機械人技術:日本領先到甚麼程度?

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MUJIN 的軟件技術,能應用於不同品牌的機械人。 圖片來源:MUJIN inc/Facebook

「誰能掌握軟件技術,誰就掌握機械人產業。」機械人軟件新創企業 MUJIN 共同創辦人兼行政總裁滝野一征說。這家成立於 2011 年的日本公司使用獨家高速運算處理技術,可控制不同品牌的工業用機械手臂,實現物流中心的無人分類揀貨,成為全世界前所未有的創舉。

工業機械人一向是日本的「獨門絕技」,廣泛應用於製造業及物流業。但隨著人工智能(AI)崛起,機械人產業的戰場也跟著轉移。機械手臂等硬件技術已成熟到難以差異化,而操作硬件的軟件技術正急遽進步。如果巧妙應用影像分析等技術,機械人的生產力也能大幅提升。

工業用機械人要正確做出每一個動作,一般需要人類事先一步步指導(teaching),而物流中心輸送的隨機商品,動輒數以萬計,幾乎不可能用機械人全程進行分類揀貨。但使用 MUJIN 的軟件,不需要事前指導,機械手臂靠著攝影鏡頭掌握物體大小形狀,就能由 AI 瞬間判斷抓取方式。

MUJIN 之所以能在機械人領域有超越同業一個世代以上的領先,關鍵在於其軟件技術。共同創辦人兼技術總監 Rosen Diankov 博士,是當前機械人運動規劃庫主流技術 IKFast 的創始人,專長計算機械人運動學逆解,搭配 OpenRAVE 技術,以及 Rapidly Exploring Random Tree 的 RRT 演算法,在一個 3D 空間中,產生所有能從 a 點到 b 點的軌跡,然後再從中選取機械人能夠實現且最短的路徑。

MUJIN 於 2018 年獲日刊工業新聞第 61 屆十大新製品獎,兩位創辦人 Rosen Diankov 及滝野一征到場領獎。 圖片來源:MUJIN inc/Facebook

如此一來,控制器通過乙太網等介面與機械人製造商的 API 介面連接,就能實現對機械人的即時控制。2018 年春季,中國第二大電子商貿平台京東成立無人倉儲造成轟動,靠的就是 MUJIN 獨特的控制系統。

台灣智慧自動化與機器人協會」專刊指出,MUJIN 不做機械人,而是以 ICT 技術投 入發展機械人控制模組,逐步解決複雜的 Random Bin Picking 技術,讓眾多的工業機械人公司產生興趣、願意把自身的控制及運動軌跡原始碼交給 MUJIN,以提供這個殺手級的控制器給機械人客戶應用,是相當聰明的作法。

日本辦公用品網店 Askul 自 2016 年起便採用 MUJIN 技術;日用品批發龍頭 Paltac 的物流據點,雖然採用發那科(Fanuc)的機械人,但控制軟件卻使用 MUJIN 的技術。安川電機及汽車零件大廠電裝(Denso),也安裝了 MUJIN 的控制工程軟件,滝野一征指:「從全球市佔率來看,涵蓋了 7 成品牌的產品。」

一位分析師指出,整個工業機械人系統的成本,往往是機械人硬件成本的 3 倍到 20 倍。機械人硬件價值僅佔機械人市場的 3 分之 1 不到。等於你花了 100 萬元買了幾台機械人,卻需要另外 200 多萬才能讓機械人真正運行。如此看來,MUJIN 選擇軟件技術作為核心的方向,非常正確。

滝野一征的目標,就是讓 MUJIN 的軟件成為「工業用機械人的 Windows」。過去日本的科技大廠,就是因為無法抵擋電腦產品的平價化及同質化,不得不撤出市場。另一方面,壟斷電腦作業系統的美國微軟(Microsoft),直到今天仍是業界的霸主。因此只要掌握了機械人的作業系統,最終也能稱霸世界市場。