人形機器人大戰!諧波減速機成決勝關鍵 臺廠迎戰日、中

▲中國杭州宇樹科技在蛇年春晚節目上大秀機器人跳秧歌舞,頗有與美國同業比拚的味道。(翻攝自宇樹科技官網)

圖文/鏡週刊

人形機器人已成美中2大霸權在AI較勁的新戰場,不僅特斯拉、輝達等美國矽谷大咖爭相推動,異軍突起的中國杭州宇樹科技,更在蛇年春晚節目大秀機器人跳秧歌舞,2周後又釋出跳街舞影片,叫陣意味濃厚。宇樹機器人能大秀舞藝,關鍵就在有機器人「關節中的心臟」之稱的減速機,尤其技術門檻最高的諧波減速機,因需求大增,吸引盟英、鈞興、上銀等臺廠紛紛搶攻,希望突破日本、中國長期寡佔局面,搶下一席之地。

步入蛇年,中國科技圈熱鬧非凡,除了DeepSeek撼動全球科技界,「杭州六小龍」之一的宇樹科技在名導張藝謀操刀下,於央視春晚出動16具人形機器人,與新疆藝術學院演員同臺演出,只見穿紅色大花襖的機器人不斷變換隊形、扭腰、轉手絹,人機共舞畫面超吸睛;二週後,宇樹乘勝追擊,再發布機器人動作流暢大跳街舞的新影片,令人嘖嘖稱奇。

讓人形機器人得以活動自如的關鍵,全都拜「減速機」所賜。「人形機器人就是要模擬人類各種動作,沒有關節的配置,怎麼執行大腦(AI)發佈的指令?少了它(減速機),根本動不了。」虎尾科大機械設計工程系副教授、鈞興智能傳動部門研發顧問王培鬱,向本刊點出減速機的重要性。

「無論工業機器人,或是人形機器人,都是以減速機爲基礎來發展關節模組。」盟英總經理陳士端進一步向本刊分析,減速機猶如機器人「關節中的心臟」,透過不同大小的齒輪組合,針對動力來源的馬達提供減速控制、增加扭力等功能,好讓機器人執行動作。

▲美國波士頓動力的人形機器人大秀舞技。(翻攝Boston Dynamics官方YT)

一般來說,人形機器人依不同用途,會用到RV、諧波與行星三大類減速機,其中又以諧波減速機的門檻最高,成爲該領域的新藍海。王培鬱拿起一款由剛輪、波產生器與柔輪組成的諧波減速機,仔細說明其技術含金之所在:「諧波減速機的運轉方式與傳統直線傳動不同,透過波產生器讓柔輪承受變形壓力,進而完成夾取、放置、旋轉等複雜動作。」

陳士端補充:「相較傳統工業機器人,人形機器人對關節的荷重要求更爲嚴苛,動作變得多又精細,故諧波減速機將獲得大量導入。」

▲機器人關鍵零組件諧波減速機,透過波產生器讓柔輪承受變形壓力,進而完成夾取、放置、旋轉等複雜動作。

工研院機械所車輛環保組組長強忠萍則向本刊舉例說明,最基礎的人形機器人,上肢單手就有七個關節、下肢單腳6個關節,每個關節都會用到諧波減速機,比工業機械的6軸(6個關節)手臂多出近4倍;而像特斯拉新一代的人形機器人Optimus,主體則有28個關節模組,用量更大。

據業者推估,諧波減速機佔機器人開發成本高達30%,過去工業機器人的一線業者,長期皆採用日商HD (Harmonic Drive)產品,該廠商一度擁有全球8成市佔,但這幾年中國全力發展機器人,競爭態勢轉由日中寡佔,在中國綠的諧波、來福諧波等業者猛攻下,已讓HD市佔降至6成以下。

目前,全球工業機器人一年出貨量約5、60萬臺,專家預估,人形機器人未來將數以「億」計,臺廠因此加緊練兵,希望突破日中封鎖,分一杯羹。

▲日商Harmonic Drive在諧波減速機的市佔率,因中國與臺灣競爭者的崛起正節節敗退。(翻攝Harmonic Drive LLC Linkedin)

「臺灣目前真正有賣出諧波減速機的廠商,可能只有盟英。」談起業務開發狀況,陳士端自豪地表示。盟英是陳士端人生第二次創業,他首度創業的陸聯精密後來被上銀科技高價買下;2018年,工研院機械所所長鬍竹生希望推動諧波減速機國產化,便鼓勵陳士端再次創業。

這樣的想法,不但獲得陳士端老長官—盟立董事長孫弘的認同,就連有「臺灣齒輪王」之稱的和大工業也以具體行動支持,二者分別投資盟英20%與15%股權。

「和大沈董(沈國榮)曾說過,沒有陸聯,就沒有和大。」談起與和大的緣分,陳士端表示,陸聯也是技轉工研院的衍生公司,除了間接點出盟英的減速機技術有工研院協助與奧援,亦由此可見其業界人脈資源深厚。

▲盟英透過工研院技轉推動諧波減速機國產化,這樣的理念也吸引盟立與和大投資、支持。

採訪過程中,陳士端親自帶領記者,參觀溫溼度控管規格媲美日本等級的廠房,他並透露,諧波減速機也能應用在半導體先進製程設備、達文西手術機器人等領域;因此,半導體自動化設備商盟立,自然就採用盟英解決方案。

爲成功插旗機器人市場,陳士端直接找上臺達電等國內指標大廠與知名日商主動出擊。據瞭解,去年臺灣機器人與智慧自動化展上,臺達電攤位展示最新一款機器手臂,裡頭搭載的精密諧波減速機就是由盟英提供,爲臺達電臺灣諧波減速機獨家供應商。

針對客戶細節,陳士端不便評論,但他強調,諧波減速機去年出貨已突破2千組,今年目標上看7千組。面對中國同業來勢洶洶,他以堅定的神情喊出:「公司將以年產十萬組爲目標,如此才能具備經濟規模,分食日本同業的市場,與中國一起拿到入場券。」

而放眼國內投入諧波減速機的廠商,盟英、東培的技術均來自工研院,至於利茗機械與上銀、鈞興則是自行研發。「我們(鈞興)是從零到有、100%自研諧波減速機的公司。」鈞興KY財務長張朝文驕傲地告訴本刊。

張朝文表示,鈞興於2003年在中國珠海成立,早期從低階縫紉機用的齒輪起家,後來積極轉型,往歐美電動工具利基市場耕耘;站穩腳步後,因看好機器人發展,2014年鎖定機器人領域設置智能傳動部門,如今,鈞興齒輪已打入全球四大機器人業者中的安川(YASKAWA)與庫卡(KUKA)供應鏈。

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