產業脈動｜活用生成式人工智慧擘劃機器人自動化的發展
摘要：智慧製造的走向從三個面向的發展呈現；一、加強生產效率且自動化；二、使用的設備或是機器人能否有共同的通訊協定；三、如何在物聯網的架構下建置工廠電腦系統。在這三個面向中，語音、影像辨識技術、智慧眼鏡、雲端計算、儲存技術、機器人、人工智慧等，都會對智慧製造發展帶來直接改變。OpenAI將影像生成的服務整合到GPT中，未來它產生的內容將不只有文字，也會有圖像，可預期的是多模態人工智慧模型將會帶來更多的突破，它能夠自由探索、擁有自主權且能與環境互動；這可說是人工智慧史上的非凡時刻，新的人工智慧技術及迅速普及的應用正在改變產業，有機會替許多公司的業務開闢新領域，橫空出世的生成式人工智慧將助力機器人自動化的發展。本文將對機器人市場概況做一盤點，進而分析AI互動內容與多模態預訓練技術，最後提及它可能的發展。
Abstract：Trend of smart manufacturing will be presented from three aspects of development; 1. Enhance production efficiency and automation; 2. Whether the equipment or robots used can have a common communication protocol; 3. How to build factory computers under the framework of the Internet of Things system. Among these three aspects, voice, image recognition technology, smart glasses, cloud computing, storage technology, robots, AI, etc. will bring direct changes to the development of smart manufacturing.OpenAI integrates the image generation service into GPT. In the future, the content it generates will not only contain text, but also images. It is expected that the multi-modal artificial intelligence model will bring more breakthroughs, and it can freely explore , have autonomy and interact with the environment. This can be said to be an extraordinary moment in the history of artificial intelligence. The new AI technology and its rapidly popularized applications are changing the industry and have the opportunity to open up new areas for the business of many companies. We believe that ChatGPT, which was born out of nowhere, will also help the development of robot automation . This article will make an inventory of the global robot market, then mention AI interactive content and multi-modal pre-training technology, and finally analyze the business opportunities it may bring.
關鍵詞：服務型機器人、生成式預訓練變換模型、多模態預訓練的技術
Keywords：Service Robot, Generative Pre-trained Transformer, Contrastive Language-Image Pre-Training
全球機器人市場概況
ISO8373國際標準依用途將機器人分為工業型機器人或服務型機器人，服務型機器人可以分為專業服務型機器人、個人和家庭服務型機器人。國際機器人聯盟（International Federation of Robotics, IFR）依循 ISO 8373定義服務型機器人；係指一種在兩軸或多軸上可編程的驅動機構，能夠為人類或設備執行有用的任務，但不包含工業加工生產應用。根據用途將服務型機器人區分為專業服務型機器人(Professional Service Robot)或消費服務型機器人(Consumer Robot)，各有多種形式、結構和應用領域。
