設備的「可動性」(Mobility)是 2020 年乃至未來十年最主要的機器人趨勢之一,這種移動趨勢結合了感測器、調節器、嵌入式視覺、AI 市場、邊緣運算等所有關鍵領域的科技。而目前,可移動機器人的應用正在製造工廠、醫療院所、居家照護等場域中逐步增長。

根據 Interact Analysis 的最新報告,受到新冠肺炎疫情推動,今年全球市場對自動化需求有所增長,預估 2020 年移動機器人的市場收入將增長近 25% 至 24 億美元,到了 2021 年則將再增長 50%。其中,無需人工干預即可依照導航自行更改路線的自主移動機器人(Autonomous Mobile Robot,ARM)今年收益預計將成長 45%,而自動引導車(Automated Guided Vehicle,AGV)則將增長 11%。

以下是 2020 年移動式機器人在各個場域的應用實例:

校園:食物外送

去年 10 月,由 20 個 Starship 機器人組合的團隊開始在美國奧勒岡州立大學 160 公頃的校園內,外送由教職員工生訂購的食品。奧勒岡州立大學是該州第一個擁有此類自動交付機器人的校園。

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Starship Technologies 於 2019 年起陸續與美國逾百間大學合作,推廣機器人送貨服務。
圖片來源: Starship

由新創公司 Starship Technologies 開發的自動送貨機器人有著 6 個輪子及帶有圓頂的白色機身,側邊還插著有著鮮豔橘色的小旗子,以提高可見度。這款機器人最多可承載近 10 公斤的食物,結合了先進的機器學習、人工智慧及感測技術,能在人行道上自動閃避障礙物,並透過事先以 GPS 繪製的校園地圖,在無人操控的情況下進行外送。

除了外送食物外,這款機器人還可搬運包裹、雜貨等,最長可行走 6 公里遠,用戶從網路下單後,也可透過 App 即時追蹤機器人的路徑。

Starship Technologies 於 2019 年起陸續與美國逾百間大學合作,推廣機器人送貨服務,目前,這款機器人已完成了超過 50 萬次的自動送貨。該公司的目標是建立一個機器人網路,隨時隨地為人們服務。

工廠:人機協作

移動機器人另一個有著巨大成長的領域即在製造業。隨著機器人技術的進步,移動機器人已成為運輸及裝卸等任務的常見執行者。在可移動平台上搭載工業機器人系統可優化原物料輸送及包裝程序,且由於其可在各種工作站間移動,使工廠製造更添靈活性。

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LBR iiwa 的 7 個關節力矩感測器和平台上的雷射掃描器能確保 HRC 的安全性。
圖片來源: KUKA

工業機器人供應商 KUKA 的無人搬運車機器人 KMR iiwa,便可用於實現人機協作。KMR iiwa 是由機械手臂 LBR iiwa 和一個靈活的移動式平台組成,透過 LBR iiwa 上的 7 個關節力矩感測器及移動式平台的雷射掃描器,KMR iiwa 對周圍環境相當敏感,可自主導航並監控其周圍環境,可確實繞過障礙,每當有外部觸碰時,都會立即停止,確保安全性。

空中:救災協助

今年,席捲美國西部的森林大火勾起人們對應用無人機技術來協助撲滅甚至預防此類火災爆發的興趣。配備傳統相機鏡頭的無人機已被用於收集火災發當下的資訊收集,借助這些即時資訊,消防人員可更加了解現場實際狀況。

是否有其他無人機技術可用於協助撲滅火勢?一種可能性是利用高光譜(Hyperspectral)技術,與傳統的可見光譜紅綠藍(RGB)相機系統相比,能提供更詳細的圖像,而這些附加細節搭配機器學習(ML)技術能提供構成圖像的更詳盡的細節。目前高光譜成像技術已在醫療、光學分類(optical sorting)、遙測(remote sensing)及農業市場。

居家:飛簷走壁

針對未來的家庭型態,Toyota Research Institute(TRI)也開始構思如何將新型態機器人融入家庭生活中,幫人類做家事,不同於印象中機器人必須在地板上行走,他們能夠在天花板上移動,不需要使用時也能收起來。

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圖片來源: TRI

為了實踐這個構想,研究人員現製作了一個新機器人「gantry robot」,他能夠將手臂完全地上下翻轉,因此其不但能上下顛倒運作,走在天花板上亦無問題。這樣的機器人型態非常適合地狹人稠、屋內空間狹小的日本。在當地,因為房屋很小,導致地板上容易擺滿雜物,根本無多餘空間使用地上走的機器人,新型態的機器人有助於解決此問題。

醫院:臨床照護

除了工廠與倉庫外,人性化的協作機器人正在醫療院所及醫院大廳中被認可,畢竟除了輕巧外,這些移動機器人也不會被新冠肺炎等傳染性疾病感染,在臨床護理中尤其重要。

目前已有幾家公司設計了機器人來協助護理人員執行一些較平凡的任務,如 Diligent Robotic 開發的機器人「Moxi」,其配備靈活的手臂、可抓取物品的手及可移動性,使其能夠拾取較經的醫療設備,並於醫院走廊間穿梭,將物品遞交給醫護人員。

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Moxi 可為醫護人員取送物品。
圖片來源: Diligent Robotic

此外,也有部分機器人旨在讓病患與其家人聯繫,即所謂的 TelePresence 機器人。「TelePresence」為一種可模擬對方所在位置的技術,一般的遠距系統僅有視覺與聽覺的回饋,但 TelePresence 機器人在此之外也提供一些簡單的互動,如遠端操控鏡頭方向使用戶可觀看周圍環境等。目前此類機器人除了用於居家陪伴外,也有航空公司用於檢查飛機發動機、畫廊用於藝術品展示等。

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TelePresence 機器人。
圖片來源: Twitter/@OhmniLabs