产业分析-人形机器人视觉系统与台厂机会

图/美联社

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机器人视觉系统规格比较

随着AI赋能硬体设备,机器人的用途将更广泛,不只能投入制造业,还能以人形走入一般消费者的工作和生活场域。可用于制造和服务的多功能人形机器人市场备受市场期待,无论是Tesla、NVIDIA与OpenAI皆积极挹注相关产品服务开发,看好该领域的商业潜力。

人形机器人可在现有围绕人类设计的环境中,学习执行不同任务,厂商不用打造多个单一用途的专用机器人,也无须改造原本的使用场域和工作流程,因此人形机器人受到市场高度期待。Tesla更是在2024年6月透露正为旗下的电动车工厂导入人形机器人,除了计划2025年有1,000台部署在工厂上进行任务,也在2024年10月发表活动上示范人形机器人与人的互动行为,人形机器人在制造和服务市场皆有望带来创新应用。

从数据来看,2025年在各机器人大厂逐步实现量产的前提下,TrendForce预估2027年全球人形机器人市场产值有望超越20亿美元,2024年至2027年间的市场规模年复合成长率将达154%。

机器人市场除了受惠于AI技术革新,感测器硬体性能提升也加速人形机器人产品开发。AI和机器人视觉、力回馈和触觉硬体方案让机器人能更好地适应、回应实体世界中不同的环境和变因,并自我学习,带动各种感测元件和相关的硬体设备的成长动能。

■机器视觉主流解决方案

而机器视觉系统又是其中的关键,TrendForce在最新的「人形机器人视觉系统解析与台湾厂商机会」报告中针对了机器视觉系统的发展进行剖析。机器视觉系统主要由五大模组构成:光学成像、影像感测器、影像处理、IO与显示器;其中,光学成像模组使用镜头将物方空间资讯投影到像方,影像感测器模组负责光电讯号转换,影像处理模组则基于CPU系统或专用晶片,搭配完整的处理方案和演算法库进行资讯撷取。

相对于人类视觉而言,机器视觉在量化程度、灰阶分辨力、空间分辨力与观测速度等方面都有显著优势,其利用相机、镜头、光源与光源控制系统采集目标物体数据,借助视觉控制系统、智慧视觉软体与数据演算法库进行图形分析和处理,软硬系统相辅相成,为机器人赋予视觉能力。

以厂商布局来看,科技大厂NVIDIA与Tesla积极投入Boston Dynamics和Tesla在202年均推出了突破性人形机器人技术。Boston Dynamics推出的人形机器人Atlas展现机器人复杂运动能力的最高水平,其先进的视觉系统设计可提供即时的立体环境影像,并实现自主移动并闪避障碍。Boston Dynamics为机器人采用多种市面上主流的视觉感测方案。

Tesla于2024年推出第三代Optimus人形机器人,展现显著的技术进步,与市面上多数厂商整合多种深度摄影技术提升机器人视觉感测能力不同,Tesla选择承袭自驾车技术自研FSD系统。新一代Optimus完全采用Tesla自主研发的视觉感测系统和感测器,整体重量和行走速度得到实质提升,其视觉系统承袭Tesla在自动驾驶领域的技术优势,有效提高系统的即时性,也增强其在复杂环境中的适应能力。

■NVIDIA推广机器人学习平台 带动台湾厂商视觉系统供应商

两大厂商的投入不仅为产业注入强大动能,也为台湾厂商带来新的发展机遇,这当中也反映出机器视觉得到的数据品质将成为机器人学习效率的关键因素。台湾厂商凭借深厚的制造实力和技术累积,正积极布局视觉解决方案市场,当中有多家厂商与NVIDIA建立合作伙伴关系,有望藉其平台的市占率在人形机器人市场早期成长过程中受到带动。

所罗门凭借AI视觉软体专业,与NVIDIA合作,累积超过300个应用案例,涵盖Mercedes-Benz汽车组装与医疗器材制造,彰显其技术影响力。达明机器人专注于协作型机器人,整合AI与视觉技术,推出具AI引擎和无编码操作的智慧机器人方案,并为人形机器人提供价值解决方案。

聪泰科技开发基于NVIDIA Jetson平台的边缘运算产品,其潘朵拉平台支持多种类型机器人控制,锁定零售和物流应用。圆刚与NVIDIA合作,推广智慧城市、智慧零售等应用,AI解决方案营收看涨。佳能则结合光学与AI技术,专注医疗和智慧交通,计划2025年推出机器人视觉模组,抢攻欧美市场,标志台湾厂商逐步转型为整体解决方案提供者。

上述台湾厂商的发展,凸显出在伺服马达、相位控制器与AI伺服器等关键零组件的优势之外,台厂在机器视觉、AI运算等高附加价值领域也陆续推出解决方案展现其技术实力和创新能力。随着人形机器人应用场景不断扩大,台湾厂商在全球供应链的角色也将更为重要。