未来机器手臂：轻薄短小、智能高效

随着全球技术的飞速发展，机器人产业正在以前所未有的速度扩张。据最新数据显示，到2025年，全球机器人市场规模将增长2.5倍，达到惊人的267亿美元。在今年8月的“2022台湾机器人与智慧自动化展（TAIROS）”上，经济部技术处展示了多项领先智慧机器人科技。其中，一个引人注目的亮点是，全球最多轴机器人控制器，它能同时控制三个机器人的协作，透过单一系统整合多手臂应用，可提升超过50%的产能。

疫情的冲击使得自动化、高弹性的制造业需求迅速增长。欧美日等国已经启动新一代工业革命，智能制造成为核心驱动力。物联网与机器人的结合推动了智能制造的飞速发展，未来的机器人产业布局将朝着多机化、智慧化与系统化等方向大步前进。

回顾疫情笼罩的三年，制造业积极拥抱自动化生产或转型为智能制造。生产线和工作现场越来越多地出现机器人的身影，它们取代了人力，负责操作仪器设备或其他作业。尤其值得一提的是，AI的快速发展让机器手臂开始拥有自主学习能力，生产效率大幅提升。

AI不仅控制了机器手臂的速度、力道和精准度，还通过感测、数字孪生等高阶技术与各种数据链接，降低了错误率。机器手臂的应用场景不断扩大，除了制造业生产线和仓储物流，智慧医疗和智慧生活等领域也能看到各种机器手臂的协作案例。

例如，Skyline Robotics开发的Ozmo系统执行自动化清洗外墙任务，大大节省了时间和人力。而在智慧医疗方面，台大癌医中心及新竹台大分院引入了机器手臂微创手术系统，迄今已完成超过5000例机器手臂辅助手术。机器手臂的引入大大提高了手术质量，减少了手术失血量、术后并发症，并大幅缩短了患者住院时间。

AI的发展让机器手臂朝着智慧化、轻量化、小型化方向发展。协作型机器手臂现在不仅能执行复杂任务，还能处理日常琐事，如采摘水果、泡茶、逗弄宠物，甚至折叠衣物。例如，伯克利人工智能（BAIR）实验室的SpeedFolding折衣机器人，利用两只机器手臂与红外线扫描技术，只需90秒就能完成折叠T恤的工作。

协作型机器人及机器手臂的发展离不开感知、视觉感知及计算能力的支持。随着3D视觉、自主路径规划、AI识别等技术的不断进步，这些机器人的智能水平越来越高。传统的工业机器人四大巨头——瑞士abb、日本发那科（fanuc）、德国库卡（KUKA）及日本安川电机（YASKAWA）也开始积极布局相关业务。

与此工业机器人和服务型机器人的界限越来越模糊。在智能制造领域，机器人的应用同样发展迅速。在2021-2022年的台北国际自动化工业大展和德国汉诺威工业展上，可以看出工业机器人正在向更加智能化、灵活化的方向发展。

机器人技术正在以前所未有的速度改变我们的生活和工作方式。随着技术的不断进步，我们有理由相信，机器人的未来将更加广阔。在台北国际自动化工业大展上，ABB机器人与众多业界巨头联手展示了机器人智能弹性制造的前沿技术。其中，ABB的GoFa CRB 15000协作型机器人以其超快整合速度和更高重复精度，展现了自主移动机器人的智能移载方案。该机器人能够灵活穿梭于狭小走道，实现半导体制程的顺畅进行。AI智能检测弹性自动化方案结合了小型机器手臂与ASUS AISVision，通过调整检测流程配合不同的AI模型，可迅速适应产线的多变需求。

在另一科技盛会——德国汉诺威工业展中，达明机器人展示了全方位智慧协作机器人AI Cobot，融合了原生AI引擎、智能视觉和协作机器手臂。其全新升级的AI Cobot S软硬件能够整合更智能的视觉系统，提升自动化生产效能。AI Cobot搭配的智能视觉解决方案TM AI+，能够轻松识别难以察觉的瑕疵，广泛应用于制造、汽车和食品行业。达明机器人还展示了AI Robot S系列中的高负载手臂，适用于搬运重负荷的晶圆盒，并强化了人机协同的工作安全性。

