延續自下半年COAMPUTEX、機器人與自動化展、SEMICON等一系列大展以來,各家大廠皆以人型機器人、機器狗及系統整合為主要賣點。工研院也在近期舉行的創新周,展示未來將如何落實「AI新十大建設」與產業共同在臺南從研發、應用到試量產,打造AI無人載具生態系,創造與大國競合的差異性。
當全球制造業在關稅壁壘下,面臨更嚴重的勞動力短缺、成本上升與客制化需求激增,智慧制造不只是趨勢,更是企業邁向高值化與永續營運的核心戰略,機器人技術則成為推動產業轉型升級的核心動力。
包括中國大陸與歐、美、日、韓系廠商皆明確拉開戰線,積極開發機器人本體,全面投入從研發、量產到商業模式整合的全方位布局。臺灣在這場技術、資本與政策合力驅動的競賽下,更應積極思考如何創造差異性,藉此爭取最大利益,而不是在地緣壓力下被迫選邊站。
目前AI人形機器人內部主要軟硬體元件,可概分為:「大腦」負責感知,包含AI晶片及軟體、控制器,負責導航、控制、互動等功能。「小腦」負責運動控制、輔助平衡、快速響應,如伺服馬達及驅動系統、行星式滾柱螺桿、諧波/行星式減速機、聯軸器等14~30具關節模組的傳動元件,甚至可組成每只需要6具關節模組的靈巧手。另有機器視覺鏡頭、振動、力矩、觸覺、聽覺等感測元件,以及電池、麥克風等關鍵零組(配)件。
人型機器人現身展演 陸系開放軟體平臺占優勢
其中軟體在智慧工廠與機器人設備上至關重要,且為力求提高擺放定位精度,必須透過機器視覺以校正機器人手臂取放定位,這些都是軟體控制關鍵。陸企則多半采取開放架構,有別於美系人型機器人新創團隊的封閉架構為主,不會讓臺廠做軟體修改。
因此,從今年臺北國際自動化展可見,雖然有關人型機器人展示的數量增加,但除了成本考量之外,包含和跣、所羅門等服務業者,也都選擇結合陸制機器人(狗)硬體載具,與自家開發軟體編程、視覺語言AI模型(VLM)等系統整合解決方案,搶進智慧制造與物流應用。
根據統計,現今關節模組占人形機器人成本結構甚重,即使已有如達明機器人發表臺灣首部自制人型機器人,仍坦言在關鍵零組件自制率有努力空間。
至於在特斯拉Optimus的成本比重約15%~20%,宇樹科技占比達40%~50%,若控制感測軟體成熟,將促使兩方成本可明顯降低。近期也傳出Optimus因靈巧手承載力不足,將導致產品面臨續航力不足和軟硬整合的挑戰,而暫停生產的消息。
傳驅動大廠各自努力 聚焦零組件模組攻頂
由此可見,機器人產業下階段的競爭焦點,應是轉向系統整合能力與實際應用驗證成果,臺廠也為此搶占關鍵模組和零配件商機,對於未來人形機器人商用化的看法審慎樂觀。
如東元電機在今年自動化展上發表多款人型機器人關節,并且強調將會更積極自制硬體與軟體,專注於開發高扭力輸出的關節模組,以達到140N-m以上需求的大型、高單價且設計難度較高的應用領域,避開與陸系品牌在紅海市場價格競爭。
臺達則宣布已成立人形機器人實驗室,將先專注於小腦端運動控制的「動力面」,由模組機器人RS-M融合工業型與協作型機器人的特點,發揮各自高速及精準效能、友善使用等特性。并將關節、感測器模組化,朝向開發輕量化高撓性關節(joint)、小型末端感知模組,可依客戶所需的載重功能更換零件,快速布齊產品線及On-site保養維修、多種介面與周邊整合。
臺達電機電事業群總經理劉隹容表示,目前臺達既采取整合內部軟硬體不同部門,協作開發機器人的大小腦機構與應用;也不排除與外部夥伴合作的策略,因為在臺中、臺南都有據點,將足以支援未來在南臺灣為主的機器人研發、應用場域及生產基地。
AI機器人跨業結盟 打造非紅供應鏈
然而,盡管關鍵零組件基礎扎實,臺灣的角色仍有高度局限,核心問題在於缺乏平臺整合力量與國際話語權,使臺廠常淪為代工或模組供應商,無法掌握高附加價值軟體、資料庫與生態系,將難以突破附加價值天花板。
反之,產官學研各界若能趁機從技術、標準、平臺與國際戰略重新構筑機器人產業鏈的位置,不僅是關??次世代科技的選擇,更是一項攸關臺灣國際定位與經濟安全的關鍵政策,將有潛力成為全球智慧機器人系統核心的主要整合力量。(如表1)
在今年自動化展前,便由臺灣6個指標公協會共同發起的「臺灣 AI 機器人產業大聯盟」,便期待能結合臺灣在AI、機器人、資通訊、電機電子、機械制造與系統應用等產業強項,整合各界跨域技術能量打造非紅供應鏈。
并配合政府持續推動法規調適、應用端開發與國際接軌,帶領臺灣AI機器人產業邁向國際。國科會也已宣布「AI新十大建設」政策,將透過工研院南分院既有六甲院區的創新與應用研發中心,以及尚待變更地目中的柳營科技園區三期基地、國發會新核準的南科四期沙侖生態科學園區計畫,形成AI與機器人的研發重鎮,打造從研發、應用到試量產的完整生態系。
表一 臺灣現有機器人關鍵技術投資
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技術分類
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關鍵技術
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投入狀況
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AI與智慧控制
