【正文】 桌上型尺寸的小型人型機器人中具有代表性的是富士通自動化的「HOAP」系列，現(xiàn)階段的「HOAP3」除了具備高度的運動功能之外，還有語音辨識、聲音合成等通訊功能以及影像辨識等搭配功能，每部價格約為600萬日圓，迄今為止已經(jīng)有130臺以上的銷售成績。該公司具體的事業(yè)計劃尚未訂定，將在技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)中檢討商品化的發(fā)展方向。前面提到的「租賃用ASIMO」與「新型ASIMO」的類型不同，本田技研在2007年4月與日本東京科學(xué)未來館簽訂了「新型ASIMO」首次的年度租賃契約（約2,000萬日圓），科學(xué)未來館將「新型ASIMO」安排在其舞臺的例行性節(jié)目中演出。人型機器人目前技術(shù)面或安全面待克服的障礙頗多，預(yù)期要到達(dá)實用化之前還需要一段時間。與歐美機器人應(yīng)用發(fā)展方向較為不同的是，日本由于文化背景因素與高齡社會較早到來，對人型機器人情有獨鍾，認(rèn)為以其擬人化的外表，可在未來的社會中擔(dān)任許多日常作業(yè)的幫手，亦將是居家照護的重要角色。（單位：百萬日圓）※2006年動力輔助服及救援型機器人市場尚未成形，故以2007年為基礎(chǔ)。「救援型機器人」則因為尚處于實用性檢討及信賴度提升階段，預(yù)計若要達(dá)到市場成熟期還有一段努力時間。表1日本服務(wù)型機器人市場規(guī)模變化經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)?。∕ETI）提供了財務(wù)支持予日本國內(nèi)的生產(chǎn)者，并促進實用性機器人的研發(fā)。主要原因：主要用于汽車制造業(yè)的關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人銷售的增長。其原因在于：2003年電子器件，如平板電視、DVD播放器/錄像機和其他數(shù)字應(yīng)用的強勁增長，推動了Matsushita 5%的市場份額。日本安川電機公司安川電機（Yaskawa Electric Co.），自1977安川電機年研制出第一臺全電動工業(yè)機器人以來，已有28年的機器人研發(fā)生產(chǎn)的歷史，旗下?lián)碛蠱otoman美國、瑞典、德國以及 Synetics Solutions美國公司等子公司，至今共生產(chǎn)13 萬多臺機器人產(chǎn)品，而最近2年生產(chǎn)的機器人3萬多臺，超過了其他的機器人制造公司。三 日本機器人產(chǎn)品廠商日本FANUC公司FANUC公司的前身致力于數(shù)控設(shè)備和伺服系統(tǒng)的研制和生產(chǎn)。在技術(shù)面上，操縱機構(gòu)（manipulation）、移動技術(shù)等，特別是有關(guān)于硬件（hardware）之開發(fā)，已具有世界第一的技術(shù)開發(fā)能力。HRP2其中，enuvo WALK （Microsoft Robotics Studio，微軟機器人開發(fā)平臺）的認(rèn)證，未來將可用于教育教材或者做為機器人產(chǎn)品之移動平臺模塊，極具競爭力。Harmonic Drive手指模塊機構(gòu)筑波大學(xué)知能實驗室油田信一與山海嘉之博士主要研究項目為「自律型智慧機器人移動技術(shù)」，包含自律移動、避障技術(shù)、跟隨技術(shù)、多機器人互動溝通、雷射掃瞄儀、輪式移動平臺等。（2）彈性元素機構(gòu)動作：利用強力彈簧機構(gòu)來模擬足型機器人之腳步機構(gòu)，并具有低速移動能力，因使用彈性元素機構(gòu)而使足部機構(gòu)在不需依靠馬達(dá)驅(qū)動下，使足步機構(gòu)具有多自由度運動性以及基本越障能力。因此，負(fù)載越大，越傾向于選用較大的電動機。 步進電動機所用的驅(qū)動器，主要包括脈沖發(fā)生器、環(huán)形分配器和功率放大等幾大部分，其原理框圖如圖2所示。根據(jù)其工作原理、驅(qū)動電流波形和控制方式的不同，它又可分為兩種伺服系統(tǒng)： （1）矩形波電流驅(qū)動的永磁交流伺服系統(tǒng)。三 常用的減速機構(gòu) 1．RV減速機構(gòu)； 2．諧波減速機械； 3．?dāng)[線針輪減速機構(gòu)； 4．行星齒輪減速機械； 5．無側(cè)隙減速機構(gòu)； 6．蝸輪減速機構(gòu)； 7．滾珠絲杠機構(gòu)； 8．金屬帶／齒形減速機構(gòu)； 9．球減速機構(gòu)。交流伺服電動機由于采用電子換向，無換向火花，在易燃易爆環(huán)境中得到了廣泛的使用。