打造出像人一般Q彈的機器人
打造出像人一般Q彈的機器人
2018.08.15 | 機器人

機器人就應該長得像「機器人」,還是努力讓自己更像人類呢?這是機器人領域持續發燒的話題。一方面,機器人以其服務人類的天職,有個類似工作服作用的機械外表作為與人類區分,也算是合情合理,更何況恐怖谷理論也明白指出,在可見的未來,是不太可能製造出外表及思維精巧到會被誤認成真人的機器人;另一方面,儘管機器人逐步取代人類的工作,但無論在機構、材質、控制策略上,人類仍保有許多值得機器人學習的優點,也因此我們大可趁著建造仿人機器人的經驗中,藉機掌握人體工學上的種種關鍵技術。

在機器人邁向「成人之路」,由羅賓.威廉斯所主演的科幻電影《變人》絕對是最佳指南,教戰守則第一條就是要讓機器人脫下金屬、僵硬的外殼,改換成具有人類肌膚質感的外表。機器人領域對這來自科幻世界的建議也相當認同,事實上,目前已經有為數可觀的人型機器人具有吹彈可破的肌膚,像是剛在七月下旬造訪台灣、全球首位機器人公民蘇菲亞,她的皮膚柔軟Q彈、近似人類觸感,更增添她與人交談時的親近感。

但讓機器人擁有肌膚的目的就僅僅是為了改變人類的觀感嗎?當然不是!在《肌肉,反射動作,和運動》(Muscles, Reflexes, and Locomotion)這本書中提到,「肌肉是唯一可以被煮來吃的機器」,這句略帶玩笑意味的話倒也點出它在工業應用上的潛力。肌肉具有彈性、可隨意彎曲,並且能夠提供動力,相較於傳統硬梆梆的馬達,這柔軟的特質讓它可以自由地貼附機器人身上的各個部位,所產生的動作也會更加自然、柔順,也就是這股巧勁與細緻,讓機器人在與物品或人類接觸時,不至於過於劇烈甚至造成損害,如此一來,機器人就有機會進軍像是食品、工藝、陶瓷等以往難以涉足的產業,一舉擴大它的事業版圖。

國際仿肌肉型馬達研究,雖稱不上蓬勃發展,但主要實驗室可就定位,在2017年,美國哈佛大學與麻省理工學院的研究團隊開發出可運用於機器人的新型態人造肌肉,特殊性在於挑戰柔性材料難以產生力量的迷思。一般我們總認為陽剛之物才有力道吧,但在摺紙結構的支撐下,這個人造肌肉足以舉起高達自身重量1000倍的物體,可說以柔克剛,稱得上是人造肌肉界的葉問。由於身兼彈性與力量,預期將可應用於像是微型手術器械、穿戴式機器人、可變形結構等。

數位時代六月號是人還是機器?日本團隊用「活體肌肉」打造機械手指報導了另一項突破性的進展,東京大學的團隊研發出「生化機械手指」,直接使用老鼠的肌肉作為素材,不像以往採用人造合成材料,研究人員在人造骨骼上裝上兩組老鼠肌肉,透過置於骨架兩端的電極刺激肌肉收縮,帶動關節運動、完成機械手指的彎曲。使用活體的肌肉當然會更逼近生物的表現,材質也更加精緻,但它有一項傷腦筋的限制,失去生命的肌肉僅能持續運作一個星期左右,而目前所能產生的力道也僅足以移動手指,即使如此,此項研究已然展現出生物與機械機制整合的可能性。

隨著人造肌肉的進展,未來機器人可望在外表與運動行為上更逼近人類,但這條「成人之路」有可能走的更遠嗎?