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- 機器學習
- 深度學習
- 晶片制造
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- 缺乏人形機器人專用晶片與 AI 技術
- 軟體平臺與 AI 控制人才不足
- 中控系統缺乏整合研發
- 臺灣晶片制造技術成熟,但因市場小無人投入
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感測與辨識
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- 各類感測器
- 編碼器
- 影像分析、圖形/文字辨識
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- 各類感測器具備生產能力,相對容易
- 由應用場域驅動感測技術
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動作控制與執行
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- 控制程序
- 軸承與螺桿
- 減速機
- 馬達
- 控制器
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- T 旋轉關節、線性關節臺灣強項
- 復雜關節模組組裝難度高,缺乏廠商投入
- 馬達耐用,非主要問題,重點在成本與附加價值
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系統整合
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- 整機組裝技術
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- 缺乏橫向整合商與領頭羊,無法推動整機整合
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小結
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- 臺灣的硬體基礎雄厚,但模組化、靈巧手與整合不足。
- 缺乏專用晶片與AI軟體平臺,呈現核心智慧技術與人才落差。
- 缺少整機廠與標準體系,導致產業鏈碎片化,須待市場與應用場景成熟後才有大規模投入。
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(source:中華經濟研究院)
工研院創新周整合展示 大南方產業鏈與應用場域
工研院最近在臺南沙侖綠能科技示范場域,舉辦創新周系列活動的「機器人與無人機產業創新論壇」上,便聚焦從關鍵零組件到醫療、服務應用的系統化研發與商轉布局,涵蓋機器人在制造與健康照護的創新應用。
工研院董事長吳政忠表示,當全球正邁入智慧自動化與無人化時代,陸海空域的無人機與機器人其實皆可歸類為「無人載具」,可透過跨域整合加速技術落地與國際化,協助產業建立非紅供應鏈。
未來還將以「大南方」為核心,整合沙侖智慧綠能科學城與嘉義屏東S廊帶,藉由跨領域整合研發、示范、場域驗證與建置在地產業鏈能量。進而驅動產業升級與市場新機會,共筑具國際競爭力的生態系。協助臺灣業者完成從零組件到系統整合與服務應用的全方位升級。
工研院??院長胡竹生則在「機器人產業創新論壇」場次引言中表示,工研院近年來已在智慧制造、智慧醫療與智慧交通等領域累積豐富的研發能量。不僅掌握感測、控制、通訊到系統整合的關鍵技術,并積極與國際領導廠商合作。
其中與談的盟立集團執行長林世東進一步指出,目前所稱的人形機器人、機器狗、無人機等,可構成AI落地的3大載具,畢竟盟立自工研院獨立以來,便定位為SI系統整合商角色「從產業出發,了解產業要什麼?」
進而評估現今臺灣技術和產品在面臨AI促進轉型時的立足點,符合目前缺工困境下的機器人角色,才能在產業落地,并協助提升競爭力?因此他看好臺灣在關鍵零組件有良好競爭的立足點,而開始思考是否須投入制造機器人(狗),首先加入旗下盟英公司營運。
透過親自到大陸叁展,了解當地業者的現狀是百家爭嗚,各家都需要能自制機器人(狗),期??復制新能源車的成功模式,而成為盟立切入的契機;另在美國設立據點,以支援當地客戶,同時建構人型機器人硬、軟體的標準和應用場域。
目前盟立約有超過一半營收來自半導體、其次為工廠自動化,也曾就此與客戶討論,如果要讓AI能落地到真正產生效益,該如何制訂人形機器人的規格,才能滿足搬運12寸晶圓,或是AI伺服器料箱等應用場域,單/雙臂荷重達10~20kg要求。
工研院也宣布於臺南六甲成立「智慧機器人創新與應用研發中心」,將聚焦智慧工廠自動化與醫療、餐飲、物流、巡檢4大場域。規劃包含研發展示測試區、模擬與訓練平臺、NVIDIA專用伺服器機房,訓練機器人產生智慧。
另有醫療、倉儲、餐飲,以及巡檢場域和新創共創區,吸引國際大型新創公司與在地業者共同進駐,為南臺灣建立完整供應鏈,持續推動產業與國際接軌。