機械工業網 - 機械產業的入口網站

作者:陳建良、陳子立、雲聿加、鐘咚咚、黃羽繪、蔡宗廷、鄭中強AGV/AMR中AI應用之研究調查

在工業 4.0 的浪潮下，各式自動化感測技術與控制系統漸普及，相較過去依靠人工分檢與搬運的工廠物流方式，現今出現越來越多智慧工廠，並引入具有自主感知和智慧路徑規劃能力的自動導引車（AGV）和自主移動機器人（AMR）。而人工智慧（AI）在 AGV 和 AMR 的應用中也扮演重要角色，除優化傳統的路徑規劃、任務排程等問題，也提升衝突解決、電池充電排程及預測性維護等方面的效率。本文主要探討 AI 在 AGV 和 AMR 中的七大應用，並針對啟發式演算法、深度學習與機器學習方法深入介紹，最後分析這些技術在提升生產效率、降低成本和強化產能彈性等方面的現狀以及未來趨勢。

作者:羅書硯高荷重自主運載機器人技術發展趨勢

本文探討高荷重自主運載機器人的應用領域和特點並敘述高荷重自主運載機器人相對於一般自主移動機器人所面臨的開發技術與市場挑戰。文中討論高荷重自主運載機器人的類型，並說明一般在自主移動機器人上常見的驅動輪樣式在高荷重自主運載機器人應用的侷限，進而再探討適合的驅動模組及運動控制的挑戰。最後，本文整理了幾種市面上的高荷重自主運載機器人並闡述多台機器人串並聯的概念與在開發過程中需要不同專業團隊合作的必要性並舉例試算自主運載機器人若能進入港口貨櫃搬運業務的市場產值。

作者:蔡銘浩、趙正權、溫宏得、楊宗賢工業機器人於焊接加工之輔助技術

在單車產業方面，台灣目前是中階產品以上的世界前三大出口國家。台灣可以在單車市場上一直具備競爭優勢的主要原因來自於自行車架的製程技術，而焊接加工則是車架製程中最重要的一項。焊接品質的好壞取決於產線人員的操作是否熟練、經驗是否豐富。另外，焊接加工亦是一個完全符合3K性質的工作（骯髒、危險、辛苦）。因此，為了兼顧焊接品質、穩定產量、維護工安，機器人技術的應用已導入焊接加工領域，廠商亦期盼藉此解決勞動力短缺與技藝無法傳承的困境，最終確保產線順利運行。在焊接品質維護與執行加工方面，本文提出兩項機器人輔助技術。第一，焊接前間隙偵測功能，其為焊接加工的前置作業，檢測兩個焊接物件的間隙距離，距離符合設定值則通知機器人執行加工，反之則警報告知產線人員進行焊接固定的位置微調，用以維持加工後的焊接品質。另一技術為焊接順應操作模組，其可讓使用者直覺化人工移動焊接機器人至焊接點位，降低機器人程式撰寫的複雜度。如上述，將這兩項技術應用於焊接加工的製程中，便可提高焊接後的產品良率與簡化焊接時的工序。

作者:王俊勝用於多移動機器人協同控制之視覺相對定位系統

為增加工廠自動化使用彈性，多移動機器人協同作業已成發展趨勢。提升機器人間相對定位精度是開發協同控制技術的第一步。本文闡述一套低成本且可快速實現於多移動機器人間之相對定位系統，以快速響應矩陣圖碼作為識別標誌，透過視覺感測器偵測此標誌開發高精度之定位演算法。我們設計了一測試平台以量化驗證演算法估測識別標誌之二維座標準確度與精密度。

作者:葉佳榮攀爬機器人技術簡介與應用

攀爬機器人因應高風險、高難度環境下的工作任務挑戰，具備垂直、傾斜與複雜結構表面移動能力，可廣泛應用於基礎設施檢測、能源巡檢、災後搜救及特殊環境作業等領域。其核心技術包括多樣化的附著機制（如磁力、正/負壓、靜電與仿生黏附等），搭配履帶式、輪式、多足機構或飛行混合等移動策略。近年隨著感知元件、定位技術、控制系統與運動規劃技術進步，攀爬機器人加速朝向智慧化、自主化與多模態整合發展。未來挑戰包括提升附著穩定性、環境適應性、控制複雜度與能源效率。透過人工智慧、自主學習與感知融合技術的導入，攀爬機器人有望成為高風險作業領域中重要的輔助設備。

