機(jī)器人領(lǐng)域涵蓋非常廣泛，以廣義來說，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、無人機(jī)、穿戴型機(jī)器人都可以劃在機(jī)器人的領(lǐng)域。無論是哪一種型態(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(shù)的加入，如傳感器、微控制器、攝影機(jī)、各式有線與無線通信技術(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)器人市場前景可期

根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)IDC的調(diào)查報告，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(jī)器人市場火熱程度。

另外，《中國機(jī)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(jī)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(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)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(jī)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(yù)計可達(dá)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(dá)到28%。若以機(jī)器人類別來看，中國工業(yè)機(jī)器人市場規(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，推動機(jī)器人市場快速成長的因素，主要來自技術(shù)進(jìn)步、持續(xù)增加的應(yīng)用案例，以及市場接受度的提升。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)器人市場不可忽視

若從機(jī)器人應(yīng)用市場來看，服務(wù)型與消費型機(jī)器人市場發(fā)展力道頗為強(qiáng)勁。工研院產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與趨勢研究中心(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(jī)器人市場規(guī)模預(yù)計將在2021年成長至336億美元，無論工業(yè)型或是服務(wù)型的機(jī)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(hù)等需求驅(qū)動服務(wù)型機(jī)器人銷售成長更加快速。

意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)資深營銷經(jīng)理楊正廉表示，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，市場的發(fā)展將因許多技術(shù)的演進(jìn)，抑或者未來社會發(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，無論是透過一些手勢或是語音人機(jī)接口(UI)，進(jìn)一步提供人們一些必要的陪伴或是協(xié)助，因此未來可發(fā)展的空間或市場規(guī)模皆可關(guān)注。」他解釋。

工業(yè)市場仍為凈土

不僅服務(wù)型或消費類機(jī)器人，工業(yè)產(chǎn)線使用的機(jī)械手臂市場也能關(guān)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(jī)械手臂、搬運機(jī)器人…等在工廠生產(chǎn)線中，可代替作業(yè)員執(zhí)行較危險工作的機(jī)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(jī)器人市場采購金額是由制造業(yè)貢獻(xiàn)，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(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)電與感測組件技術(shù)營銷經(jīng)理陳建成認(rèn)為，目前工業(yè)領(lǐng)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(jī)器人或是機(jī)械手臂來替代，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。國家儀器(NI)技術(shù)營銷經(jīng)理吳維翰表示，若是將機(jī)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(jī)器人市場仍是一塊處女地，市場競爭度相較于消費型機(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，除了消費與工業(yè)用機(jī)器人外，救難、搬運型機(jī)器人或是室內(nèi)無人機(jī)等較特殊用途的機(jī)器人，由于能深入到救難人員無法到達(dá)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(dǎo)入這類特殊用器人，可預(yù)期此類機(jī)器人的市場在未來也會有更多的發(fā)展空間。

關(guān)鍵組件與技術(shù)助力

上述提到IDC分析機(jī)器人市場快速成長的原因之一是技術(shù)的進(jìn)步。的確，在軟件與硬件技術(shù)不斷更迭的同時，促使機(jī)器人的功能越來越豐富、也越來越能滿足應(yīng)用需求，而機(jī)器人市場接受度的逐步提升，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，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。陳建成說明，消費型機(jī)器人包括掃地機(jī)器人、無人機(jī)、導(dǎo)覽機(jī)器人…等，與手機(jī)使用的傳感器大同小異，大多是加速度計加陀螺儀，再加壓力計即已足夠，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)營銷經(jīng)理林國志補(bǔ)充，消費型或工業(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(jī)器人、室內(nèi)無人機(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、陀螺儀確保移動的方向性之外，還需要MEMS麥克風(fēng)協(xié)助收集機(jī)械震動信息，可了解機(jī)器手臂運作狀況，防止震動過大影響機(jī)械手臂的動作方向與準(zhǔn)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(qiáng)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(rèn)證、具備長期(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——行動自如

機(jī)器人要能做出動作或是行走，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作，一定需要馬達(dá)，此時，微控制器即成為必得使用、萬不可省的組件。

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(yīng)用范疇。即便如此，近期無論消費性或工業(yè)用甚至特殊應(yīng)用機(jī)器的市場熱度，為微控制器創(chuàng)造更多市場需求。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——聯(lián)系彼此

未來機(jī)器人尤其是工業(yè)領(lǐng)域機(jī)器人，很大的一個改變將是融入聯(lián)機(jī)技術(shù)，不過，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，打造最符合市場需求的機(jī)器人及其應(yīng)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(rèn)為AR在消費性市場發(fā)展優(yōu)于其他領(lǐng)域，但其實機(jī)器人的商機(jī)也促使消費和工業(yè)市場開始匯流，并發(fā)展更多新應(yīng)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(yīng)用，更能帶來許多新商機(jī)。

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(yuǎn)程汽車制造工廠的設(shè)計人員，為***與會來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)計細(xì)節(jié)，若是有問題也可以進(jìn)一步修改。

不僅如此，透過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)知識更易于傳承。吳維翰強(qiáng)調(diào)，在解說工廠內(nèi)部機(jī)具構(gòu)造時，無法因此停止機(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，利用AR技術(shù)，這些問題將可迎刃而解。

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

AI「開靈智」

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***設(shè)立研發(fā)中心。***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(dǎo)體射月計劃」，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)潮勢必也將吹向機(jī)器人領(lǐng)域，吳維翰認(rèn)為，未來工業(yè)市場對于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，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，目前的AI技術(shù)變化多難以掌握，并具備相當(dāng)強(qiáng)大運算能力，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(jī)器人勢必也將開始「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。現(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)一些爭議，因此AI加上機(jī)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(jī)器人的戰(zhàn)爭是否在未來會成為現(xiàn)實？

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，也僅是噱頭大于實際的意義。未來擁有AI技術(shù)的照護(hù)機(jī)器人將可能在老齡化社會中扮演居家照護(hù)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(lǐng)域，替代人們深入危險的境地…等。

未來，相關(guān)AI開發(fā)業(yè)者若能強(qiáng)化人腦與計算機(jī)的溝通，并更加化為實際，相信AI機(jī)器人的優(yōu)勢與助力將可在各行各業(yè)更被感受到。