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長了兩隻手臂的「二手車」機器人

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/04/22 ・1897字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

文/劉珈均

動畫「神隱少女」中的鍋爐爺爺總能快速準確的從一堆抽屜中抓取東西,放入鍋裡烹煮,那俐落的動作給觀眾深刻印象。工研院服科中心整合了機械所的「順應型教導機器人」與「無人搬運車」(AGV),長了兩隻手臂後的無人搬運車大概就像鍋爐爺爺一樣,AGV的機動性搭配機械臂的準確,執行任務更完美。這台「二手車」機器人率先於工研院「解密國家寶藏」特展亮相,與大眾在螢幕上合造一艘虛擬船,未來也可能用於工廠生產線,提升50%的生產效率。

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機械臂平時收縮呈S型,120公分高,兩臂張開則可達兩公尺寬。
機械臂平時收縮呈S型,120公分高,兩臂張開則可達兩公尺寬。

AGV大多出沒於工廠,行走在生產線之間,運送、裝載物料,也收回生產線上機器人完成的零組件;順應型教導機器人會記憶人類的「教導」,是「學習能力」很快的機器人。人類「牽」著機械手臂,像教小孩學寫字一樣,一推一拉地教它走一次,將它推至零件面前、按下按鈕使其夾取零件、再帶著它到另一地方放下零件,機器人便記下這整套動作與軌跡!若生產線更動工作內容,不需要為機器人重寫程式或費心更改設定,只要花幾分鐘再教它一次就好,也能儲存不同的工作流程模式。

「機械臂與AGV各自為發展成熟的技術,但要整合兩者卻相當困難,世界上只有YAMAHA公司在作這件事。」工研院服科中心工程師、統籌此專案的李建興說。YAMAHA在AGV身上加一隻機械臂,工研院則是加了兩隻,難度更高。

工研院服科中心工程師、統籌此專案的李建興。
工研院服科中心工程師、統籌此專案的李建興。

李建興解釋,整合兩者的困難點有幾處,對AGV來說,首先是荷重對機構設計的挑戰,「一隻機械臂75公斤,兩隻就150公斤,加上AGV本身的重量,整體接近200公斤。」供電與動力也是個棘手的問題,若一隻機械臂需要600瓦、兩隻就要1200瓦,AGV本身動力至少要比1200瓦還大才能載得動,還要考量夾取物料的重量、電池重量等等,在這幾個參數間取得動態平衡,李建興說,這是相當繁複的計算過程,因此團隊結合工研院機械所機器人方面的專家,藉重機械所歷年的成果專業與經驗,一起來解決這個特殊的問題。

而對機械臂而言,平常牢牢固定於桌檯上,要變成「行動機械臂」首當其衝要克服的問題就是晃動,機械臂的位置不精準、無法夾取零組件還算較輕微的情節,嚴重的話機械臂可能會斷裂。因此,機械臂必須改變設計,原本機械臂多為直挺挺的,得給它多加一些「關節」彎折,讓機械臂的高度盡量貼著AGV,並同時兼顧機械臂伸展的自由度。最後,機械臂與AGV原為兩項成熟技術,使用的語言與介面完全不同,要同時控制兩者,得編寫一套新的語言程式。

AGV靠磁感應行走,只要在地上貼磁條,AGV便走在該黑色軌道上,不會偏離軌道,要改變路徑、設定機器人停止處也很方便。
AGV靠磁感應行走,只要在地上貼磁條,AGV便走在該黑色軌道上,不會偏離軌道,要改變路徑、設定機器人停止處也很方便。

原本的工作模式是,生產線上的機械臂裝配好元件後,再將元件放到前來收集物料的AGV;現在AGV長出手臂後,彷彿變成服務生,到生產線各站收取組裝好的物料。放置物料的角色轉換,可縮短一半搬運物料的時間,大幅提升生產線的效率。

服科中心核心團隊成員有四位,加上機械所的專家一位,從去年11月開始發想、設計,到作出五台原型機只有短短幾個月的時間,之所以能如此快速的將點子化為真實,源自於團隊相當熟悉機器人領域,其中服科中心執行團隊成員四人,皆為電機與機械背景,李建興長期以來對機器人領域多所研究,自高中起便開始玩機器人,大學時期參與過大小機器人比賽,還得過不少冠軍。

團隊成員正在製作機械臂。
團隊成員正在製作機械臂。

研發的契機來自於工研院特展的「奇想樂園」,其主打「虛實整合」,而機械臂平常多「隱身」於工廠中默默工作,大眾不熟悉,機械臂給人的印象又偏向陽剛,工研院服科中心與機械所希望打破機械臂給人的冷硬印象,便構想將機械臂與AGV整合,讓新機器人在大會上與大眾互動,合力完成任務。當16位民眾坐在抬頭顯示器(HUD)前方,機械臂AGV會出動作勢夾取HUD上的虛擬零件,往後丟到環場螢幕上,16個民眾分配到的零件各不相同,在環場螢幕上組裝成一艘船。未來此機器人也可能用於工廠生產線。

服科中心的研發團隊。
服科中心的研發團隊。

更多資訊請參考解密科技寶藏

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創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
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由 19 個國家級產業科技研發機構,聯手發表「創新科技專案」超過 80 項研發成果。手法結合狂想與探索,包括高度感官互動的主題式「奇想樂園」區,以及分享科技新知與願景的「解密寶藏」區。驚奇、專業與創新,激發您對未來的想像與憧憬!

