【重點整理】
1.人形機器人:具備類似人類外形,可執行生產、照護及危險環境作業,有望成為未來生活的重要助力。
2.協作型機器人:可與其他機器人及人類分工合作,需強化環境感知與動作預判能力以確保安全運作。
3.AMR(自主移動機器人):配備感測器與相機,能自主移動並執行包裹或零件運送任務。
4.系統核心晶片:負責機器人環境資訊運算及動作判斷,是機器人智能的關鍵元件。
5.Motor Driver(馬達驅動器):控制機器人各部位運動,根據部位大小和功能需求配置不同數量與功率。
6.C2000微控制器:適用於快速、低延遲反應的機器人馬達控制,提升精準度與安全性。
7.感測器(Sensor):包含相機、雷達、光達、溫度、壓力等,用於環境感知及觸覺回饋。
8.第三代半導體氮化鎵:用於電源管理與馬達驅動,有效降低元件體積與熱損耗,提升效能與電池壽命。
9.BMS(電池管理系統):監控機器人電池電量與健康度,確保穩定供電與安全運作。
10.高速通訊介面:包含CAN訊號、Ethernet、FPD Link、SPE Single Pair Ethernet等,用於機器人內部訊號傳輸,實現即時指令下達。
11.Functional Safety(功能性安全認證):保障半導體元件運用於機器人時的安全性,符合業界規範。
12.半導體產業商機:隨機器人技術發展,半導體需求大幅提升,成為臺灣重要產業。
【內容整理】
【半導體推動機器人智能與安全】
講者說明,近年物聯網、精密機械及AI運算的進步促使人形機器人成為生活中重要的智能工具。人形機器人不僅能執行工廠生產與危險環境作業,還能在醫院或家庭提供照護服務。隨著應用想像擴展,背後蘊含龐大商機。機器人的發展歷史從1950年代開始,初期僅能執行單一任務,隨感測與運算能力提升,逐步具備自主移動與學習能力,如掃地機器人便能透過相機與運算晶片避開障礙完成清掃。
【協作型機器人的技術進展】
協作型機器人已廣泛部署於物流倉庫等場域,實現機器人間及人類分工合作。這類機器人需大幅強化環境感知能力,能即時預判周遭物體、人類或其他機器人的移動,以確保安全並提升工作效率。技術進步使協作型機器人能應對更複雜場景,但也帶來高階感測與精密控制的需求。
【人形機器人的結構與驅動技術】
講者進一步拆解人形機器人的技術組成,包括四肢各部位所需馬達驅動器(Motor Driver)及微處理器(如MCU、C2000)。不同部位如手指、手臂、膝蓋等依功能需求配置不同瓦數與數量的驅動器,如手掌約需30瓦、手臂1500瓦、臀部膝蓋2400瓦,全身合計上百個馬達驅動器。馬達控制需高效且精確,確保各關節協同運作。
【環境感知與多元感測技術】
人形機器人需具備全方位環境感知能力,包括視覺(鏡頭、光達、毫米波雷達)、聽覺(音訊處理晶片)及多種sensor。舉例而言,觸覺sensor可協助機器人拿取物品時控制力量避免損壞;溫度sensor避免進入危險區域;壓力、電流sensor則負責監控運作狀態。多元感測技術提升機器人對環境的判斷能力。
【高速通訊介面與訊號傳輸】
講者介紹,機器人體內訊號傳輸如同人類神經系統,各關節間需高速且低延遲的通訊。局部訊號傳輸可用CAN bus,大範圍則採Ethernet,高頻寬影像傳輸使用FPD Link。新技術如SPE Single Pair Ethernet可減輕纜線重量,有助於整體結構輕量化。通訊效率直接影響機器人反應速度與任務完成度。
【電源管理與新型半導體應用】
為確保機器人長時間運作,自由移動需穩定電源供應。第三代半導體氮化鎵可有效降低元件體積與熱損耗,提高電源效能並延長電池壽命。BMS電池管理系統則負責監控電池健康狀態和剩餘電量,預防因斷電造成安全事故。高效電源管理是智慧型機器人落地關鍵。
【功能性安全認證與家庭部署】
講者強調,人形機器人在家庭等場域必須保障絕對安全。每個半導體元件需通過功能性安全認證,如私有安全規範,確保在緊急狀況下能做出正確反應。例如搬運重物時若即將沒電,邊緣運算晶片需即時做出決策避免危險。安全設計是未來智能機器人大規模部署的必要條件。
【半導體產業與未來展望】
最後講者指出,隨著智能機器人技術普及,半導體在感知、馬達驅動、高速通訊和安全領域的需求持續攀升。臺灣作為半導體產業重鎮,未來將因機器人發展而享有巨大商機,各項關鍵技術將帶動產業升級並推動智能生活普及。