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解讀智能機器人的應用及作用

電子工程師 ? 來源:網絡整理 ? 作者:工程師姚遠香 ? 2018-07-07 09:59 ? 次閱讀

不久前,日本本田公司(Honda)知名的ASIMO人型機器人上臺擔任指揮,帶領底特律交響樂團演出百老匯音樂劇“夢幻騎士”中的名曲《The Impossible Dream》,全場演出樂手與觀眾皆報以熱烈掌聲。而麻省理工學院(MIT)機械腳實驗室研究員赫爾的下半身看起來就像機器人,他是一位雙腿截肢的殘障人士,正研究如何以金屬桿取代骨頭、用精密的計算機電路板代替腿部肌肉功能,研發出以人造肌肉驅動的義肢。

自1970年產業用機器人大量運用在工業生產,如汽機車、機械、半導體等產業之后,近年來隨著市場需求與應用趨向多元化,再加上過去十年來人工智能傳感技術等的進展,驅動了智能機器人時代的來臨,機器人與我們的生活,甚至身體也更加密不可分。


圖1 Honda所研發的智能機器人于今年5月13日,指揮底特律交響樂團并與華裔大提琴家馬友友握手(來源:Honda)

服務用智能機器人為產業推手

國際機器人協會(IFR)與聯合國歐洲經濟委員會(UNECE)調查分析指出,2003到2006年累計機器人需求達220萬臺,有三萬種的應用產品出現;自2004至2007年間服務用智能機器人之產量將成長為670萬臺,在機械控制技術漸趨成熟的情況下,家務用機器人躍升成為主流,占總產量之61.83%,居于第二位的教育娛樂用機器人占37.25%,從2012到2020年,機器人市場總值保守估計可望達到800~2500億美元之間,主要成長的領域將是非工業領域—尤其是玩具、交通、健康和老年人護理等服務用智能機器人,與個人/家用服務機器人;而“機器人”這個概念,也從模擬人的行為或形體,擴展成能學習并以自動化方式取代某些人類行為的裝置。

服務用智能機器人具備有多重傳感系統、遠程監控、警報通知及多媒體導覽等功能。根據國際機器人協會所訂定之分類標準,服務用智能機器人可依照使用目的區分為19大類,如表1。其中最被看好的機器人應用為醫療、居家服務以及娛樂等應用。

表1 服務用智能機器人用途分類表(來源:IFR)

目前市場上醫療用機器人,仍是以操控式機械手臂加上顯微影像顯示系統所結合操作、共同使用之手術型機器人為主。目前最新的是由美國IS(Intuitive Surgical)公司所制造的機器人內窺鏡手術裝置“達芬奇系統”(照片2)。優點在于可大幅降低手術過程中的感染問題,并進入一般醫師手部所無法伸入之器官組織;此外,配合視訊傳輸與影像顯示技術的進步,可望能進一步實現遠距手術。醫療用機器人的進階應用之一則朝向讓機器人成為人體一部分—人機一體的方向邁進。譬如正在發展中的人工心臟、視網膜、能接收神經信號的智能型義肢等,讓身體因受傷或生病而出現功能缺陷的人,可以有更多替換或矯正的選擇。此外,復健與看護機器人的需求也隨著人力不足的問題而增加。


圖2 達芬奇系統(來源:Intuitive Surgical)

居家服務機器人為目前推展最順利的機器人產品之一。全球吸塵器每年需求量為6000萬臺,預估智能型吸塵器機器人將占總銷售量的1.6%。現階段獨占鰲頭的美國機器人大廠iRobot長期以來與美國國防部及太空總署合作,看好人們對生活質量和健康的要求,便從軍事用途機器人跨足居家服務機器人,更與Clorox共同研發Roomba的進階機種Scooba—除了吸塵功能外,還具有拖地功能。去年9月iRobot(照片3)在紐約舉辦數字生活展又推出了兩款新機種,一款是可在雨天進行戶外打掃的機器人iRobot Looj;另一款則是可通過鏡頭與麥克風進行遠程溝通的iRobot ConnectR,讓使用者可對家中環境進行互動監控。雖然iRobot尚未發展出多功能的整合型管家機器人,但足可看其出布局居家服務機器人的野心。


圖3 已融入人們家庭的iRobot家用清潔機器人(來源: iRobot)

在娛樂機器人部分可發揮的空間就更多了。從Sony推出的寵物狗愛寶Aibo,到近期具有情緒表達能力的機器恐龍Pleo,今年暑假燃起新旋風的則是Wall-E(照片4)。這是由迪斯尼動畫消費者產品部門(Disney Consumer Products)準備推出一系列與最新動畫片Wall-E相關的機器人產品。“Wall-E終極機器人”有十個馬達可讓它自由運動,還可跟著人的聲音行走、自動繞開障礙物,并傳感人員進出房間,最討喜的部分是它啟動后會說話并隨著音樂跳舞,插入iPod或其它的MP3播放器,就會變身成i-Dog或i-Cy動感音樂裝置。


圖4 迪斯尼動最新機器人動畫片“Wall-E”中的機器人(來源:迪斯尼)

種類繁多的智能機器人產品創造了高產值,也為背后關聯產業創造了新商機。譬如精密機械、零器件及ICT產業,包括網通、主機板、控制芯片、軟件、馬達、電池等相關零組件等,高附加價值的特性,也造就了多樣化、且大量的市場需求。

打破“人形迷思”,機器人發展無限廣

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