產業趨勢／觸覺感知讓機器人更人性　台廠挾電子皮膚技術攻新商機

 

圖文／鏡週刊

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新一代機器人發展進步神速，除了視覺和運算能力的提升之外，為了讓機器人更人性化，增加「觸覺」的感測技術已經成為開發焦點，輝達（NVIDIA）、特斯拉（Tesla）、電裝（Denso）及安川電機（YASKAWA）等美、日科技機械大咖紛紛投入。

本刊調查，在機器人觸覺感測技術競賽中，工研院團隊出身的原見精密與利永環球，因為擁有獨門技術，如今已成功打入美、日機器人供應鏈，掌握市場先機。

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動作巨星阿諾．史瓦辛格（Arnold Schwarzenegger）主演的《魔鬼終結者》（The Terminator）是許多影迷心中膾炙人口的科幻片，電影的經典橋段之一：一枚子彈劃過終結者T-800（人形機器人）的臉頰，在堅硬金屬骨骼上的仿真皮膚產生一道裂痕，讓銀色金屬骨骼外露；幾秒後，只見那破損的皮膚竟神奇地自行癒合，逐漸遮蓋住底下的銀色金屬，讓人嘖嘖稱奇！如今，這個在科幻電影裡出現的「黑科技」，正在一點一滴地實現。

利永黑科技　機器人更智能

近日市場消息傳出，美國特斯拉的人形機器人Optimus，正與台灣老牌水泥廠—環球水泥旗下子公司利永環球展開合作，計畫將利永環球的電子皮膚應用於Optimus的手部和腳部。儘管尚未具備電影中的自我修復能力，但這項技術的導入，將使機器人擁有如同人類一般的觸覺，朝著更智能的方向邁進。

「現在的機器人基本上都能看得到、聽得到，卻不具備觸覺功能。」中興大學材料科學與工程學系特聘教授賴盈至向本刊提出他的觀察，並進一步指出，這其實有風險，因為機器人僅用鏡頭來「看」，恐因視線死角造成意外。

身為台南幫家族之一的環球水泥暨利永環球總經理侯智升，接受本刊訪問時直言，機器人利用鏡頭來解析真實世界的空間，但對一些細微動作還是有限制，而電子皮膚能提供機器人另個維度的感測，因為「用眼睛看東西與實際『摸』到的感覺完全不一樣」。

一旁陪訪的業務行銷部協理蕭景仁也舉例，當機器人要去拿一顆蛋，因為搞不清楚蛋的硬度，在抓取的過程中，很可能直接將蛋捏碎，即便有視覺感知能力，機器人也可能因背景複雜、光害等問題產生誤判，這時就要用上電子皮膚的觸覺回饋能力，去做更細微的一些動作調整。

緊接著，侯智升拿出一個薄片說：「你摸摸看，這就是仿手指的電子皮膚感測器，因為是橡膠材質，所以摸起來有點像皮膚的感覺 ，非常柔軟。」

柔軟可彎曲　攻入美系大廠

「不要小看這薄薄一片指節大小的感測器（電子皮膚），上面密密麻麻的網格內藏上百個感測元件。」侯智升說，當手指頭輕按下去，這片電子皮膚就立刻能感知指腹按下的力道強弱，甚至是拿物體時，手指哪個角度的皮膚接觸到物體，都能清楚知道。

有別於硬邦邦的玻璃基板材質，利永環球以獨家橡膠材質開發的電子皮膚柔軟可彎曲。侯智升表示，利永環球歷經6、7年鑽研，才將這些原本只能做在塑膠上的感測元件，衍生出做在「布料」和「橡膠」材質上，並完美貼附不同曲面。

當被本刊問及機器人的合作客戶？侯智升沒有具體指出廠商名稱，只說：「合作對象為美系人形機器人大廠，雙方已合作兩年之久。」

蕭景仁透露，該廠商目標是將人類動作複製到機器人上。初步做法是先讓人戴上電子皮膚手套，記錄所有關節力道、手腕力道及感知觸碰物體等數據，然後套用到覆蓋電子皮膚的機器人上。

談起利永環球，對一般人來說相當陌生，但研發團隊都出身於工研院，2010年技術移轉後，加入環球水泥電子事業部，2013年獨立成為利永環球，負責設計與生產超薄型微機電壓力感測器、電子皮膚等產品。

「我們（利永環球）應該是全台灣、甚至全世界最具規模經濟的電子皮膚製造商。」侯智升自豪地表示，並進一步提及，利永環球善用母公司環球水泥位於高雄、占地十幾萬坪的起家厝，將其轉型為高科技電子廠，作為生產電子皮膚的重要基地，從設計到生產皆由公司內部一手包辦。

原見闢蹊徑　強化人機協作

有別於利永環球注重人形機器人手、腳觸覺感測相關技術，同樣出身於工研院的原見精機，則另闢蹊徑，將電子皮膚技術聚焦於機器人安全防護的應用，像是為機器人裝上安全盔甲（皮膚）一般，其電子皮膚能讓機器人更快速反應周遭環境，使人與機器人更安心、安全的協作。

原見董事長暨策略長蘇瑞堯向本刊表示，過去人機協作，通常都會在機器四周圍起光學柵欄或透過相機鏡頭偵測，避免人在產線工作時被機器撞到產生公安意外，但以現階段技術，仍難以達到盡善盡美，但如果機器人貼滿電子皮膚，就可以一碰到便立刻停機。

蘇瑞堯舉例，目前工廠機器人旁邊的工業等級光學掃描器（光學柵欄），判斷速度約62毫秒，意味著每62毫秒可以確認一個物體在哪裡；但若用上（原見精機）安全皮膚，反應速度是1毫秒，效果顯而易見。

台廠興趣濃　積極投入研發

「這個安全皮膚裝上去之後，不只讓機器人變安全，機器人的運作速度也會跟著加快。」蘇瑞堯得意地向記者表示，先前原見幫Denso的機器手臂安裝皮膚後，因為提升安全，讓機器人的運作速度提高3倍，產線效率也隨之躍升。

原見電子皮膚的安全優勢，成功吸引諸多機器人業者與之合作。蘇瑞堯透露，目前公司產品已經有部分成為川崎重工（Kawasaki）、Denso的前裝應用，為類標配方案。同時，在後裝市場，主流的12家機器手臂品牌廠，包含瑞士ABB、德國庫卡（KUKA）、日本發那科（FANUC）等都有相關合作。

賴盈至透露，如同人體皮膚般具備濕度、溫度、壓力、觸覺等多重感測功能，甚至能自我修復的電子皮膚，應用潛力不僅限於機器人，更能拓展至醫療、智慧穿戴及3C產品等領域。

值得關注的是，近1、2年來，包括鴻海、台達電、南亞塑膠、緯創，以及友達等台灣科技大廠，都已展現對電子皮膚技術的濃厚興趣，並先後積極投入相關研發，這也意味著，未來在人形機器人的戰場上，台灣又有嶄露頭角的新機會。

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