讓我們回到《變人》的教戰守則,第二個錦囊的指示是,讓機器人的內部擁有像人類一樣的器官,這難度也太高了吧?但此事還真的發生了!在2013年,有一群工程師將全球17個廠商所捐贈的人工器官合成一個具有人造循環系統、血液、腎臟、耳朵、視網膜與義肢的生化機器人,組裝完成後的機器人還真能運作,當然這其中的展示意味遠遠超過它在現實生活中的實用性。

在《變人》電影的最終,羅賓.威廉斯所扮演的主人翁完成了他成人的夢想,然而,橫在真實世界機器人的面前,卻仍是一條漫漫長路,畢竟要讓機器人裡裡外外都接近人類,這挑戰實在太大了!那為什麼總有機器人工程師執意要打造出像人的機器人呢?這也許就像上帝以祂的形象創造了人類,打造出以人為藍本的人造人,就是有它致命的吸引力啊!

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關鍵字: #機器人
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補齊未來電子業版的關鍵拼圖!矽眾科技以高階溫度補償驅動晶片IP,助攻高階AI與車用市場
補齊未來電子業版的關鍵拼圖!矽眾科技以高階溫度補償驅動晶片IP,助攻高階AI與車用市場

你是否曾好奇,為何今日的手機能在艷陽下持續運作,而電動車也能從零下的極地順利駛出,精準感測周遭環境?

看似尋常的應用場景背後,其實隱藏著一顆默默進行的「溫度偏移校正」關鍵晶片。這類負責環境感知、並能進行溫度補償的「驅動晶片」,是電子元件穩定運作不可或缺的一環 。然而,這塊高階驅動IC的研發,長期以來卻是臺灣在全球半導體供應鏈中相對薄弱的環節,使得臺灣眾多在零組件領域傲視全球的廠商,在高階應用市場中受制於人。

矽眾科技鎖定高階溫度補償驅動晶片IP,要替臺灣補足產業鏈缺口

「我們臺灣在零組件領域,其實有很多世界第一,例如在全球市佔率領先的振盪器,但始終難以打進高階產品線,就是因為缺少能驅動這些零組件的高階晶片。」矽眾科技創辦人陳世綸開宗明義地指出產業痛點。他解釋,許多臺灣零組件廠商雖擁有卓越的製造能力,但在高階驅動晶片上卻高度仰賴美日大廠,而國際大廠往往不願開放最先進技術,臺灣廠商因此缺乏在價值鏈高附加價值鏈段的話語權,只能在低利潤的紅海市場中競爭。如何打破技術封鎖、強化自主關鍵技術,成為臺灣電子產業邁向國際高端市場的關鍵課題。

而矽眾科技的成立,正是為了補上這道斷鏈而生。作為少數專注零組件驅動晶片矽智財(Silicon Intellectual Property , IP)開發的企業,當AI運算與電動車市場爆發性成長,矽眾科技以可重複授權、穩定可靠的矽智財解決方案,成為產業鏈中不可或缺的關鍵推手。陳世綸說當高階電子產品對穩定性的要求日益嚴苛,就更考驗元件必須能在高溫、低溫甚至劇烈溫度變化下維持效能。這正是「溫度補償」(Temperature Compensation)技術的關鍵價值所在。

「矽眾科技的IP 就像貼心的助理,提醒元件「冷了多穿衣服、熱了脫下外套」,透過溫度補償即時調整參數,即使處於零下 40 度的嚴寒或高達 140 度的酷熱環境,訊號依然能保持精準一致。」陳世綸生動地形容 。

透過開發板進行晶片溫度感測與數位校準測試,確保 MEMS 感測器在不同溫度下依然能維持精準運作。
透過開發板進行晶片溫度感測與數位校準測試,確保 MEMS 感測器在不同溫度下依然能維持精準運作。
圖/ 數位時代

他進一步解釋,晶片內整合了類比的溫度感測器來偵測環境溫度,並將數據傳送給數位電路進行判斷與分析,數位電路再發出指令,精準校準MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 感測器的參數,確保其在不同溫度下都能提供正確值,避免因溫度變化導致的誤差和功能喪失,例如手機熱當或汽車失靈 。這種「類比感知+數位判斷校準」的整合能力,正是矽眾科技在高階驅動晶片領域所構築的技術壁壘。