響應(yīng)指令信號的時間愈短，電伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高，快速響應(yīng)性能愈好，一般是以伺服電動機的機電時間常數(shù)的大小來說明伺服電動機快速響應(yīng)的性能。展望未來，機器人從工廠生產(chǎn)線走入人類的居家生活已經(jīng)成為不可阻擋的流，不論歐、美、日、韓無不將其列入國家級的重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)，全力投入前瞻技術(shù)的開發(fā)與整合。模塊越多，功能越完備，代表處理器運算的電力消耗越高。多群組代理人協(xié)調(diào)控制：未來的家用型服務(wù)型機器人的種類將會越來越多，將不只是一個機器人，而是一組機器人在家庭中為人類服務(wù)，包括吸塵、洗地、搬運垃圾、洗窗、水族箱清潔等等。二 產(chǎn)品未來發(fā)展趨勢縱觀目前市面上的幾款清潔機器人，不難發(fā)現(xiàn)未來的清潔機器人的發(fā)展趨勢將會有幾方面的重大突破： 1.5.?價格（美元）：2800元技術(shù)簡介：1.6.2.11.7.3.可設(shè)定清潔時段，當(dāng)設(shè)定之周期日時間一到，TRV10會自動啟動清掃，無論設(shè)定在“S”、“M”、“Max”之任何行走程序，當(dāng)時間程序走完均會自動回充電站充電，方便長時間外出者使用。紅外線遙控，以微調(diào)控制方向左右角度，前進后退來回清潔，行動范圍不受限制，可隨時隨地暫停，方便操作。TRV10，國內(nèi)松騰實業(yè)所開發(fā)，大陸制造生產(chǎn)，以O(shè)EM為主。多功能充電站，能以紅外線導(dǎo)引機器人清潔路徑，并自動回站充電。交互式智能型灰塵辨識傳感器，能根據(jù)偵測程度，自動執(zhí)行4種不同的運作模式。自動回站充電技術(shù)，確保運作時電量充足。創(chuàng)新的防糾結(jié)技術(shù)，確保Roomba在清掃時不被電線、流蘇、地毯邊緣等鏈型物體纏繞。采用較強的吸塵模塊，配合高速旋轉(zhuǎn)刷毛，大幅提升清潔效能，可以清除碎片、寵物毛發(fā)、食物碎屑等垃圾。底盤有側(cè)刷與主刷，配合吸塵模塊，能清理最細(xì)微的塵垢。地板偵測傳感器，防止掉落樓梯。自動回站充電技術(shù)，偵測電量并充電站位置，達(dá)成目標(biāo)。6.2.超音波聲納偵測系統(tǒng)，能自動閃避障礙物，不會損壞家具?？沙绦蚧〞r器設(shè)定，讓使用者可以設(shè)定清潔時段。?尺寸（cm）：35x35x13?而家用型的地板清潔機器人（吸塵器）在近年來則快速竄起，成為市場主流產(chǎn)品，根據(jù)IFR World Robotics 2005的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，服務(wù)型機器人中，清潔機器人仍是主要應(yīng)用。在家用機器人龍頭廠商iRobot，以及眾多已投入本產(chǎn)業(yè)的廠商帶領(lǐng)之下，家用清潔機器人可說是目前的機器人銷售明星，但仍應(yīng)持續(xù)在一般家庭提升其滲透率。綜上，預(yù)計未來幾年我國工業(yè)機器人仍將保持穩(wěn)定的增長勢頭。和計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣，工業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。在接下來的五年中，全球工業(yè)機器人市場年復(fù)合增長率(CAGR)%的水平。 圖4 各類工業(yè)機器人裝置數(shù)量三 全球重點國家市場分析圖2 各地區(qū)年度裝置量隨著亞洲地區(qū)代工產(chǎn)業(yè)模式興起，為了提高生產(chǎn)力有越來越多的亞洲地區(qū)國家也開始大量引進產(chǎn)業(yè)用機器人，如韓國與大陸等國家，再加上近幾年日本經(jīng)濟復(fù)蘇，各項產(chǎn)業(yè)對于產(chǎn)業(yè)用機器人的需求量增加，使得產(chǎn)業(yè)用機器人市場需求慢慢由歐美地區(qū)轉(zhuǎn)移到亞洲地區(qū)，亞、澳地區(qū)在2004年到2005年的裝置數(shù)量大幅增加，已成為產(chǎn)業(yè)用機器人需求量最高的地區(qū)。目前，國際上的機器人學(xué)者，從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機器人也分為兩類：制造環(huán)境下的工業(yè)機器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機器人，這和我國的分類是一致的。