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烘焙東西軍,有添加麵包 vs. 無添加麵包,今天想吃哪一道?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/09/20 ・2178字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 家樂福食物轉型計畫 委託,泛科學企劃執行。

  • 文 / 陳彥諺

《烘焙東西軍》熱映開播啦!這一集真的很「熱」,因為節目邀請到了兩位烘焙達人來到現場熱烘烘的烤!麵!包!

第一位華麗登場的,是有著亮麗小鬍子、動作咻咻咻超有效率的「有添加師傅」,另外一位古意老實、動作慢條斯理的,則是近年來越來越被看重的「無添加師傅」——這是一場「有添加」與「無添加」的世紀大對決!

《烘焙東西軍》這次邀請了「有添加師傅」和「無添加師傅」來烤麵包。圖/家樂福提供

「有添加」與「無添加」的世紀大對決

外表亮麗的有添加師傅,其實早已憑著「三好」稱霸市場多年。所謂的三好,是好快、好吃、好美!為何會這麼說呢?

食品添加物存在於食品中許久,早期因為食物加工技術不夠精良,為了食品安全無虞,便添加可以讓食物安定的添加物,延長保存期限。又因為食品添加物可以改變食品的外觀、口感、縮短製作時程等,因此,長期以來受到業者及消費者的偏愛。

有添加師傅憑著「好快、好吃、好美」稱霸市場多年。圖/家樂福提供

不過,近來由於食安事件頻繁,食品添加物早已偏離了原先讓食物安全的初衷,在追求好吃、好快、好美的背後,卻可能造成身體上的負擔與健康風險!製造過程是否安全合理?乾淨衛生?也是打了許多問號。

再加上現在因健康養生的意識抬頭,消費者們越來越注重吃下肚子的食物成份,開始努力追求簡單無添加。也因為隨著食品加工技術越來越棒,能夠透過改善製程,有效減少添加物的必要性。終於,在消費者意識抬頭、技術成熟等各方條件皆備下,古意老實、耗費工時的無添加師傅,多年以後,開始受到矚目啦!

在這場世紀對決中,有添加師傅在民眾都還來不及反應時,就已經做好了熱騰騰的麵包,每一個麵包都飽滿好看、香氣濃郁,簡直是施了魔法一樣!但見到這麼多食品化工添加物做出來的麵包,難道就不能有更健康的材料選擇或做法嗎?

反觀無添加師傅,他按部就班的從麵粉開始精心挑選,接著再逐一加入可以溯源的材料,接下來,順應麵包的特性自然發酵。即使有添加師傅已經端出熱騰騰的麵包了,無添加師傅仍然不為所動,他循序漸進,寧可耗時製作,堅持做自己的無添加麵包。

無添加師傅之所以堅持,那是因為他秉持著麵包不用任何添加物,不講求快速便利,用純淨的原料配方、遵循傳統法國工法,做出來的麵包也可以照樣香氣四溢、美味好吃,更重要的是每一口都吃的健康又安心!

無添加師傅堅持不用任何添加物,不講求快速便利,用純淨的原料配方、遵循傳統工法。圖/家樂福提供

當兩位師傅的麵包端上評審桌⋯⋯

有添加師傅的麵包外表金黃澎潤漂亮,無添加師傅的則是外表非常質樸。

不過,當評審們吃下麵包後,外表質樸的無添加師傅,竟然擄獲了評審們的心!

怎麼辦到的呢?這是因為花了較多時間製作的無添加麵包,保濕度較佳,口感也較有層次。當評審一口接著一口品嚐,會發現吃的都是食物的鮮甜原味—無添加麵包是名為「裸麵包」的寶藏男孩啊!他不同於外表上看起來質樸敦厚,只要用心切開,裏頭包裹著滿滿新鮮在地的果乾和堅果,是誠心誠意的美味。

烘焙界的寶藏男孩「裸麵包」,是怎麼來的?

堪稱烘焙界的寶藏男孩「裸麵包」,是來自於家樂福自製的烘焙產品。長期關注食物真實性與為顧客把關健康的家樂福,2014 年就開始著手了「無添加驗證計畫」,也在 2019 年取得了「A.A. 無添加驗證標章」,更透過第三方專業機構親赴產線檢驗、不定期抽查等層層審核程序,取得了嚴謹認可。

要打造寶藏男孩般的「裸麵包」,並不是容易的事。許多標榜安心安全的麵包,都只能做到製程及配料上的無添加;而追求極致的家樂福,自製白吐司則從特製 100% 的無添加麵粉開始,掌握源頭,做最純淨、最真實且赤裸的麵包。

這是一款依循歐盟規範,取得 A.A. 無添加標章,第三方驗證後可信賴的麵包。

這是關注在地的暖心麵包,嚴選在地好食材、講求動物福利,選用當季水果、非籠飼雞蛋、透明鮮奶、以安佳奶油取代人造奶油⋯⋯。

這是減塑又減廢,以醜蔬果製作配料,減少食材浪費,更導入環保包材,友善環境的麵包。

烘焙東西軍「有添加師傅」與「無添加師傅」的對決,我們看到了,天公疼憨人,穩扎穩打、工法較繁複的無添加製程,受到消費者的青睞——這一場對決,由純粹、誠實、充滿善意的裸麵包,「無添加師傅」獲勝。

【家樂福食物轉型計畫】烘焙東西軍「有添加麵包」v.s.「無添加麵包」的世紀對決,今天你選哪一邊?影/YouTube
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