消費服務型機器人係指可由所有人操作或使用。例如，家用清潔機器人、自動輪椅和社交互動機器人。相比之下，專業服務型機器人是用於商業任務的機器人，通常由受過適當培訓的人員操作。例如，公共場所清潔機器人、辦公室或醫院的運輸物流機器人、消防機器人、復健和醫院的手術機器人。在此情況，操作員是被指定為啟動，監視和停止機器人或機器人系統的預期操作的人員。整體而言，服務型機器人是整合型的「科技載體」，主要透過感測、通訊、演算法、硬體整機以進行仿生，能夠感知環境並做出對應反應，藉以協助人類執行有用任務。
圖1 專業服務型機器人2022年到2025年市場預測【1】
1.專業用服務型機器人市場概況
根據2022年IFR對於全球服務型機器人的完整調查，面對疫情擴散的影響，整個2021年專業服務型機器人銷售量成長仍相當強勁，成長37%，整體銷售量達到121,011台。前5大應用市場為運輸物流、服務接待、醫療、專業清潔和農業，銷售量與成長率分別為49,502台(+45%)、20,051台 (+85%)、14,823台(+23%)、12,616台(+31%)、8,031台(+6%)。其中運輸物流、服務接待、醫療、專業清潔的成長顯示，使用者認為服務型機器人能夠輔助應對疫情威脅，且多半認為在疫後仍有強大市場發展。
自疫情以來我們觀察到專業用機器人發展的幾個趨勢，分別述敘如下：
(1)RaaS漸受歡迎：
市場除了傳統賣斷模式，租賃模式的「機器人即服務」(Robot-as-a-Service, RaaS)愈來愈受歡迎，2021年全球專業服務型機器人市場RaaS商業模式成長了125%。機器人製造商將機器人設備出租給企業，透過雲端部署相關程式，即可快速落地應用於各種不同產業環境，例如飯店、醫院、辦公大樓或工廠接待、物流、清潔、巡檢等等，讓使用者的資金可以從資本支出(CapEx)轉向營運支出(OpEx)，協助應用場域快速自動化、降低前線工作者人力負擔，更可以有更多空間開始思考產業自動化的創新流程，甚至，從成本控管角度來看，也可以降低財務上的風險，不需要大幅投入初始和維護成本。
(2)機器人進行4D任務：
高齡少子化等人口變化所帶來的勞動力不足，引發農業、服務業和製造業等大量運用機器人進行4D任務(Dirty, Dull, Dangerous, Delicate)，加上感測、人工智慧、5G通訊等科技進展，將提高機器人的性能和適用性，有助於專業用服務型機器人長期發展。
(3)物流機器人需求成長：
IFR統計及預測各專業用服務型機器人2022年到2025年市場，如圖1，運輸物流機器人平均每年以40%兩位數成長，將有越來越多倉庫、工廠、餐廳、飯店、辦公室、醫院、火車站和機場等場域使用運輸物流機器人解決方案。接待機器人也有巨大的潛力，正因服務業的勞動力短缺，提升接待機器人的需求，預計每年平均成長率將達到兩位數。醫療機器人雖有市場需求，但其相關的設備投資金額較高。而疫情期間快速成長的專業清潔機器人需求將持續加速成長，尤其是在地板清潔領域，雖然相對2021年，2022年疫情後成長稍有減緩，但預期後續仍可將大幅成長，尤其在醫院和機場、交通等公共場所的消毒清潔市場上需求。其他如農業機器人、檢查和維護機器人、以及建築和拆除機器人，以及消防和救災機器人都因機器視覺、人工智慧等新興科技發展，不斷有創新產品或組合出來，以對應其需求應用市場，推動專業服務型機器人市場的發展。
2.消費用服務型機器人市場概況
一般大眾使用的消費用服務型機器人包含家務、社交互動和教育，以及居家照護機器人，銷售量集中於家務用機器人，包括吸塵和地板清潔、園藝（主要是割草）、戶外清潔（主要是游泳池清潔）。據完整統計至2021年，消費用服務型機器人市場銷量成長了9%，超過1,900萬台。
2021年家務用機器人銷售量成長12%，售出近1,900萬台，其中，吸塵機器人和其他室內地板清潔機器人成長11%，達到近1,680萬台，市場價格和種類將更多元成長。園藝機器人或割草機器人2021年售出近120萬台，成長11%。家庭戶外清潔應用類主要包括泳池清潔機器人，2021年銷量增長31%至約90萬台。
第二大消費應用群體的社交和教育機器人銷售額則大幅下滑，2021年銷售量僅 20萬台，下降67%，主要是因教育機器人銷售量下滑81%至不到9.6萬台，社交和陪伴機器人的銷售量下降了11%，不到10.6萬台。社交和教育機器人的功能要能與我們在用的3C產品有所區別，討論的焦點在於市面上的產品是不是真的有剛性需求，是不是有支持產品發展的商業模式。而居家照護機器人是一個有在成長的利基市場，2021年銷售量約3,900台機器人，成長16%，移動輔助機器人約2,100台，成長15%。
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