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【機器人講堂】遠距臨場機器人,解決分身乏術的困境

作者:阿里哥

近年來,遠距臨場機器人 Telepresence Robot(或稱遠距親臨機器人)在機器人市場上越來越普及,它的基本設計概念,可以簡單想像成一台平板電腦加上一組能遠端遙控的輪子,或是一套視訊會議設備安裝在一台可以行走的機器人身上。

遠距臨場機器人讓原本固定位置的裝備能夠自由移動,也創造了遠距臨場更多可能的應用。它就像是我們的分身,讓我們同時在另一個地方自由移動,可以即時看到周邊環境,並和周邊的人面對面互動溝通。

機器人基本架構

遠距臨場機器人的基本架構包含三大部分:

  • 影音及遠端控制裝置:攝影機、麥克風、螢幕顯示裝置等設備(平板電腦)
  • 移動部件:馬達,輪子,控制板組合
  • 機構部件:支撐及連接機構件、供電和通電系統及配件

它的主要功能,是讓使用者可以經由手邊的電腦或手持裝置,透過無線網路登入,並遙控身在異地的機器人,讓它可以四處移動;此外,也可以藉由機器人身上的攝影機和耳機麥克風等裝置,直接和對方視訊交談和互動。

通常這些影音的功能都可以藉由平板電腦提供,就和視訊軟體一樣,當我們在操控機器人的同時,我們的臉也會同時顯示在機器人平板的螢幕上,可以即時讓對方也看得到我們的面部表情並聽到我們的聲音;在動作遙控部分,這一類的機器人通常移動的速度都和一般人行走速度接近,不會太快。

臨場機器人的架構圖(圖片來源:A telepresence robot – Programming

近年來,遠距親臨機器人在機器人市場上熱度漸增。以目前發展最好的美國為例,科技雜誌《CNET》指出,到去年為止,美國已經有約三十多家製造遠距親臨機器人的公司,依據使用者的不同需求,這類機器人的價格差異很大,從幾萬到數百萬新台幣的產品在市場上都看的到,Wintergreen也分析,到了2022年,遠距臨場機器人的市場將有機會成長至70億美元。

應用實例

因為,遠距離視訊加上遠端遙控的幫助,使用者可以節省原本透過長途旅行才能達到探訪目的時間及經濟成本,現在只要打開網路,就可以和藉由遠端,無論是和工廠、倉庫、學校或醫院進行聯繫、參訪與互動。

A. 企業應用

  • 辦公室或廠房巡視:企業主們可以利用遠距臨場機器人「分身」,不需要親臨現場,就可以查看商店、遠端的廠房、倉庫設置、裝配線流程與辦公室。
  • 客戶參觀產線或廠房:客戶可以利用遠端遙控移動的優點,直接參觀廠房設備或組裝線等設施,省去出差花費的旅行支出及時間。
  • 遠距會議或討論:企業員工可以將機器人運用在不同的地點與會議、討論;技術人員能遠端解決設備技術問題;面試人員也可以直接利用機器人遠端和人資專員進行面試;無法出差旅行的員工和身體有傷殘的員工也能同步參與遠端辦公室的活動。

 

臨場機器人應用在辦公室中(圖片來源:The Knowledge Worker’s Next Must-Have Gadget: A Telepresence Robot

B. 遠端學習

可讓行動不便或患有傳染性、慢性疾病,而無法到校上學的學生,在家中透過機器人參與學校的課程,讓老師與同學們互動,學習不致中斷;教師也能利用機器人提供遠距教學,除了講課外,還可以在教室內移動,並與個別學生面對面溝通交流,如同親自在課堂內授課。

C. 親屬的互動及陪伴

  • 家中兒童或長輩的照顧及遠端安全監控。
  • 家中祖父母、長輩和孫子女遠端互動並一起遊戲。
  • 出差或在外地的父母,可以利用機器人和家中的孩子保持互動和聯繫。

D. 醫師看診

醫生可以從遠端親自為病人看診,並與患者或其他醫療人員進行溝通與協商;若搭配專門的醫療設備,外科醫生甚至能夠在全球不同地點共同會診執行外科手術。以iRobot和InTouch Health合作開發的RP-VITA遠端親臨機器人為例,它整合了iRobot公司的自主導航和移動技術,以及InTouch Health的遠距醫療和電子病歷技術,讓醫生得以從遠端取得所需的診斷數據和資訊,並進行即時的診斷工作。

由於,此遠端親臨機器人應用了多種先進感知零件,使其能夠在醫院、加護病房和急診室等忙亂的環境中,執行自主移動技術,更值得一提的是,配置在iRobot上的iPad介面,讓醫護人員和病人可以直接對話和討論。

這項產品已獲得美國FDA(藥物食品管理局)核准,是一款能夠在醫療機構內使用的遠端親臨機器人,常被用來執行心血管、神經外科、懷孕、心理和緊急救護病人的評估和診斷,目前已在多家美國的醫院中被使用,對機器人和遠距醫療產業來說皆是重大突破,也是機器人產品邁向實際應用的重要指標。

