全球製造業面臨人力短缺及少量多樣生產模式的挑戰，生產線大量導入自動化，帶動機器人產業發展。根據日本富士經濟全球工業機器人市場規模報告指出，機器人產值預估於2025年達267億美元，是2018年的2.5倍，智慧工廠的產值也將於2025年達到628.5億美元，相較2018年成長3倍，顯然愈來愈聰明的機器人，是製造業升級轉型智慧工廠的重要角色。

全球工業用機器人以機械手臂為主，又以較能靈活運動的多關節機械手臂最具加工優勢，近年來，為了讓傳統的多關節機械手臂能夠多樣化加工、取物，市面上已有結合視覺感測技術的3D視覺型機器人，以及具備深度學習技術的AI機器人，提升生產線上的工作效率。

3D視覺型機器人就好比替機械手臂裝上銳利雙眼，結合3D視覺所研發的「3D智慧視覺感測技術」則能夠在任意空間環境下，可快速辨識場域內各項3D複雜的環境樣貌，讓機械手臂「手、眼」更協調，在短短幾分鐘內完成產線上的定位架設，不必像傳統機械手臂裝設動輒需要調校數小時，大幅度減省上線時間。

為什麼機械手臂需要快速辨識3D複雜的環境樣貌？簡單來說，就是要讓機械手臂能夠「看著辦」，傳統機械手臂只能依照預設的程式指令，在固定的移動軌跡之間做重複性動作，例如重複「取螺絲、放螺絲」，如果螺絲擺放的方式不同，像是從平整排放變成堆疊排放，或是想要同時取放不同表徵的多樣化物件，失誤率就會大幅提升。

因此，當機械手臂結合「3D智慧視覺感測技術」這類視覺感測技術，就能聰明判別物件的顏色、形狀、質地和空間深度位置，並可做到即時掃描立體場景以及辨識物件姿態，還可快速計算出深度攝影機與手臂的距離落差，進而調校距離落差，提升取放物件的成功率。

AI機器人則像是替機械手臂安裝能自主思考、學習的大腦，過去在更換產線時，一般業者平均要花1~2週撰寫和修正控制程式，每當更換生產線或更換物料，就需要重新設計取物方法，因此工研院的另一項「AI機器人自主學習工件取放」技術則能讓機械手臂「手、腦」並用，利用AI模擬軟體自主學習夾取方式，僅需約12小時的時間，隔天便能換工件上機，再作小幅度調教應用到實際手臂，大幅縮短更換新工件的時間。

工業機器人技術持續進步，透過跨域技術的整合，不管是視覺型還是AI化的機械手臂，都已在生產線上展現「1+1」的加乘效益，或許有人會問，是不是可以進一步整合成「1+1+1」呢？答案是肯定的，只不過，整合技術不像變形金剛，說合體就合體，要將不同廠牌的技術產品all in one整合在一起，需有完善的系統整合能力，快速進行系統測試、除錯，才能產出符合成本效益的理想成果。

著眼於全球市場脈動，目前工研院也透過穩固的技術研發基礎與強韌的系統整合實力，已開發出全球第一台標準配置的3D視覺協作型機器人，讓機械手臂、3D視覺感測、AI人工智慧三者手、眼、腦協調並用，大幅減少人力成本、提升生產效率，加速製造業數位轉型。（本文作者為工研院智慧微系統科技中心執行長朱俊勳）