī)器人市場(chǎng)火熱程度。

另外，《中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2017)》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也顯示，全球機(jī)器人將迎來(lái)新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的蓬勃發(fā)展， 2017年全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到232億美元，且2012~2017年的年平均增長(zhǎng)率近17%。其中，中國(guó)大陸2017年機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模受惠于“中國(guó)制造2025”計(jì)劃推動(dòng)，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)62.8億美元，約占全球市場(chǎng)三分之一的比重，而2012~2017年的平均增長(zhǎng)率達(dá)到28%。若以機(jī)器人類別來(lái)看，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模為42.2億美元、服務(wù)機(jī)器人為13.2億美元，而特種機(jī)器人則是7.4億美元。

IDC分析，推動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)快速成長(zhǎng)的因素，主要來(lái)自技術(shù)進(jìn)步、持續(xù)增加的應(yīng)用案例，以及市場(chǎng)接受度的提升。技術(shù)進(jìn)步主要貢獻(xiàn)在機(jī)器人可以執(zhí)行的任務(wù)種類增加，進(jìn)而促使更多產(chǎn)業(yè)得以采用機(jī)器人執(zhí)行相關(guān)企業(yè)任務(wù)。

服務(wù)型機(jī)器人市場(chǎng)不可忽視

若從機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)看，服務(wù)型與消費(fèi)型機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展力道頗為強(qiáng)勁。工研院產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與趨勢(shì)研究中心(IEK)分析師黃仲宏認(rèn)為，機(jī)器人在AI加持下，尤其服務(wù)型機(jī)器人，未來(lái)將形成新的商業(yè)體系。IEK統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表示，全球智能機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將在2021年成長(zhǎng)至336億美元，無(wú)論工業(yè)型或是服務(wù)型的機(jī)器人市場(chǎng)都即將逐漸成長(zhǎng)。其中，人手短缺越來(lái)越顯著的現(xiàn)實(shí)環(huán)境因素，也將使未來(lái)智慧家居與醫(yī)療照護(hù)等需求驅(qū)動(dòng)服務(wù)型機(jī)器人銷售成長(zhǎng)更加快速。

意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)資深營(yíng)銷經(jīng)理?xiàng)钫硎?，雖然目前服務(wù)型機(jī)器人尚未被廣泛使用，但該類型機(jī)器人如Zenbo、Pepper或是照護(hù)機(jī)器人…等，以及消費(fèi)型機(jī)器人，如掃地機(jī)器人、玩具機(jī)器人…等可歸納在高階機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)品，市場(chǎng)的發(fā)展將因許多技術(shù)的演進(jìn)，抑或者未來(lái)社會(huì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)而變得相當(dāng)可期。

楊正廉所指的高階機(jī)器人，具備與人類互動(dòng)的能力，“高階機(jī)器人不只是玩具，這類機(jī)器人可以和人們互動(dòng)，無(wú)論是透過(guò)一些手勢(shì)或是語(yǔ)音人機(jī)接口(UI)，進(jìn)一步提供人們一些必要的陪伴或是協(xié)助，因此未來(lái)可發(fā)展的空間或市場(chǎng)規(guī)模皆可關(guān)注。”他解釋。

工業(yè)市場(chǎng)仍為凈土

不僅服務(wù)型或消費(fèi)類機(jī)器人，工業(yè)產(chǎn)線使用的機(jī)械手臂市場(chǎng)也能關(guān)注。在工業(yè)4.0推展更安全或高度自動(dòng)化工廠議題的推動(dòng)下，機(jī)械手臂、搬運(yùn)機(jī)器人…等在工廠生產(chǎn)線中，可代替作業(yè)員執(zhí)行較危險(xiǎn)工作的機(jī)器人，也逐漸開始受到市場(chǎng)重視。

IDC表示，2016年超過(guò)半數(shù)的機(jī)器人市場(chǎng)采購(gòu)金額是由制造業(yè)貢獻(xiàn)，其中離散制造業(yè)占整體市場(chǎng)31%、流程制造業(yè)則占28%，到2020年，制造業(yè)仍將是機(jī)器人最大采用的產(chǎn)業(yè)，相關(guān)投資預(yù)估將達(dá)1,100億美元。在離散制造業(yè)，機(jī)器人主要應(yīng)用實(shí)例為組裝、熔焊與涂裝；流程制造業(yè)中，機(jī)器人的主要應(yīng)用則為混合。

