海納百川》機器人關節關鍵 兩岸競逐減速機(廖明輝)
AI從虛擬世界跨入實體應用,人形機器人正式邁向量產元年,臺廠憑藉先進製程、關鍵零組件優勢卡位這塊兆元大餅。(圖/先探投資週刊提供)
在人形機器人即將快速進入商業應用當下,關節模組的核心零組件減速機,已成爲兩岸競逐焦點。減速機的重要性,猶如人類關節的骨骼與肌腱,其作用不僅是傳遞動力,更關乎動作的流暢性、穩定性與負載能力,是機器人實現擬人化運動關鍵。
人形機器人爲實現複雜而高靈活動作需求,主要依賴三種減速機形式:RV、諧波與行星減速機。相較於RV減速機多見於工業型機械手臂,人形機器人更依賴諧波與行星減速機。前者以高精度、小體積、低背隙成爲手部與上肢最佳選擇,後者則提供較大扭力,適用於大腿、軀幹等承重部位。其中,諧波減速機技術門檻最高,也最具市場競爭價值,由柔輪、波產生器與剛輪組成,透過柔輪的可控變形完成高效率減速,使人形機器人完成夾取、旋轉等精密操作。
由於人形機器人運作情境遠比傳統工業應用更復雜,例如特斯拉Optimus人形機器人關節模組多達28個,減速機壽命與穩定性需求也隨之提升。目前主流諧波減速機壽命對日夜運作的機器人顯然仍有不足。這也正是兩岸技術發競逐所在,提升減速機壽命與精度並降低生產成本,是未來人形機器人大規模商業化運用的前提。
中國憑藉「綠的諧波」、「來福諧波」等本土品牌的快速進展,加上整機機器人如宇樹科技、優必選與傅利葉的應用導入,已從單一零組件供應,躍升爲提供系統整合能力的完整產業鏈。更重要的是,中國將人形機器人列爲國家戰略技術,在2023年11月即推出《人形機器人創新發展指導意見》,定下2027年產業化目標,明確支持自主開發核心零組件。政策驅動加上龐大內需市場支持,使中國在諧波與行星減速機的生產量與市佔率逐年上升,逐步追趕全球精密減速機大廠日本哈默納科(Harmonic Drive)長年在全球的主導地位。
以特斯拉Optimus人形機器人關節爲例,關節不僅具備高承重與模組化優勢,也能降低能耗與整體結構體積。目前臺灣已有部分研發團隊嘗試整合無框力矩電機、滾柱螺桿與減速模組,針對手臂與下肢等部位開發線性關節驅動模組。不僅可應用於人形機器人,也有潛力延伸至國防、航太、甚至醫療輔具等高階應用領域。
不過,臺灣在整合應用與市場滲透仍顯不足。以高雄廠商優士特爲例,所研發行星滾柱螺桿,早在2021年即獲得臺灣精品獎肯定,但由於缺乏整體系統導入與品牌力推廣,始終難以轉化爲市場主流。此外,臺灣的減速機廠商如上銀、盟英與精銳,雖持續推進諧波與行星模組研發,但距離應用在人形機器人的商業化量產仍有距離。
因此,政策支持以形成產業生態系,對臺灣發展智慧機器人產業非常重要。行政院在6月初啓動「智慧機器人產業推動方案」,預計4年投入百億元科技預算,以及未來10年另有百億元基金扶植新創公司,搭配國科會與工研院在南臺灣沙崙、六甲、柳營成立機器人研發中心與製造基地,強化跨部會合作並促進產官學研鏈結,加速人形機器人應用落地,打造具備國際競爭力的機器人產業生態系。
綜上所述,減速機已成爲人形機器人「關節戰爭」核心戰場。兩岸在減速機競逐已不僅止於比拼零組件性能,更是整合設計、產業鏈建構與政策資源的全面競爭。臺灣若能借力政策與技術基礎,聚焦關節與整機整合方案,纔有機會與中國競爭並在全球機器人供應鏈佔得一席之地,爲本土智慧製造與機械產業開創新局。
(作者爲中華經濟研究院輔佐研究員)
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