在德国汉诺威工业展中，众多参展企业展现了创新技术和应用方案。例如Aeon Robotics展出的DROID机器人系统具有AI辅助力量感知功能，能适应不同的工作环境和任务需求。其独特的5指夹持器和机器手臂组合设计，让操作人员无需具备编程知识，即可通过简单的肢体动作教导机器人完成任务。Robotnik Automation展示了其研发的室内和户外AMR，如SUMMIT-XL STEEL自主移动机器人平台，可应用于工厂、物流等领域，执行零件抓取等任务。

Hyundai Robotics则推出了服务型机器人，可应用于商店、卖场和餐厅等场景。其机器人如Hyundai S1具有强大的承载能力和快速移动速度，采用先进的SLAM自主导引技术，可轻松进行语音或面板设定与控制。OMRON公司展出的Cell-Line Control System智能化生产系统整合了协作型机器人、AI、机器视觉和多种传感器，可实时监控生产质量及人员操作，满足多样化的生产需求。

对于全球机器人发展趋势的观察者而言，服务型机器人的创新技术日益引人注目。随着工业机器人和服务型机器人界限的模糊，二者的融合趋势愈发明显。特别是部分具备更大应用弹性和安全性的仿生工业机器人和协作型机器人，在非工业领域的应用持续增加。小型机器手臂的发展也值得关注。数字科技的进步推动了机器手臂的智慧化、轻量化和小型化发展，使得这些机器手臂在智能医疗、智能制造、智能生活等领域展现出巨大的潜力。科技与智慧交融：机器手臂的革新之旅

随着AI、5G、元宇宙及AR/VR技术的蓬勃发展，机器手臂被赋予了更高阶的智慧应用潜能。以台湾的乐飞特科技为例，他们专注于机器手臂与互动展演的结合，利用VR、XR、AI及5G等尖端技术，为娱乐界带来前所未有的互动艺术展演和VR展演体验。就如同Skyline Robotics与KUKA机器手臂的合作模式，乐飞特科技还计划进军高楼外墙清洗市场，借助AI分析、5G远程遥控等技术，让机器手臂沿着最佳轨迹进行清洗作业，这无疑将大幅提高清洗效率。

信息月中，乐飞特科技向公众展示了其先进的机器手臂VR技术，令人瞩目。（图片来源：乐飞特）

在追求更小更精致的道路上，科技正在不断突破极限。除了上述多元化的应用，现在即使是体型微小的机器手臂也开始崭露头角。Mecademic公司推出的Meca500六轴机器手臂，以其手掌般的大小和仅5公斤的轻盈重量脱颖而出。尽管体积小巧，但它却能承受500公克的重量，同时具备防碰撞和零重力模式等高级功能。

这款机器手臂内建的控制器不仅节省空间，还大大简化了操作流程。只需24V的供电、一台计算机和一条以太网线，就能轻松完成Meca500的程序设定和操作。Mecademic采用了maxon的无刷盘式DC马达，结合无背隙减速机和超高分辨率编码器，为其带来了高达0.005mm的重复定位精度，这一精度甚至超越了印刷用纸细致度的20倍！未来，Mecademic计划推出专为机器手臂设计的夹爪，并根据客户需求提供定制化软体，让Meca500成为协作机器人的佼佼者。

与此中国台湾的直得科技也成功研发出收折后仅如一张A4纸张大小的cpc Robot微型六轴机器手臂。这款机器手臂不仅体积小、重量轻、低噪音，而且符合当前节能减碳、自动化、多样化及灵活搬移的市场趋势。它可广泛应用于半导体产业、生物医学产业，以及实验室自动化、微型产品生产组装自动化、测试设备自动化等领域。

随着工业机器人和服务型机器人的逐渐融合，未来的机器手臂将朝着轻薄短小的方向发展。对于机器人制造商而言，他们必须有能力将各种控制设备及操作系统整合到更小的平台上，并针对各种使用情境制定更多解决方案。软硬件的双重能力将成为关键，以打造轻薄短小、聪明且高效率的未来机器手臂。这场科技与智慧的交融，无疑将开启机器手臂的全新应用时代。