意法半導(dǎo)體模擬、微機(jī)電與感測(cè)組件技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理陳建成認(rèn)為，目前工業(yè)領(lǐng)域正朝著能簡(jiǎn)化作業(yè)步驟，也就是將作業(yè)員工作的程序由繁化簡(jiǎn)，甚至作業(yè)程序可持續(xù)運(yùn)作不中斷的狀態(tài)。不過(guò)，這些要求若是由人類作業(yè)員來(lái)執(zhí)行，時(shí)間一久，可能會(huì)“出亂子”——作業(yè)員過(guò)勞或是發(fā)生致命性的危險(xiǎn)，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)械手臂來(lái)替代，將是較佳的方式，也因此工業(yè)領(lǐng)域用機(jī)器人逐漸受到重視。國(guó)家儀器(NI)技術(shù)營(yíng)銷經(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)器人市場(chǎng)仍是一塊處女地，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)度相較于消費(fèi)型機(jī)器人仍較小，是相關(guān)組件、系統(tǒng)業(yè)者可以耕耘的藍(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(wú)人機(jī)等較特殊用途的機(jī)器人，由于能深入到救難人員無(wú)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，因此目前有些國(guó)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(chǎng)在未來(lái)也會(huì)有更多的發(fā)展空間。

關(guān)鍵組件與技術(shù)助力

上述提到IDC分析機(jī)器人市場(chǎng)快速成長(zhǎng)的原因之一是技術(shù)的進(jìn)步。的確，在軟件與硬件技術(shù)不斷更迭的同時(shí)，促使機(jī)器人的功能越來(lái)越豐富、也越來(lái)越能滿足應(yīng)用需求，而機(jī)器人市場(chǎng)接受度的逐步提升，也提高相關(guān)半導(dǎo)體組件的采用率，為半導(dǎo)體組件拓展新應(yīng)用市場(chǎng)，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)械手臂要能在設(shè)定的方向動(dòng)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協(xié)助。陳建成說(shuō)明，消費(fèi)型機(jī)器人包括掃地機(jī)器人、無(wú)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)用最大差別在于搭配的軟件。

意法半導(dǎo)體影像產(chǎn)品事業(yè)部技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理林國(guó)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(cè)距與延邊控制，即須添加飛行時(shí)間(ToF)傳感器，而這些功能通常是掃地機(jī)器人、室內(nèi)無(wú)人機(jī)、導(dǎo)覽機(jī)器人，以及機(jī)械手臂的基本需求。

在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，由于對(duì)機(jī)械手臂和機(jī)器人的要求是高度安全、精確及可靠度，因此除了加速度計(jì)、陀螺儀確保移動(dòng)的方向性之外，還需要MEMS麥克風(fēng)協(xié)助收集機(jī)械震動(dòng)信息，可了解機(jī)器手臂運(yùn)作狀況，防止震動(dòng)過(guò)大影響機(jī)械手臂的動(dòng)作方向與準(zhǔn)確性。

至于磁力計(jì)，滲透率則相對(duì)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(duì)方向。更重要的是，工業(yè)用傳感器需要通過(guò)工規(guī)認(rèn)證、具備長(zhǎng)期(最少10年)供貨保證，以及具備高準(zhǔn)確度與可靠性。

微控制器——行動(dòng)自如

機(jī)器人要能做出動(dòng)作或是行走，需要馬達(dá)協(xié)助，而要能控制馬達(dá)則需要微控制器。楊正廉表示，機(jī)器人行走或是做出動(dòng)作，一定需要馬達(dá)，此時(shí)，微控制器即成為必得使用、萬(wàn)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(qiáng)調(diào)，機(jī)器人平衡控制、人機(jī)接口與互動(dòng)功能，在在都需要微控制器支持，唯獨(dú)AI或是云端運(yùn)算相關(guān)技術(shù)需要處理器的高運(yùn)算能力，并非微控制器的應(yīng)用范疇。即便如此，近期無(wú)論消費(fèi)性或工業(yè)用甚至特殊應(yīng)用機(jī)器的市場(chǎng)熱度，為微控制器創(chuàng)造更多市場(chǎng)需求。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——聯(lián)系彼此

