機器人

作者:Lillian   |   2014 / 11 / 14

文章來源:股感知識庫   |   圖片來源:股感知識庫


機器人對現代人來說其實並不陌生,從《變形金剛》到《鋼鐵人》等以機器人為主題的電影蟬連各國排行榜冠軍中可知,人們對機器人的熱度始終不減。其實「機器人」一詞,源自於西元1920年捷克的科幻作家恰佩克《羅索姆的萬能機器人》一書中,而時至今日,「機器人」似乎已經過去的科幻走入真實生活中,那到底什麼是機器人?

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一般而言,當我們提到機器人時,絕大多數人想到的都是人型機器人,對於ATM或GPS導航,大多數人很難將它們與機器人聯想在一起,其實,就廣義的機器人來說,所有自動化設備皆屬之。全自動化洗衣機、多功能微波爐、可以遠端遙控的冷氣及自動掃地機等各式大大小小的廣義機器人早就充斥在現代人的生活中。

根據美國機器人協會(Robot Institute of America)對機器人的定義,所謂機器人是可以再程式化且多功能的自動操作系統,其不具備智能,一切行為仍須依靠人類輸入參數或設計。

機器人,也就是自動化設備,最早從工業開始被大量應用,主要進行製造、搬運、測量等重複性的工作,像是車床、CNC工具機或機械手臂等在工業中都已普遍地被使用了,隨著技術開發,機器人的種類與應用也越加廣泛,現在包括醫療、家居、交通、金融等也都可以看到大量自動化的蹤跡。

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1961年 Unimate與通用汽車公司開發的第一台工業機器人。圖片來源:http://www.autonews.com/

既然自動化設備早就已發展多年,那為什麼比爾蓋茲還是將「機器人」視為下一個改變世界的大事呢?現在大家看好的機器人到底跟過去有什麼不同?

自動化設備與現今大家關注機器人的差別在於「智慧」,而能具備智慧除了運算能力大幅提升的控制器外,最重要的是大量感測加入,以及通訊能力大幅提升。過去機器人的運作,是一板一眼地接受人們輸入的指令,然後依程式自動執行工作,對外圍環境的感知是封閉的,工廠裡的機器都被放在圍欄裡,生產線上一出錯可能就造成工廠上千萬的損失,這都是因為「機器人」不知道,因為它無法知道是否傷害到附近工作的人類,也無法判定生產線上的產品是否放錯。

  • 大量感測的加入開始讓機器人「看得到、感受得到」,通訊能力的提升讓機器人可以跟外界「溝通」。

視覺辨識系統

人類透過眼睛來擷取影像,然後經由大腦分析判定所需的資訊,再把指令下達給身體其他部位,而機器人的視覺辨識系統正是依此過程運作。首先,利用可以取得影像的設備如CCD、CMOS攝影機等,將外在環境的影像抓進來後傳輸至電腦中,透過CPU計算出一些如定位或目標位置等資訊,再傳送到各部位的機械裝置或是機械手臂來完成所想要的目標,這就是視覺辨識系統。

隨著技術的進步,3D動態視覺、紅外線溫度感測的加入,機器人可以看到、可以感受到的也愈來愈多,它可以知道生產線上的物品位置是擺對、正反面是否有錯,也可以從一堆雜亂的物品中挑出需要的,附近有人的出現它會知道且懂得避開,而能做到這些都是因為先有了大量感測的加入,使得機器人與過去完全不一樣了。

工業乙太網

現代人隨著資訊與通訊技術(ICT)的進步,可以使用3G、4G上網與世界各地的人即時溝通,機器人當然也可以透過ICT進行溝通。然而在講求穩定的工業通訊中,與商用網路不同,使用的是現場匯流排(Fieldbus)技術,主要是用來連接工廠中的各項設備及自動化系統。

在過去,各家廠商都自行發展現場匯流排且自成一系,一間工廠內的不同生產設備都有其各自的系統,每台機器常有相容性的問題出現,而今隨自動化與機器人需求量大增下,系統整合聲浪日漸高漲,具開放性的工業乙太網路讓每台機器都連了起來,機器可以同人般地開始互相溝通,運行起來也更有效率,就像亞馬遜倉庫裡運作的一千多台機器人,只要其中一台機器發現到一個不平坦的地面,其它的每台機器也都會跟著知道。

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感測和通訊技術使機器人有了感知和溝通的能力,加上控制運算技術提升機器人的思考能力,愈來愈有智慧的機器人未來能做的事將包羅萬象,尤其是一些人類受體能限制無法做到的事,如日本在福島核災後就派機器人深入現場勘查與整修,或24小時不眠不休的看護系統,因此,未來將有更多的應用,機器人不會再侷限於工廠中,而是走入所有人的生活中。

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Lillian
我思成就我在,最大的目標就是站上巨人的肩膀!!
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