機器人領(lǐng)域涵蓋非常廣泛，以廣義來(lái)說(shuō)，機器人包含機械手臂、擬人形機器人、特殊領(lǐng)域應用機器人，甚至掃地機器人、無(wú)人機、穿戴型機器人都可以劃在機器人的領(lǐng)域。無(wú)論是哪一種型態(tài)的機器人，已經(jīng)開(kāi)始慢慢協(xié)助人類(lèi)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(chǎng)提升組裝作業(yè)的速度…等，但這些機器人多停留在一個(gè)口令一個(gè)動(dòng)作的階段，仍無(wú)法舉一反三“思考”人類(lèi)需要他們額外做些什么工作。

但隨著(zhù)更多新舊技術(shù)的加入，如傳感器、微控制器、攝影機、各式有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，以及近期正夯的人工智能(AI)、機器學(xué)習、機器視覺(jué)、擴增實(shí)境(AR)…等，機器人漸漸可以開(kāi)始協(xié)助人類(lèi)執行更多事。

機器人市場(chǎng)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(guān)服務(wù)市場(chǎng)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(chǎng)火熱程度。

另外，《中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2017)》統計數據也顯示，全球機器人將迎來(lái)新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的蓬勃發(fā)展， 2017年全球機器人市場(chǎng)規模將達到232億美元，且2012~2017年的年平均增長(cháng)率近17%。其中，中國大陸2017年機器人市場(chǎng)規模受惠于“中國制造2025”計劃推動(dòng)，市場(chǎng)規模預計可達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(cháng)率達到28%。若以機器人類(lèi)別來(lái)看，中國工業(yè)機器人市場(chǎng)規模為42.2億美元、服務(wù)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(dòng)機器人市場(chǎng)快速成長(cháng)的因素，主要來(lái)自技術(shù)進(jìn)步、持續增加的應用案例，以及市場(chǎng)接受度的提升。技術(shù)進(jìn)步主要貢獻在機器人可以執行的任務(wù)種類(lèi)增加，進(jìn)而促使更多產(chǎn)業(yè)得以采用機器人執行相關(guān)企業(yè)任務(wù)。

服務(wù)型機器人市場(chǎng)不可忽視

若從機器人應用市場(chǎng)來(lái)看，服務(wù)型與消費型機器人市場(chǎng)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A(yíng)I加持下，尤其服務(wù)型機器人，未來(lái)將形成新的商業(yè)體系。IEK統計數據表示，全球智能機器人市場(chǎng)規模預計將在2021年成長(cháng)至336億美元，無(wú)論工業(yè)型或是服務(wù)型的機器人市場(chǎng)都即將逐漸成長(cháng)。其中，人手短缺越來(lái)越顯著(zhù)的現實(shí)環(huán)境因素，也將使未來(lái)智慧家居與醫療照護等需求驅動(dòng)服務(wù)型機器人銷(xiāo)售成長(cháng)更加快速。

意法半導體(STMicroelectronics)資深營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理楊正廉表示，雖然目前服務(wù)型機器人尚未被廣泛使用，但該類(lèi)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(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(lèi)互動(dòng)的能力，“高階機器人不只是玩具，這類(lèi)機器人可以和人們互動(dòng)，無(wú)論是透過(guò)一些手勢或是語(yǔ)音人機接口(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)型或消費類(lèi)機器人，工業(yè)產(chǎn)線(xiàn)使用的機械手臂市場(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(chǎng)議題的推動(dòng)下，機械手臂、搬運機器人…等在工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)中，可代替作業(yè)員執行較危險工作的機器人，也逐漸開(kāi)始受到市場(chǎng)重視。

IDC表示，2016年超過(guò)半數的機器人市場(chǎng)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(chǎng)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(guān)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(shí)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(shù)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理陳建成認為，目前工業(yè)領(lǐng)域正朝著(zhù)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)程序可持續運作不中斷的狀態(tài)。不過(guò)，這些要求若是由人類(lèi)作業(yè)員來(lái)執行，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，以至于工廠(chǎng)得停工，造成重大損失。

有鑒于此，由機器人或是機械手臂來(lái)替代，將是較佳的方式，也因此工業(yè)領(lǐng)域用機器人逐漸受到重視。國家儀器(NI)技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)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(chǎng)仍是一塊處女地，市場(chǎng)競爭度相較于消費型機器人仍較小，是相關(guān)組件、系統業(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無(wú)人機等較特殊用途的機器人，由于能深入到救難人員無(wú)法到達的地方，或是具備“神力”可搬運比人類(lèi)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(lèi)特殊用器人，可預期此類(lèi)機器人的市場(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分析機器人市場(chǎng)快速成長(cháng)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)，促使機器人的功能越來(lái)越豐富、也越來(lái)越能滿(mǎn)足應用需求，而機器人市場(chǎng)接受度的逐步提升，也提高相關(guān)半導體組件的采用率，為半導體組件拓展新應用市場(chǎng)，可謂“魚(yú)幫水，水幫魚(yú)”。

