【Howie 商業投資】機器裡的靈魂:當前機器人產業發展趨勢

ROBO 全球機器人與自動化指數 ETF (ROBO) 年報酬率已達 45.8%,愈來愈多製造業資源將投入機器人運用,我們從以下幾點可以看到機器人產業的趨勢。
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REUTERS/達志影像
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2016 至 2021 年以來,ROBO 全球機器人與自動化指數 ETF (ROBO) 年報酬率已達45.8%,觀其持股類別,幾乎集中在 AI 運算、工業自動化、物流自動化等領域,重點標的包含日本機器人大廠 FANUC、瑞典 ABB、美國 IROBOT 等。的確,這支 ETF 漲幅或許沒有爆炸性題材支撐(相較於電動車或太空投資),但在人機協作的機會開展下,演算法已經逐漸成為機器人的腦,越來越多的製造業將投入資源在機器人的運用上,而這也是整體機器人產業的重要趨勢。

機器人趨勢:更聰明、更彈性、更多市場

國際機器人協會(IFR)指出,當前工業機器人面臨企業大量轉型與數位化等需求,同時 消費者也越來越能接受融入其生活的服務型機器人,整體機器人產業為正向展望。與此同時,單一國家做為世界工廠的角色應會被取代,反而是以多個國家組成的分散式供應生產體系,因此,機器人產業也出現了微趨勢:

  1. 強化製造業供應鏈韌性
    疫情這老題材到現在在製造業還是持續發威,只不過當前業者的想法從過往的預防斷鏈心態轉為積極佈局,以應對往後美中更大的科技摩擦或是其他風險因子。機器人除了減少人與人的接觸外,部分產業(如消費性電子)的工廠數位化程度相當低,在無法完全替代人力情況下,人機協作是個可行方法。
     
  2. 切入中小製造業市場
    機器人在中小型企業的產業別運用已經逐步細分,中小企業如金屬加工、食品加工等傳統製造業別的採用程度高過於其他產業。原因在於當前機器人的成本逐漸降低,加上直觀的操作介面與重新編程(reprogram)的易用性,降低非技術人員的學習曲線。再者,現在的機器人容易嵌入公司現有產線而非替換掉產線後重新安裝,這對中小業者來說降低不少安裝成本。
     
  3. 商業模式改變
    訂閱制風潮已從服務業吹進製造業,以租代買成成為機器人產業的新風潮,新創業者如 SMP Robotics 與 Robotworx 皆採取訂閱式租賃,客戶不但可以租用不同機器人製造大廠的產品,也降低重新更換、重新設定機器人的成本,增強資金運用彈性。
     
  4. 機器人變得更聰明
    工業機器人、工業視覺、智慧感測器,它們透過程式設計實現強大的邏輯控制和通訊能力,隨新演算法不斷問世、網路技術的成熟及超級電腦出現,軟硬體整合促進人工智慧的突破性進展,其中智慧機器人正當中受惠者,新算法帶來新應用場景探索的各種可能性。對機器人製程系統整合廠商而言,面對產品客製化且又要維持既定設備水準,導入 AI 擴充性能已是必然。

亞洲成為投資機器人領域最大區域

政策對於產業的影響重要性不言而喻,機器人的發展潛力自然也受到各國政府重視,由於可運用在民生、商業、軍事等重要領域,機器人新創、大廠幾乎都有國家政策的支持,而身為經濟發展最快的亞洲,其機器人年複合成長率達 46%,而各國機器人政策發展自然也是受觀測的一環。

  1. 中國
    中國的「十四五」政策延續了「十三五」與「中國製造 2025」的作法,對於智慧製造的追求較先前更高,一部分急於突破美國在高科技設備的封鎖,一部分也體認到製造業在國際話語權的重要性。2019 年,中國政府投資 6 億美元於高端機器人研發,同時致力成為全球前五大機器人製造大國。
     
  2. 南韓
    除半導體跟消費性電子產品外,南韓在製造業發展其實較少被提及,但事實上,南韓近幾年正致力發展前瞻性技術產業,包含 5G、AI,以及機器人。南韓政府的「智慧機器人發展與供應」計畫強調韓國在工業 4.0 時代成為機器人供應大國。
     
