台大機械工程學系教授郭重顯與機器人及機器狗。 記者潘俊宏／攝影

2025/05/15 15:07:02
經濟日報 王郁倫/台北報導

波士頓動力的機器狗全球知名，但台灣目前非販售市場，瑞士機器狗ANYmal進口成本相當高；而中國大陸宇樹科技等公司的機器狗雖然也是選項，但不少企業會有資安顧慮。因此台灣工業場域要導入機器狗巡檢，選擇有限且受制於原廠，台灣自製機器人（狗）聲音逐漸浮現。鏡頭轉向台大校園，位於機械系大樓內，教授郭重顯多年來帶領自主暨軟式機器人實驗室（ASR Lab）團隊研發無人機、無人自行車、機器人手掌、連續體/同心管柔性機器人、機器狗及人形機器人等項目。目前相當熱門的機器狗已經有兩隻，「Oliver」為輕量級教育用機器狗，大隻「Dustin」體重40公斤用於工業應用。

郭重顯透露，此一計畫是在國科會產學合作計畫補助下進行，在計畫執行8月內發表兩隻AI機器狗研發成果。目前團隊正在執行新創萌芽計畫，後續也正規劃成立新創公司，讓機器狗能走向商用化。

郭重顯早年在臺灣科技大學電機系任教時就帶領學生組隊研發人形機器人，10多年前就出國參賽，曾拿下RoboCup數個競技大獎。隨人形機器人議題發燒，郭重顯多年來的人形機器人研究逐漸受到企業的關注，並合作研發全尺寸40公斤的雙足人形機器人。

帶領學生研究，郭重顯的ASR Lab實驗室內擺放兩台大型CNC 加工機，可快速製作機器人所需零件原型，確認結構設計。但真正要放到一隻機器狗身上所用到高達12顆的關節，則由國內廠商贊助客製化減速機，結合所採購的瑞士馬達，以及自行研發馬達控制電路板和演算法，完成並掌握相當關鍵之關節馬達核心技術與零組件供應來源。


企業有缺工跟資安顧慮 機器狗國產需求殷切


「工廠內巡檢機器狗可能不一定需要相當激進的動態表現，我們期待所研發的機器狗可於廠內斜坡、樓梯、地面管線跨越、不平地面等環境下，自主且穩定地行走的，並能有長時間可靠度，協助企業進行工廠巡檢用、檢查儀表，一旦發現異常現象，機器狗必須即時進行通報。」郭重顯說。

廠商對於我們所研發機器狗的資安問題也相當重視，尤其自主機器狗透過視覺及光達感測器，可將工廠圖資、關鍵照片等進行紀錄，因此也特別要求我們未來機器狗一定要有資安認證，以排除他們的資安疑慮。

郭重顯表示，台灣企業要用機器狗做工廠巡檢，尤其是24小時戶外場域保全，廠區地面環境可能有管線、階梯，這使得自主移動機器人或AMR輪型結構無法因應。例如化工與鋼鐵工廠場域，機器狗可以在有管線、階梯等戶外、挑戰場域下巡邏，解決缺工問題。

至於關節來自哪一國供應雖不一定與資安議題相關，但他認為，國產機器狗，像關節這類的核心技術就要能夠自主，就如國外許多公司所生產之機器狗、人形機器人的關節都是自己研發，「我們能自己做得出來，關鍵零組件供應鏈就不會有問題！」

「機器狗關節是核心零組件，供應鏈自主就不會有斷鏈、漲價之類問題。」郭重顯分析，關節馬達自研重要性還包括「規格自主」，由於市面馬達規格不一，若希望滿足自己需求，能盡量自己開發最好，畢竟關節模組性能決定了機器人的動態表現，若有不足，機器人表現就不如預期。


目前許多台灣業者已經規劃投入關鍵零件開發，如馬達或減速機，郭重顯樂觀其成。目前他的團隊去年所發表之機器狗關節馬達是外購，而自研關節的版本已在測試中，其中減速機是台灣業者根據規格需求下合作開發，郭重顯也特別感謝該公司贊助與支持國產化機器狗研發。



捧著實驗室最新開發的關節，他說「如果沒有這個，我們的機器狗案子可能就會失敗。」機器狗必須能爬樓梯，需要一定扭力和轉速，也需要有低背隙，沒有好的關節走路、爬梯速度和穩定度就會受到影響。



郭重顯指出，外購關節馬達會受限市面上型錄上的規格，若買得到剛好的最好，但若規格不一樣，機器狗性能就會打折。而人形機器人的關節馬達需求更大，一部人形機器人用量都可能會高達38個以上。

現階段AI發展快速，機器人硬體必須加快趕上。郭重顯指出，現在透過AI模擬數位環境就能進行機器人訓練，機器人學習效果大幅提升，軟體已經能做得很好，但若硬體性能跟不上，效果也會大打折扣。「例如電腦模擬人形機器人可以後空翻，但若馬達效能跟老年人關節一樣退化，就不可能做出後空翻的動作。」
台大機械工程學系教授郭重顯（中）與博士後學生彼此討論機器人。 記者潘俊宏／攝影


10年前被問：做這個要幹嘛？如今成熱門研發主題


郭重顯團隊從2005年開始研發人形機器人，從當年冷門主題到現在炙手可熱，郭重顯感受最深，他回憶10多年前主要目的為培育機電整合人才，帶著學生做雙足人形機器人研究時，曾有校友會會長曾質疑他：你做這個沒市場的技術要幹嘛？不如去投入工廠自動化機器人開發。


當年雙足人形機器人開發成本高昂，但能做的事相當有限，會長的質疑其來有自。對照波士頓動力機器人開發成本甚高，業界當時認為人形機器人要商業化還太遠。


因此當時郭重顯的計畫也純粹以培育高階機器人及機電整合人才出發，如今透過AI，讓機器人模擬訓練能加快，研發團隊更加專注於「大腦到小腦之間的行動決策」以及「小腦到關節模組Sim-to-Real」等工作。

郭重顯的機器狗目前在台灣發展相對較快，「我們可能比較不怕失敗，畢竟還是要有人做，這也是一個國家機器人研發能力的展現。」他認為，台灣未必現在就一定能新創機器狗或人形機器人整機品牌行銷全球，但至少投入關鍵零件練兵場域，瞭解市場規格是必要的，而不是一味地僅針對客戶需求規格代工。



郭重顯觀察，現在機器人產業有分工趨勢，就如同電動車已有智能電動車開放平台，加速車廠新車款問世。人形機器人和機器狗也已有業者投入標準化平台開發，或者投入雙腳、手臂或手掌等次系統，這將催生新機器人生態系統出現。

現在，郭重顯的機器狗在關鍵零件自主化後，下一步是朝整機成本下降努力，他表示，國際的工業級機器狗售價上看300萬元，而他的實驗室團隊目標開發出一台價格150萬元的工業機器狗，以讓加速國內業者導入工業巡檢步調，解決國內工廠缺工問題。


「我們盡量做到，讓台灣廠商有第二個選擇，且廠商會覺得所花錢是值得的，機器狗方案可以執行一些困難的巡檢任務。」郭重顯說。除此之外，以影像辨識取代人員抄寫數位表單，在惡劣場域24小時值勤等，都是機器狗可以擔當的任務，也是工廠面臨缺工最頭痛的問題。


機器狗只是未來科技世界場景一角，台灣若想在人形機器人跟機器狗上具研發自主性，不受制於國際供應原廠，除了郭重顯的團隊，實際上還有不少法人與民間企業投入自主研發，台灣能否在人形機器人這個未來趨勢取得一席之地，就看未來這兩年的發展。