機械手臂搶工作!? 做菜、繪畫、泡咖啡樣樣精通

Posted By 劉書妤 on 10 月 6, 2020 in 機器人, 綜論 | 0 comments

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作者：劉書妤

機械手臂拿著鐵鏟，翻炒出粒粒分明的炒飯，或由機器人為你泡上一杯香氣十足的咖啡，這些場景如今已不只存在想像中。隨著產業智慧化，許多公司導入機械手臂從事重複性高的工作，並引導人力轉型從事高附加價值工作。

許多公司導入機械手臂從事重複性高的工作。（圖片來源：Unsplash）

機械手臂的歷史演進

機械手臂是能模仿人類手臂功能的自動控制設備，有多關節連結。機器人一詞最早出現在1921年捷克的科幻小說中，但如果要清楚區分的話，非完全人形機器的產業自動化機械多以「機械手臂」稱呼。

「機械手臂之父」恩格伯格1959年研發出第一台工業用機械手臂，名為Unimate，他將機器取代人力變成現實，這台機械手臂第一次應用在美國汽車廠的壓鑄作業上。許多工業組裝、噴漆、焊接等繁重工作，皆能以機械手臂取代人工，除了用於工業製造，醫療、娛樂及軍事甚至在太空等領域都可以發現此裝置。

初期研發出來的機械手臂多為3個關節軸，直到目前依然被產業界廣泛應用，尤其常用於簡單的加工與搬運，幫助自動化生產製造。然而隨著加工方式多元化，機械手臂也開始朝更多關節軸的技術發展，在1973年德國研發出第一台、6軸機械手臂，產業用機械手臂也從單點加工，發展到多點同時加工。

新奇的應用場景

機械手臂幫助人類生活更便利，比如取重物、做重複性動作，早期機械手臂主要以協助工業生產為主，但近年也逐漸走入大眾的日常。能搬重物不稀奇，機械手臂還能做出美味料理！台北曾隱身一間聘請機器人主廚的餐廳，不僅會跳迎賓舞，炒飯也炒得粒粒分明，儘管動作與人類相比稍顯緩慢，但能維持穩定品質，不像人工可能受情緒影響每次料理口感，也能省下人事成本。

除了炒飯，機械手臂還會泡咖啡。自動咖啡販賣機以機械手臂模擬咖啡師傅的拉花動作，可依點餐內容啟動製作程序，從取杯、配料、注入飲料、封蓋、貼標、出餐、清洗，精準執行每一步驟，平約2分鐘即可完成一杯飲料。且自動咖啡販賣機還設計後台管理系統，可統計每日消費記錄，當缺料或故障時，能以LINE、簡訊等方式即時透過手機瀏覽機台情況。

機械手臂夾著畫筆，在白紙上來來回回地快速移動，不到五分鐘，栩栩如生的人像躍然紙上，一幅由機械手臂繪成的人像素描就完成了。在多年前藝術家Patrick Tresset與倫敦大學教授曾合作「AIKON-II」計畫，研究歷代畫家的素描作品並配合科技知識，訓練機械手臂繪畫。

通過計算建模和機器人技術研究觀察素描的活動，由藝術家教導機械手臂繪畫人類肖像，機械手臂「雙眼」會連接到人工腦部，觀摩特雷塞特的繪畫和素描寫生過程，然後將自己學到的技能透過機械手臂練習繪畫肖像。如今機械手臂的技術也愈發成熟，在去年科技界的盛事「工業4.0展」中，機械手臂甚至還能左右手同時作畫，一次畫好兩幅素描。

機械手臂應用場景多元，近年更進軍娛樂領域。德國工業用自動機製造廠商KUKA為遊樂園研發轉臂機器人，也就是所謂的自動雲霄飛車。它裝設於兩人座的遊樂設備上，能舉起500公斤，利用特有的六段關節進行多種翻滾動作，像搭乘雲霄飛車般雙腳可自由活動。首座裝有這個轉臂的遊樂園是丹麥樂高樂園，現在全球有不少休閒樂園及購物中心購入此機械手臂。現在，丹麥樂高園的遊客可坐在椅子上，由巨型機械手臂抓著座椅，帶領他們感受騰空飛起、翻滾的樂趣。