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【专家观点】 手眼更协调 鹰眼机器人取物再添慧根

【专家观点】 手眼更协调 鹰眼机器人取物再添慧根

全球制造业面临人力短缺及少量多样生产模式的挑战,生产线大量导入自动化,带动机器人产业发展。根据日本富士经济全球工业机器人市场规模报告指出,机器人产值预估于2025年达267亿美元,是2018年的2.5倍,智能工厂的产值也将于2025年达到628.5亿美元,相较2018年成长3倍,显然愈来愈聪明的机器人,是制造业升级转型智能工厂的重要角色。

全球工业用机器人以机械手臂为主,又以较能灵活运动的多关节机械手臂最具加工优势,近年来,为了让传统的多关节机械手臂能够多样化加工、取物,市面上已有结合视觉传感技术的3D视觉型机器人,以及具备深度学习技术的AI机器人,提升生产在线的工作效率。

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工研院智能微系统科技中心CEO朱俊勳。工研院

3D视觉型机器人就好比替机械手臂装上锐利双眼,结合3D视觉所研发的「3D智能视觉传感技术」则能够在任意空间环境下,可快速识别场域内各项3D复杂的环境样貌,让机械手臂「手、眼」更协调,在短短几分钟内完成产在线的定位架设,不必像传统机械手臂装设动辄需要调校数小时,大幅度减省上线时间。

为什麽机械手臂需要快速识别3D复杂的环境样貌?简单来说,就是要让机械手臂能够「看着办」,传统机械手臂只能依照缺省的程序指令,在固定的移动轨迹之间做重复性动作,例如重复「取螺丝、放螺丝」,如果螺丝摆放的方式不同,像是从平整排放变成堆叠排放,或是想要同时取放不同表徵的多样化物件,失误率就会大幅提升。

因此,当机械手臂结合「3D智能视觉传感技术」这类视觉传感技术,就能聪明判别物件的颜色、形状、质地和空间深度位置,并可做到实时扫描立体场景以及识别物件姿态,还可快速计算出深度摄影机与手臂的距离落差,进而调校距离落差,提升取放物件的成功率。

AI机器人则像是替机械手臂安装能自主思考、学习的大脑,过去在更换产线时,一般业者平均要花1~2周撰写和修正控工艺序,每当更换生产线或更换物料,就需要重新设计取物方法,因此工研院的另一项「AI机器人自主学习工件取放」技术则能让机械手臂「手、脑」并用,利用AI模拟软件自主学习夹取方式,仅需约12小时的时间,隔天便能换工件上机,再作小幅度调教应用到实际手臂,大幅缩短更换新工件的时间。

工业机器人技术持续进步,透过跨域技术的整合,不管是视觉型还是AI化的机械手臂,都已在生产在线展现「1+1」的加乘效益,或许有人会问,是不是可以进一步整合成「1+1+1」呢?答案是肯定的,只不过,整合技术不像变形金刚,说合体就合体,要将不同厂牌的技术产品all in one整合在一起,需有完善的系统整合能力,快速进行系统测试、除错,才能产出符合成本效益的理想成果。

着眼于全球市场脉动,目前工研院也透过稳固的技术研发基础与强韧的系统整合实力,已开发出全球第一台标准配置的3D视觉协作型机器人,让机械手臂、3D视觉传感、AI人工智能三者手、眼、脑协调并用,大幅减少人力成本、提升生产效率,加速制造业数码转型。(本文作者为工研院智能微系统科技中心CEO朱俊勳)

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