感覺控制型機器人：利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。iRobot公司北京區(qū)授權(quán)代理商：北京微網(wǎng)智宏科技有限公司。1978年 美國Unimation公司推出通用工業(yè)機器人PUMA，這標(biāo)志著工業(yè)機器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。美國興起研究第二代帶傳感器、“有感覺”的機器人，并向人工智能進發(fā)。由于英格伯格對工業(yè)機器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱為“工業(yè)機器人之父”。德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人，并注冊了專利。1939年 美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。原因之一是機器人還在發(fā)展，新的機型，新的功能不斷涌現(xiàn)。但隨著機器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時代的到來，機器人所涵蓋的內(nèi)容越來越豐富，機器人的定義也不斷充實和創(chuàng)新。1948年 諾伯特1959年 德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室研制出Beast機器人。加藤一郎長期致力于研究仿人機器人，被譽為“仿人機器人之父”。1999年 日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(AIBO)，當(dāng)即銷售一空，從此娛樂機器人成為目前機器人邁進普通家庭的途徑之一。程控型機器人：按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機器人的機械動作。所謂工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人。二 全球區(qū)域市場結(jié)構(gòu)分析一般產(chǎn)業(yè)用機器人依用途而言可以概分為搬運機器人、焊接機器人、組裝機器人、一般加工機器人及其它（半導(dǎo)體及FPD無塵室清潔機器人），表一為全球產(chǎn)業(yè)用機器人種類裝置量排名，在不同的機種進口量方面前五名的國家重復(fù)率相當(dāng)高，尤其是日本，在各類機種的裝置量幾乎都獨占鰲頭，反應(yīng)出其穩(wěn)固雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)能力。 電子電機市場電子電機產(chǎn)業(yè)在亞洲國家成長的非常迅速，如日本、南韓及臺灣，最近在中國、印度及東南亞國家也快速的崛起，因此在這些地區(qū)的產(chǎn)業(yè)用機器人的存量累積速度高于其它的國家，特別是用在電子零組件廠商的無塵室機器人，相對來說歐洲在電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就顯得比較溫和。工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。我國工業(yè)機器人的市場主要集中在汽車、汽車零部件、摩托車、電器、工程機械、石油化工等行業(yè)。預(yù)計我國將在2011年新安裝各類工業(yè)機器人9,500臺，市場保有量將達(dá)到48,600臺。受到經(jīng)濟景氣不佳的預(yù)期，供應(yīng)廠商普遍對于未來四年（2009~2012）的市場需求看淡，預(yù)估各式專業(yè)服務(wù)機器人銷售臺數(shù)總計約49,000臺（圖2）。而近年來的演進則漸漸朝向服務(wù)型機器人的方向快速蓬勃發(fā)展。（一） Trilobite，瑞典商Electrolux所推出之產(chǎn)品，為全球最大的家電，戶外設(shè)備，專業(yè)電器產(chǎn)品制造商，2002年11月在歐洲上市后反應(yīng)熱烈，在日本推出也引起話題。3.7.自動化遙控器，可設(shè)定清掃模式。三段式過濾功能。4.8.但自動回站充電之偵測距離較短（說明書中標(biāo)示5 feet）。4.8.唯價格太高、集塵盒空間小。4.8.技術(shù)簡介：1.5.預(yù)約時段清潔功能，可設(shè)定自動執(zhí)行。具備自動逃脫模式，避免受困在床底或死角等區(qū)域。尋光模式，避免夜間清潔時遭遇電量不足而滯留在床底等死角，會自動停止在光亮處。VR4000，韓國家電大廠LG推出的全自動化高效能清潔機器人，屬于高價位產(chǎn)品。