人機協作成未來趨勢 安全設計為關鍵

在工廠中，機器手臂雖能夠高效且準確地完成指令，但並不能完全取代人工，且由於工業機器人「導入」成本高，雖購入價格不貴，但傳統工業機器人裝機部署上線成本非常高。

圖一 : 透過將感測器、智慧控制技術與軟體集成於機器人上，將能夠確保人和機器人間能夠無須圍欄安全合作。

由於傳統機器人學習曲線高、服務收費高且占地成本高的原因，再加上傳統工業機器人與台灣中小企業生產模式不同，傳統工業機器人的目標客戶為進行大規模生產的企業；而中小企業所生產的產品一般以客製化、小批量、短生產週期為主，因此人機協同的生產模式便相當適合台灣。

人機協同為由人類負責對視覺、觸覺、靈活性要求較高的生產步驟，而機器人則利用其快速、準確的特點負責重複性工作。不過由於傳統機器手臂不是以與人互動作為設計主軸，因此如何讓機器人能夠避免傷害人類，也是近年在研發機器手臂時持續努力的方向。

近年安全防護設計主要有使用圍籬及加裝感測器兩種方式。圍籬主要可分為實體與光柵兩種，實體圍籬以金屬製成隔板或隔網，阻絕人、物進入；另一種則是以紅外光作為光柵，一旦人員進入阻斷紅外線，則機器手臂就會自動停止。

感測器則可分為力道感測器及ToF（Time of Flight；飛時測距）兩種。近年快速竄起的協作型機器人就是內建此類感測器，當機器手臂與人體接觸時，處理器便會判斷碰觸力道強弱，減緩機器手臂速度，除了能夠直接和人類並肩工作而無需使用安全圍欄進行隔離，更有望填補全手動裝配生產線與全自動生產線之間的差距。

ToF則是透過雷射光發射出去，再由偵測器接收散射光去計算光子雙向飛行時間，進而推導發射點與物件之間的距離，過去主要多應用於消費性產品，目前也有廠商將其設計於機器手臂，依據兩者間距離調整手臂速度。

不同於過去以取代人力為主的生產模式，現在機器人更偏向於輔助工具，而一成不變的自動化和手動勞動間的界線也逐漸模糊，透過將感測器、智慧控制技術與軟體集成於機器人上，將能夠確保人和機器人間能夠無須圍欄安全合作。