  3. 日本
    即便安倍已經下台,但其安倍經濟學的影響力依舊,日本由於應對高齡化人口與產業數位轉型需求,2019 年起至今已投入 3.5 億美元於機器人研發,雖然政府希望機器人運用於高齡長照與農業等高人力需求產業,但事實上,日本在工業機器人的發展實力不可小覷:佔全球工業機器人市場 52% 的供應。

四大機器人天王依舊佔據市場半壁江山

日本 FANUC、德國 KUKA、日本 YASKAWA、瑞士 ABB 為全球前四大的工業機器人製造商,光市佔率就高達 60%。除硬體機器人製造外,這四家機器人天王也逐漸重視系統整合與軟體發展的策略,主要原因是,在硬體精密技術市場逐漸飽和下,透過不斷拓展機器人本體外的系統整合收益,除了補回單機售價滑落所造成的損失外,更重要的是透過系統整合技術,拉高技術門檻,維持自身競爭地位。下圖是筆者從路透資料庫撈出四家機器人大廠的營 2020 年的營運資訊,作為參考比較。

全球前四大機器人製造商 2020 年營運概況。Howie 提供

對於機器人的諸多想像替未來的產業帶來巨大的應用潛力,但不論是機器人ETF或是相關新創發展,筆者認為觀察一項技術應用,除短期爆發力外,應以長期持續落地應用為主,機器人的應用空間除陸海空外,是否可以在未來也在太空一展長才,也是可以思考的議題,一如未來學者 Roy Amara 提出的阿瑪拉定律:「我們總是高估一項科技帶來的短期效益,卻低估它所造成的長期影響」。

責任編輯:Mia
核稿編輯:Anny

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運動科技新革命: IoT 結合數據分析,奧運跆拳銅牌羅嘉翎國手養成之路揭秘

運動科技為近年運動產業顯學,現在賽場上,不僅較勁各選手的體力及技術,更考驗各國科學技術導入,輔佐選手的程度。有效運用運動科技,不僅可避免傷害外,更能提升訓練品質,提升選手佳績。
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今年 8 月剛落幕的 2020 東京奧運,台灣選手獲得 2 金 4 銀 6 銅的 12 面獎牌,不僅寫下史上最佳參賽成績,且分別在 10 種不同項目奪牌,令各界大為驚艷。近年健康意識抬頭,下班後會自發去運動的人越來越多,種種現象顯示著台灣的運動風氣已逐漸成熟,而運動科技正是背後的隱形推手。

科技部致力推動產學界合作,結合運動科學、智慧科技與數據分析,輔助選手精準練習,用最有效率的方式提升表現,讓運動訓練不再是土法煉鋼。運動科技的應用也能幫助一般人,在日常生活中更聰明更健康的做運動。由於商機龐大,運動科技早已成為各國在運動競技賽事與產業發展積極佈局的新型態競爭場域,一起來看看它為台灣體育帶來了什麼樣的改變吧!

透過科技幫助運動選手了解自身狀態,穩扎穩打求進步

年僅 19 歲的跆拳道選手羅嘉翎,首戰奧運便打敗多國好手,一舉拿下銅牌。從小在道館長大,幼稚園就跟著爸爸、哥哥練習跆拳道,小學開始在國內比賽嶄露頭角,國二首次參加青少年國際賽事後更不斷奪金。然而,初生之犢的她,卻是好不容易才站上奧運這個舞台。

「小時候的確身高有優勢,但剛轉去成人組時還滿挫折的」,帶著青少年時期的亮眼成績,羅嘉翎在高一下加入跆拳道國家隊,被延攬至國家運動訓練中心(以下簡稱:國訓中心)接受國手培訓,「裡面都是大學的學長姐,訓練強度很高,剛進去時很不適應,那段時間比賽成績也不理想,晚上都會打電話給媽媽哭訴。」

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羅嘉翎分享,國訓中心的訓練方式很有系統,除了完備的訓練器材,還會透過科學儀器評估選手的運動表現,也定期使用生化檢測儀器,每月至少1次檢測疲勞度與血氧量,維護選手的身體健康。