作者:張甯喬、黃礪德四足機器人腿部彈性結構評估與分析

本文旨在評估並聯彈簧致動器於四足機器人腿部機構中的應用效果，並探討不同運動週期與彈簧剛性變化對關節扭矩、功率與能量輸出需求的影響。基於拉格朗日方程式建立機構動力學模型，並以MATLAB進行模擬與分析。結果顯示，設計適當的彈簧剛性可有效降低膝關節輸出扭矩高達55 %，並於不同運動週期條件下，亦可達成20 %至50 %不等的功率降低，並使蹲下階段的能量輸出需求減少超過50 %。多目標優化結果指出，當運動週期為2秒時，最佳彈簧剛性為12241 N/m，展現出動態性能的優化效果。整體而言，並聯彈簧致動器具備分擔致動器負載與提升系統效能之潛力，適合做為未來四足機器人高效設計的重要策略。

作者:廖育萱、Ruben Emiliano Alban Naranjo、彭彥嘉智動化農業機器人之導航控制方法介紹

隨著醫療與科技的進步，世界各國紛紛邁入高齡化社會，臺灣也不例外的面臨人口年齡老化問題。臺灣農業除了農業人口年齡老化外，還因城鄉差距導致鄉村人口外移的人力不足問題，在這樣的困境下，臺灣農業部推動「智慧農業4.0」計畫，預期透過智慧農業技術的發展解決農業勞動人口不足的問題，進一步提升臺灣農業生產力，同時縮短城鄉差距。本文將說明如何於模擬環境下實現智動化農業機器人之導航控制方法與實驗結果，其中包含智動化農業機器人的運動學模型、導航控制系統的模擬實驗測試。

作者:羅書硯移動機器人安全標準

本文闡述固定式機器人與移動式機器人安全考量的不同之處，並簡短介紹目前已發布有關移動機器人（mobile robot）之安全標準以及各標準之間的適用範圍與編撰架構的不同。

作者:黃兆平、李宜玲、范姜嘉辰、謝英風基於軟體驅動實現足型機器人全伺服運動控制器

本文提出一種以軟體驅動的全伺服運動控制系統架構，應用於足型機器人的精密運動控制。系統採用分層式設計，其中上層控制器負責步態規劃與運動決策，下層控制器則負責執行各關節的伺服驅動。本文在足型機器人控制方面比較傳統控制策略與現代機器學習策略的差異，並設計一種混合運動控制迴路，來結合前饋扭力補償與回饋控制以提升系統穩定性與響應。整體架構基於即時作業系統與EtherCAT通訊協議來實現多關節同步控制。實驗結果顯示此控制架構能夠在1 kHz循環下穩定足型機器人的步態表現，達成高精度與高即時性的控制效能。

作者:王俊勝基於時間窗協合路徑規劃之多移動機器人調度與任務運行

本文提出一種基於時間窗路徑規劃之多自主移動機器人調度的方法，包含移載機器人選派、時間窗多機協合路徑規劃和多機協合路徑之任務運行等技術。首先，我們分析了現有的相關文獻，指出多移動機器人時間窗調度策略在提高運輸效率和避免阻塞方面的優勢。接著，我們討論了移載機器人選派的重要性，並介紹了如何利用時間窗技術來合理分配任務和調度機器人的運行時序。此外，我們還探討了時間窗多機協合路徑規劃的挑戰，並提出了一些解決方案，包括考慮機器人之間的會機衝突和最小化整體行程代價等。最後，我們討論了時間窗技術於多機實際協合運載中的應用，並以模擬結果佐證提出方法之有效性。

作者:陳詣倫、謝明憲、宋家仲、陳俊皓視覺用於工業設備之工作平面校正裝置與校正方法

工業設備像是電腦數值控制工具機、機械手臂等，於應用前都需要經過校正來達到最佳的應用效果。這些校正包含原點校正、工具座標校正、工作平面校正等等。目前對這些校正作業都是由人力來進行操作與教導。本文工業設備以機械手臂為例，探討如何使用視覺系統對工業設備進行自動工作平面校正與一種創新的工作平面校正裝置。

作者:張彥中自主移動機器人聯盟與標準介紹

本文介紹了自主移動機器人聯盟（Autonomous Mobile Robot Alliance, AMRA）成立的源起，也說明了AMRA運作的方式，最後介紹了標準制定方式與目前第一個正式標準AMRA-201:2021。AMRA透過制定與推動產業有共識的性能規格標準、安全標準、通訊協定標準等，以支持優秀自主移動機器人產品，協助使用者可以更有效地選用到這類優良產品；同時也透過標準化介面來協助產業垂直分工，進而促成自主移動機器人產業生態圈更健全的發展。AMRA每個月持續有新的國內外業者申請加入，未來將完成AMRA-220與AMRA-271標準的正式公開，以促進自主移動機器人產業的良性發展。

歷史雜誌