配合32位微處理器，運算效能高，結(jié)合各種智能型傳感器，提供最佳運動路徑與模式。LCD顯示與人機聲音警告，避免人員誤踩。自動導(dǎo)航與避障功能。自動回站充電技術(shù)。這方面也有賴于電子硬件技術(shù)的配合，運算能力越來越強的各種DSP與微處理器將也會是智能化提升的重點。 4.機構(gòu)輕量化：不斷研發(fā)更輕量的強度材料，一方面提高機器人的負(fù)載/重量比，并強化結(jié)構(gòu)在碰撞上的韌性與振動模態(tài)下的剛性，另一方面則能更節(jié)省電池電量的消耗，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。其中又以家用自走式吸塵器之產(chǎn)值最大，至2014年將成長至12億美元。所采用的關(guān)節(jié)驅(qū)動電動機主要是AC伺服電動機，步進電動機和DC伺服電動機。 速度傳感器多采用測速發(fā)電機和旋轉(zhuǎn)變壓器；位置傳感器多用光電碼盤和旋轉(zhuǎn)變壓器。 PWM伺服驅(qū)動器具有調(diào)速范圍寬、低速特性好、響應(yīng)快、效率高、過載能力強等特點，在工業(yè)機器人中常作為直流伺服電動機驅(qū)動器。在負(fù)載能力的范圍內(nèi)，這些關(guān)系不因電源電壓、負(fù)載大小、環(huán)境條件的波動而變化，誤差不長期積累，步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)可以在較寬的范圍內(nèi)，通過改變脈沖頻率來調(diào)速，實現(xiàn)快速起動、正反轉(zhuǎn)制動。它應(yīng)具有以下特性： （1）輸出轉(zhuǎn)矩大：為傳統(tǒng)驅(qū)動方式中伺服電動機輸出轉(zhuǎn)矩的50～100倍。在本系列文章當(dāng)中，首篇將簡略就幾個參訪單位之狀況進行說明，并于下期起分別就各研究室技術(shù)發(fā)展之現(xiàn)況進行詳細(xì)介紹。石川教授在視覺上的研究成果均結(jié)合由Harmonic Drive（）的機械手臂與手指產(chǎn)品作為應(yīng)用載具，相關(guān)研究成果包含結(jié)合兩者進行棒球打擊、持球、旋轉(zhuǎn)筆桿等。IHI所開發(fā)之輪足式機器人IMRType 1ZMP株式會社于2001創(chuàng)立，以開發(fā)機器人產(chǎn)品為主之創(chuàng)意公司。這種模塊組合的機器人可以自己變身，它可以像蛇一樣在狹窄空間?進，或者以不同的形態(tài)在平坦的地形行或爬行，甚至爬越障礙物，并具有自體損壞偵測功能，可隨時更換新的模塊而不影響任務(wù)之進行。在下一期文章當(dāng)中我們將深入介紹東京大學(xué)石川實驗室在高速視覺技術(shù)以及Harmonic Drive的機械手指產(chǎn)品。 （ROA）是以全公司為基礎(chǔ)（base）。具有獨特的視覺和壓力傳感器功能，可以將隨意堆放的工件檢起，并完成裝配。2004年機器人銷售收入為1051億日元，占該公司營業(yè)總收入3096億日元的34%。3）排名第三的是Fanuc Ltd. （6954），%，在其2003年失去了部分市場份額后，%。而個人與家用服務(wù)型機器人正逐漸由日常生活的清潔、娛樂、保全等各個面向進入人們生活與人互動，從累積銷售量觀察雖仍處于萌芽期，但歐美日等先進國家均認(rèn)為未來個人/家用機器人十分有潛力發(fā)展成為「家家一部機器人」的龐大市場。2006年日本專業(yè)型與個人/家用型服務(wù)型機器人市場約為20億日圓，雖然和產(chǎn)業(yè)用機器人市場相較起來規(guī)模還很小，但是預(yù)計到了2007年以后，除了「動力輔助服」、「救援型機器人」等新范疇機器人市場會有所成長之外，隨著新制造商加入原有產(chǎn)品領(lǐng)域的機器人制造行列、投入新產(chǎn)品開發(fā)等行動，已經(jīng)可以看到市場即將擴大的前兆。D」為研究開發(fā)、實證實驗之階段；「市場啟動」為實際開始商品化階段；「市場成型」為參與企業(yè)增加等開始普及之階段；「市場成熟」為參與企業(yè)之間彼此競爭變得激烈，市場已達(dá)到成熟之階段。另外，「興趣型機器人」在玩家市場占有一席之地，另作為教育娛樂用途方面較多，目前市場正逐漸成熟。例如：大阪市政府所成立之「機器人實驗專區(qū)（Robot Laboratory）」，即是此產(chǎn)業(yè)聚落戰(zhàn)略的實現(xiàn)，這種積極作法頗值得我們發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)之參考。另一方面，桌上尺寸大小的小型人型機器人，目前以企業(yè)或