「運動科技可以幫助我了解自己現在的狀態,還有需要加強哪些地方」,羅嘉翎表示,選手的日常就是不斷練習、調整好狀態,透過數據分析可以清楚知道自己的強弱項,「像我需要加強肌力,這樣訓練有方向,進步也會比較穩。」

沒有因挫折放棄跆拳道,羅嘉翎持續在國訓中心自我精進,再加上慢慢調整心態,她逐漸適應了高強度的訓練,也找回了享受比賽的初衷。

事實上,台灣自 2012 倫敦奧運以來,就沒有在跆拳道項目拿過獎牌,羅嘉翎也坦承因此感受到不小的壓力,「拿到奧運資格時我爆哭,但我不是被看好奪牌的選手,就想說放鬆去打。」沒想到放下得失心,反而幫助自己贏得了銅牌的好成績。

國立體育大學技擊運動技術學系副教授王翔星分享,針對跆拳道選手的檢測主要有3方面,包括以「線性位移偵測器」檢測選手連續 3 次跳躍的爆發力與穩定度,評估賽場上攻擊動作的力量輸出率;以及透過「測力板」檢測 50 毫秒發力率( RFD,Rate  of Force Development ),以觀察選手腳蹬地出發與踢擊到對手瞬間的力量表現;還有「慣性感應器」則是用來檢測選手的反應能力與速度。

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「現在的訓練方式跟以前差很多,得分的方式不同,教練的觀念也需要調整。」過去也曾是跆拳道選手的王翔星說,以往求勝心切的選手容易練到渾身是傷,現在藉由運動科技的輔助,能精準掌握練習進度,避免過度訓練、減少運動傷害,是更有效率的訓練方式。

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王翔星也表示,培育一名優秀的選手相當不容易,這幾年開始將運動科技帶進國、高中,就是希望能讓年輕選手儘早接觸到運動科技的專業訓練觀念,避免選手在早期生涯就受到嚴重的運動傷害而留下遺憾,未來能夠更上一層樓。

產業跨界結合,讓運動科技深入全民健康生活

目前 5G 正式邁入商業化,宅經濟當道,運動科技的應用也有了更多可能性。「台灣科技業的研發能量強大,運動產業也很有國際競爭力,我認為應該能結合兩者的強項來解決許多問題,例如居家健身沒人指導,該怎樣才不會受傷。」國立臺灣師範大學運動競技學系研究講座教授相子元表示。

相子元主修生物力學出身,被譽為台灣運動科技教父,同時擔任國訓中心運動科學小組總召集人。他很早就投入運動科技與產業結合的研究,作為科技部「精準運動科學研究專案計畫」的執行團隊之一,目前團隊已開發出將壓力感測科技應用於智慧鞋、科技運動襪、機能衣、自行車功率表等產品。

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相子元認為,運動科技商品在亞洲市場很有潛力,目前台灣主要發展在 3 大面向:競技運動,如跆拳道、舉重、射箭;職業運動,如棒球、籃球;全民運動,如自行車、慢跑等。舉例來說, LPS(Local Positioning System ,局部定位系統)運用在團隊運動的訓練上,能讓教練、選手清楚知道跑位陣式,取代傳統手寫戰術,目前 NBA 美國職籃、國際足總FIFA的隊伍也都採用此技術。

Photo Credit: 相子元

台灣選手在東奧打出亮眼成績值得喝采,相子元期待未來運動科技能協助更多選手精準運動、達到更好的表現,放眼 2024 巴黎奧運,並幫助更多人養成規律運動的習慣。接下來行政院主辦的「台灣運動x科技產業策略( SRB )會議」也即將登場,希望加深運動與科技產業的對話交流,讓運動科技越來越深入全民的生活。

SRB策略會議暫擬4大議題:

  1. 運動×科技產業升級創造新價值
  2. 智慧育樂創新服務建立營運新模式
  3. 融合科研成果與創新科技發展智慧新應用
  4. 台灣智慧育樂跨域環境整備

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