E. 參觀展覽

日前國內外已經有許多家博物館開始應用臨場機器人,讓參觀者直接在家中運用滑鼠和電腦,隨心所欲地參觀世界各地的博物館,甚至參與並聆聽導覽員的講解,與現場的觀眾互動討論。

以美國為例,目前有這項服務的博物館包括:紐約自然歷史博物館、拉斯維加斯黑幫博物館(Mob museum)、舊金山笛洋美術館(de Young Museum)、西雅圖藝術博物館、聖地牙哥美術館、底特律藝術博物館、聖地牙哥航太博物館、聖地牙哥人類博物館、加州山景市計算機歷史博物館、南達科達大學的國家歷史博物館等13家博物館。

透過臨場機器人,與遠距醫生一同會診(圖片來源:TelepresenceRobots.com

臨場機器人目前的困境

儘管優點出眾,但若要讓遠距臨場機器人更加普及,目前仍有許多可以提升的地方:

A. 價格需要更親民

第一個門檻就是價格。以目前市場上較普及的機型為例,基本上價格都在新台幣十萬塊以上。若以機器人能夠提供的服務來說,這樣的價格還是稍嫌昂貴,有部分的廠牌每年還需要繳交維護費,以維持技術及軟體服務的持續更新。

B. 有能力跨越障礙物

目前遠距臨場機器人的設計仍只能在平坦的地面上移動,且還不具備開門、上下樓梯或按電梯的能力,現場尚需有人提供協助。換句話說,現階段他還無法在完全沒有人陪伴的狀況下做到獨立行動。

C. 減少需IT人員協助的頻率

遠端連線的功能在無線網路沒有安全限制的使用條件下,大多可以透過電腦或手執裝置的應用程式來達成。倘若是在無線網路有安全控管的環境,像是公司內部,則需要IT人員或網路管理員的協助來完成遠端連線。

如何選擇遠距臨場機器人?

最後,讓我們來聊聊一些挑選遠距臨場機器人時需要注意的事項。

A. 攝影機觀察的視角要大、解析度要高

既然是遠距臨場機器人,好的攝影機品質是擁有高品質臨場感的關鍵。建議攝影鏡頭至少具備超過90度的視角,如此一來才能在一個畫面內看到更多周邊環境的訊息,這對遠端機器人的控制能力也更有幫助。此外,攝影機的解析度也是越高越好(不過,當然也要考慮無線網路頻寬的問題)。除了可以更清楚觀察周邊環境外,也可以應用相關的影像辨識功能。

B. 麥克風和揚聲器品質佳

麥克風和揚聲器的品質也絕對是需要注意的重點。遠距的溝通如果希望有臨場感,雙方說話收音和播音品質都要夠好。尤其是機器人端,由於常常會需要同時和許多人一起討論或溝通,好的收音和擴音器絕對能夠事半功倍!因此在挑選時可以特別挑選有多個或是高功率的揚聲器的機器人。

C. 電池續航力長

為了能更有效率地執行遠距工作,在充飽電之後,機器人能夠依靠電池運作的時間當然越長越好。最好能夠像掃地機器人一樣,在低電量時,能夠自行回到充電基座進行充電。

D. 無線網路傳輸速度快

無線網路連線是我們和遠端的機器人分身唯一的溝通媒介,因此穩定且傳輸速度快的網路連線非常重要。

E. 遠端連線容易

當我們使用手邊的電腦或手持裝置連線遠端的機器人,看似只要將應用程式開啟就能順利連上線開始操作,資料和異地機器人之間的傳輸卻需要通過重重關卡和安全防護,其中只要有任何一個環節出了問題,就可能會連不上!所以一個好的連線程式設計非常重要。

F. 移動速度適中

由於機器人需要跟著周邊的人一起行走,移動速度要能達到每小時1.6到2公里。如果包含高速移動模式(3-4 km/hr),可以應用的範圍將會更廣泛!

G. 價格合理

價格絕對是影響產品能不能普及的關鍵因素之一。不巧的是,遠距臨場機器人大部分設定的販售對象是大型機構,例如企業用戶或學術單位,設定單價也相當高。因此,如果能透過設計或改善製程以降低價格,一定能讓這類型的機器人更有競爭力,因而拓展更大的市場。

小結

遠距臨場機器人的應用範圍相當廣泛,透過遠端操控,即使人不再現場,也能即時監測,並和另一頭的人面對面互動溝通。儘管目前還有可以改善的空間,主要市場也集中在北美,但相信隨著產品性能(外觀、功能)不斷提升,市場將漸趨成熟。

(本文轉載自南科AI_ROBOT自造基地原文連結;責任編輯:賴佩萱)

阿里哥

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九號空間創辦人,熱愛機器人,設立九號空間希望能讓人們更容易進入機器人的世界!
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