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(dòng)作、防止碰撞…等進(jìn)一步了解環(huán)境，則需要仰賴(lài)各式各樣傳感器的協(xié)助。陳建成說(shuō)明，消費型機器人包括掃地機器人、無(wú)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(shù)營(yíng)銷(xiāo)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(shí)間(ToF)傳感器，而這些功能通常是掃地機器人、室內無(wú)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(lǐng)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(dòng)的方向性之外，還需要MEMS麥克風(fēng)協(xié)助收集機械震動(dòng)信息，可了解機器手臂運作狀況，防止震動(dòng)過(guò)大影響機械手臂的動(dòng)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(guò)工規認證、具備長(cháng)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(dòng)自如

機器人要能做出動(dòng)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(dòng)作，一定需要馬達，此時(shí)，微控制器即成為必得使用、萬(wàn)不可省的組件。

另外，機器人需要內建傳感器、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(dòng)功能，在在都需要微控制器支持，唯獨AI或是云端運算相關(guān)技術(shù)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(wú)論消費性或工業(yè)用甚至特殊應用機器的市場(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)機器人尤其是工業(yè)領(lǐng)域機器人，很大的一個(gè)改變將是融入聯(lián)機技術(shù)，不過(guò)，目前加入通訊技術(shù)的商品化機器人仍占少數。陳建成表示，通訊技術(shù)諸如LoRa、Sigfox、藍牙低功耗(BLE)，或是藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )(mesh networking)，與傳感器進(jìn)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(jìn)一步強調，無(wú)論硬件組件或零件技術(shù)如何地提升，要能在機器人市場(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。

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)需求的機器人及其應用。然而同時(shí)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一批軟件人才得考慮投資報酬率的問(wèn)題，因此大多數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(huì )認為AR在消費性市場(chǎng)發(fā)展優(yōu)于其他領(lǐng)域，但其實(shí)機器人的商機也促使消費和工業(yè)市場(chǎng)開(kāi)始匯流，并發(fā)展更多新應用。吳維翰指出，「虛實(shí)整合」可以為工業(yè)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)更多新應用，更能帶來(lái)許多新商機。

舉例來(lái)說(shuō)，Nvidia執行長(cháng)黃仁勛在2017年GTC Taiwan中，即闡述可透過(guò)AR，讓在遠程汽車(chē)制造工廠(chǎng)的設計人員，為臺灣與會(huì )來(lái)賓解釋正在打造的新款汽車(chē)有何功能，利用AR技術(shù)可以仔細查看汽車(chē)的各部分零件或是設計細節，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(chǎng)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(jìn)工作人員廠(chǎng)房機器的結構，以及如何操作，可以讓工廠(chǎng)作業(yè)及器具的相關(guān)知識更易于傳承。吳維翰強調，在解說(shuō)工廠(chǎng)內部機具構造時(shí)，無(wú)法因此停止機具并拆開(kāi)一一為員工解釋其內部構造與使用注意事項，利用AR技術(shù)，這些問(wèn)題將可迎刃而解。

esmc03011538AR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(zhuān)業(yè)知識

AI“開(kāi)靈智”

AI近期因受運算技術(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更是在臺灣設立研發(fā)中心。臺灣科技部也在2017年7月宣布將展開(kāi)4年投入新臺幣40億元經(jīng)費的「半導體射月計劃」，進(jìn)行AI技術(shù)研發(fā)與人才培養，可見(jiàn)AI的火熱程度。

而AI這股風(fēng)潮勢必也將吹向機器人領(lǐng)域，吳維翰認為，未來(lái)工業(yè)市場(chǎng)對于A(yíng)I的需求將提高，進(jìn)行更精細或是作業(yè)員較難進(jìn)行的工作。不過(guò)，如何讓身為工廠(chǎng)機器人腦袋的AI融入硬件機械設備，將是相關(guān)業(yè)者需要進(jìn)一步多加思考的難題。

換句話(huà)說(shuō)，目前的AI技術(shù)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(xué)習新作業(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A(yíng)I大行其道的同時(shí)，機器人勢必也將開(kāi)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”機器人?，F階段能學(xué)習、具備思考能的機器人雖然仍是少數，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(lèi)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(lèi)與機器人的戰爭是否在未來(lái)會(huì )成為現實(shí)？

廠(chǎng)商普遍認為，具備AI的機器人將與人類(lèi)更進(jìn)一步協(xié)同工作，而非取代人類(lèi)，先前賦予機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)的照護機器人將可能在老齡化社會(huì )中扮演居家照護的角色，解決老人長(cháng)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，替代人們深入危險的境地…等。

未來(lái)，相關(guān)AI開(kāi)發(fā)業(yè)者若能強化人腦與計算機的溝通，并更加化為實(shí)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。