未來(lái)機(jī)器人尤其是工業(yè)領(lǐng)域機(jī)器人，很大的一個(gè)改變將是融入聯(lián)機(jī)技術(shù)，不過(guò)，目前加入通訊技術(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 networking)，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，以及為工業(yè)機(jī)器人賦予更多智慧，并提升效率。

吳維翰進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，無(wú)論硬件組件或零件技術(shù)如何地提升，要能在機(jī)器人市場(chǎng)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)造更多市場(chǎng)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，打造最符合市場(chǎng)需求的機(jī)器人及其應(yīng)用。然而同時(shí)具備硬件及軟件知識(shí)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(wèn)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(shí)傳承

也許你會(huì)認(rèn)為AR在消費(fèi)性市場(chǎng)發(fā)展優(yōu)于其他領(lǐng)域，但其實(shí)機(jī)器人的商機(jī)也促使消費(fèi)和工業(yè)市場(chǎng)開始匯流，并發(fā)展更多新應(yīng)用。吳維翰指出，「虛實(shí)整合」可以為工業(yè)市場(chǎng)開發(fā)更多新應(yīng)用，更能帶來(lái)許多新商機(jī)。

舉例來(lái)說(shuō)，Nvidia執(zhí)行長(zhǎng)黃仁勛在2017年GTC Taiwan中，即闡述可透過(guò)AR，讓在遠(yuǎn)程汽車制造工廠的設(shè)計(jì)人員，為臺(tái)灣與會(huì)來(lái)賓解釋正在打造的新款汽車有何功能，利用AR技術(shù)可以仔細(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(wèn)題也可以進(jìn)一步修改。

不僅如此，透過(guò)AR也可以讓工廠工作人員得知機(jī)械手臂或機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，甚至可以用AR教導(dǎo)新進(jìn)工作人員廠房機(jī)器的結(jié)構(gòu)，以及如何操作，可以讓工廠作業(yè)及器具的相關(guān)知識(shí)更易于傳承。吳維翰強(qiáng)調(diào)，在解說(shuō)工廠內(nèi)部機(jī)具構(gòu)造時(shí)，無(wú)法因此停止機(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(wèn)題將可迎刃而解。

AR技術(shù)可讓工作人員用更簡(jiǎn)單的方式在工業(yè)領(lǐng)域傳承專業(yè)知識(shí)

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相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，其中微軟與Amazon更是在臺(tái)灣設(shè)立研發(fā)中心。臺(tái)灣科技部也在2017年7月宣布將展開4年投入新臺(tái)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(shì)必也將吹向機(jī)器人領(lǐng)域，吳維翰認(rèn)為，未來(lái)工業(yè)市場(chǎng)對(duì)于AI的需求將提高，進(jìn)行更精細(xì)或是作業(yè)員較難進(jìn)行的工作。不過(guò)，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，將是相關(guān)業(yè)者需要進(jìn)一步多加思考的難題。

換句話說(shuō)，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)，甚至教導(dǎo)機(jī)械手臂該做什么、如何學(xué)習(xí)新作業(yè)方式，還需要一段時(shí)間的融合，才能發(fā)揮AI的能力。

帶來(lái)新氣象還是驚悚？

在AI大行其道的同時(shí)，機(jī)器人勢(shì)必也將開始“進(jìn)化”，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?，F(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)一些爭(zhēng)議，因此AI加上機(jī)器人對(duì)人類的生活究竟會(huì)帶來(lái)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(zhēng)是否在未來(lái)會(huì)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。未來(lái)?yè)碛蠥I技術(shù)的照護(hù)機(jī)器人將可能在老齡化社會(huì)中扮演居家照護(hù)的角色，解決老人長(zhǎng)照人手不足的社會(huì)問(wèn)題；或是在軍事、工業(yè)或救難領(lǐng)域，替代人們深入危險(xiǎn)的境地…等。

未來(lái)，相關(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(shì)與助力將可在各行各業(yè)更被感受到。