陳世綸表示,矽眾科技之所以選擇IP這條賽道,正是看準了其在產業中的獨特價值。作為IP公司,其設計模組能適用於從0.18微米的成熟製程到小於10奈米的先進製程,客戶可根據自身產品需求快速整合,大幅縮短開發週期。這種靈活性,不僅讓矽眾能服務更廣泛的客戶群,也賦予了臺灣零組件廠商快速切入高階市場的機會。

晶創IC補助計畫奧援,矽眾科技以IP挺進高階市場布局全球

然而,IP的研發是條燒錢的漫漫長路。陳世綸坦言,由於IP的價值在於其穩定性與可重複使用性,但要達到這個門檻需反覆測試與驗證 。他透露,矽眾科技的IP中,每個驅動電路區塊都必須經過數次的設計定案(tape-out)與實體測試,而每次的成本都高達數萬至數十萬美金不等。「沒有政府的計畫支持我們根本做不到,」陳世綸感念地表示,而他口中的計畫正是由經濟部產業發展署所推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫),讓團隊得以持續突破與精進,追求每個電路區塊的極致穩定性與精準度。

晶創IC補助計畫的資金補助,不僅加速矽眾科技的測試進程,也成功讓這個具備溫補能力的高階驅動晶片IP跨入車用與AI市場 。陳世綸說明,此IP主要針對高階MEMS零組件,特別是應用於5G手機、低軌道衛星、AI伺服器中需要高頻率、高準確度且耐溫的振盪器 。同時,它也符合嚴苛的車用認證,確保車載系統在極端溫度下的穩定性 。此外,此IP亦可支援手機中的胎壓偵測、高度偵測等MEMS感測器,因未來的電子產品將大量使用這類元件,且需具備溫度補償能力以維持精準度 。

如今,矽眾科技已與美加、日本、歐洲及臺灣等國內外大廠展開合作。陳世綸欣喜地表示,許多客戶原本因買不到關鍵驅動晶片而受限於低階市場,現在矽眾科技的IP補上了這一塊,他們也終於能進軍高毛利產品線。目前,已有合作夥伴將矽眾的高階驅動晶片IP導入車用認證流程,未來甚至可望進一步進入低軌道衛星與醫療穿戴市場。

矽眾科技站穩利基市場,與全球MEMS企業共舞

有了晶創IC補助計畫的挹注,矽眾科技更能以關鍵 IP 、溫度補償技術,帶領團隊協助臺灣半導體產業鏈從
有了晶創IC補助計畫的挹注,矽眾科技更能以關鍵 IP 、溫度補償技術,帶領團隊協助臺灣半導體產業鏈從「代工製造」轉向「設計賦能」。
圖/ 數位時代

比起一家公司從頭到尾包辦整顆IC的傳統模式,IP公司更像是站在舞臺後方的設計者,協助每一位客戶量身打造表演服、背景道具與燈光效果,讓他們能快速踏上國際舞臺。「我們不做整套產品,但我們讓臺灣的零組件有機會躋身高階應用,不再只是代工。」陳世綸堅定地說,矽眾科技的策略,是站在面對未來5到10年需求的位置上,看見即將來臨的市場缺口,然後在它出現前就先把技術準備好 。

「我們希望矽眾科技未來是跟著全球 MEMS 企業一起共舞,」陳世綸生動的描繪出公司的願景,矽眾科技透過獨特的IP商業模式、關鍵的溫度補償技術以及晶創IC補助計畫的強力奧援,不僅成功在利基市場中站穩腳步,更為臺灣半導體產業開闢了一條高值化的新路徑。這項成果不僅是矽眾科技自身的里程碑,也證明臺灣的IC設計實力,已在全球高階半導體供應鏈中找到了新的戰略位置,從過去的「代工製造」轉向「設計賦能」,引領臺灣零組件產業邁向更高層次的全球市場競爭力。

|企業小檔案|
- 企業名稱:矽眾科技
- 創辦人:陳世綸
- 核心技術:5G通信、人工智慧、物聯網、車用電子矽智財(IP)設計服務
- 資本額:新臺幣1仟700萬元
- 員工數:6人

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下,經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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