2025.05.24 05:28 臺北時間

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

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為了讓機器人更人性化,科技大廠紛紛投入電子皮膚等觸覺感知相關技術研發。(翻攝Tesla YT頻道)
為了讓機器人更人性化,科技大廠紛紛投入電子皮膚等觸覺感知相關技術研發。(翻攝Tesla YT頻道)
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。
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。
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FANUC、Denso等全球機器手臂大廠,對導入電子皮膚觸覺感測技術都深感興趣。

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。
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原見精密等台廠的機器人觸覺感測技術,已成功打入美、日機器人供應鏈。左為原見總經理劉昌和、右為董事長蘇瑞堯。
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。
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電子皮膚裝上去之後,不只可讓協作機器人變得更安全,機器人的運作速度也跟著加快。
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。
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環球水泥旗下的利永環球以獨家橡膠材質開發的電子皮膚柔軟可彎曲,使機器人擁有如同人類一般的觸覺。圖為環球水泥暨利永環球總經理侯智升。
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。」
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小小一片指節大小的電子皮膚,上面密密麻麻的網格底下,是上百個感測元件。
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。
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電子皮膚商機潛力誘人,台達電等台灣科技大廠也展現濃厚興趣,並積極投入研發。
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。
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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。
更新時間|2025.05.24 05:29 臺北時間
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