運(yùn)動控制整合視覺運(yùn)算成趨勢　IPC大廠爭搶機(jī)器人商機(jī)
　　凌華科技量測與自動化產(chǎn)品事業(yè)處I/O平臺產(chǎn)品中心協(xié)理張晃華表示，雖然目前工業(yè)型機(jī)器人的樣態(tài)仍以單純的機(jī)器手臂為主，但在高階精密的工業(yè)領(lǐng)域中，機(jī)器人將朝向全人形演進(jìn)，并將同時整合多種感知與控制能力，如機(jī)器視覺與運(yùn)動控制等，以執(zhí)行更多樣且多工的任務(wù)。因此，未來機(jī)器人製造商在其所設(shè)計的機(jī)器人上同時開發(fā)機(jī)器視覺系統(tǒng)與整合型機(jī)器手臂，將是未來主要的發(fā)展趨勢。
　　不過，若要讓機(jī)器人同時具備機(jī)器視覺與運(yùn)動控制功能，光靠低階的嵌入式處理器恐難滿足此需求。張晃華進(jìn)一步解釋，單就機(jī)器視覺運(yùn)算而言，內(nèi)部的控制平臺須具備高密度的平行運(yùn)算能力，一般ARM架構(gòu)嵌入式處理器的運(yùn)算能力，要應(yīng)付機(jī)器視覺運(yùn)算系統(tǒng)就已相當(dāng)吃緊，遑論尚須同時進(jìn)行機(jī)器手臂運(yùn)動控制，因此機(jī)器人開發(fā)商將傾向借重擴(kuò)充彈性較大的工業(yè)電腦平臺來達(dá)到此目標(biāo)。
　　張晃華提到，x86架構(gòu)的工業(yè)電腦、嵌入式無風(fēng)扇電腦與可擴(kuò)充式無風(fēng)扇電腦，無論在穩(wěn)定性及效能方面都深受工業(yè)領(lǐng)域的客戶肯定，這些優(yōu)勢對于工作條件嚴(yán)苛的環(huán)境(高溫、雜塵多等)來說尤其至關(guān)重要；而工業(yè)電腦亦可隨著生產(chǎn)線需求，自由擴(kuò)充各種運(yùn)動控制、視覺運(yùn)算控制卡(Control Card)。
　　看準(zhǔn)工業(yè)型機(jī)器人應(yīng)用前景，工業(yè)電腦大廠亦正爭相競逐此商機(jī)，如凌華推出的智慧型電腦應(yīng)用平臺(Application Ready Intelligent Platform, ARIP)，以及研華的「MVP (Motion, Vision, Platform)」平臺即是為此應(yīng)運(yùn)而生，期為智動化產(chǎn)線開發(fā)商，提供各種整合運(yùn)動控制與機(jī)器視覺運(yùn)算的應(yīng)用。
　　除提供硬體支援之外，工業(yè)電腦大廠亦開始專為智動化產(chǎn)線編寫應(yīng)用軟體，如凌華為其ARIP平臺添加了中介軟體、應(yīng)用程式介面(API)等附加資源，力求能最大幅度縮短機(jī)器人智動化產(chǎn)線的設(shè)計時程。
　　設(shè)置完智動化產(chǎn)線之后，仍須有人負(fù)責(zé)產(chǎn)線及工業(yè)型機(jī)器人的操作與控制，因此流暢的人機(jī)介面(Human Machine Interface, HMI)已成為工廠智慧自動化系統(tǒng)開發(fā)商的著力重點。有鑑于此，萊迪思(Lattice)近來即將人機(jī)介面解決方案視為該公司于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中的重點布局方向，期能在競爭激烈的工控FPGA市場奪得一席之地。
　　瞄準(zhǔn)工業(yè)智動化商機(jī)　萊迪思強(qiáng)攻人機(jī)介面應(yīng)用
　　萊迪思臺灣區(qū)總經(jīng)理李泰成表示，在各種自動化設(shè)備引進(jìn)工廠之后，仍須要有作業(yè)員來照顧、監(jiān)視機(jī)臺運(yùn)作，因此人機(jī)介面在工廠智慧自動化應(yīng)用中亦是另一重要課題；而隨著電機(jī)電子技術(shù)的發(fā)達(dá)，工廠內(nèi)的人機(jī)介面正不斷汰舊換新，如何設(shè)計出流暢的人機(jī)介面應(yīng)用，更是工業(yè)智動化系統(tǒng)開發(fā)商角力的重點。
　　瞄準(zhǔn)人機(jī)介面應(yīng)用商機(jī)，萊迪思亦正卯足全力偕同系統(tǒng)商開發(fā)相關(guān)解決方案。李泰成提到，不同于其他兩家FPGA大廠--賽靈思及Altera，以28/20奈米FPGA進(jìn)軍高階工業(yè)控制領(lǐng)域，萊迪思選擇將目標(biāo)市場放在工控系統(tǒng)人機(jī)介面應(yīng)用，并持續(xù)于40奈米製程中穩(wěn)扎穩(wěn)打。
　　李泰成進(jìn)一步分析，因應(yīng)工業(yè)智慧自動化風(fēng)潮興起，許多業(yè)者推出的自有產(chǎn)品往往會搭配自家的通訊協(xié)定，導(dǎo)致控制機(jī)臺主控端往往須支援多種通訊介面，才能與不同的系統(tǒng)完成溝通，不同的應(yīng)用又須擴(kuò)充各自的輸入/輸出接腳；而相較于MCU或是MPU方案，F(xiàn)PGA與生俱來的可編程優(yōu)勢使其能支援多種工業(yè)通訊協(xié)定，也讓FPGA成為用來擴(kuò)充人機(jī)介面通訊周邊的最佳方案。
　　據(jù)了解，萊迪思已于2014年德國紐倫堡舉辦的國際嵌入式電子與工業(yè)電腦應(yīng)用展上展示一系列人機(jī)介面解決方案，如人機(jī)介面單晶片(HMI on Chip, HOI)，即是完全基于萊迪思FPGA的單晶片人機(jī)介面應(yīng)用參考設(shè)計。
　　萊迪思策略行銷與業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Kambiz Khalilian表示，萊迪思HOI方案最大的好處是帶來了可擴(kuò)展性、高階的圖像處理、快速的反應(yīng)時間和人機(jī)介面設(shè)計的方便性；不同于基于MCU的解決方案，萊迪思的人機(jī)介面解決方案系基于編輯器(Editor-based)，所以即使沒有程式設(shè)計或作業(yè)系統(tǒng)操作專業(yè)經(jīng)驗的工程師也能輕鬆上手。
　　至于目前工廠智慧自動化人機(jī)介面的應(yīng)用前景，李泰成指出，智慧工廠內(nèi)的人機(jī)介面正從傳統(tǒng)的按鈕操作逐漸汰換為觸控螢?zāi)?；他也預(yù)計在未來幾年內(nèi)，觸控操作將成為工業(yè)領(lǐng)域中人機(jī)介面應(yīng)用的主流操控方式。
　　另一方面，除了操作方式的轉(zhuǎn)變外，智慧工廠內(nèi)的人機(jī)介面系統(tǒng)亦正逐漸邁向與前端系統(tǒng)整合的潮流，如操控機(jī)臺與監(jiān)控和資料擷取系統(tǒng)(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)的整合應(yīng)用，能讓生產(chǎn)線上的所有動態(tài)資料能即時回傳至資料庫，可應(yīng)用于生產(chǎn)力分析、故障檢測/診斷，以及生產(chǎn)流程之優(yōu)化；而人機(jī)介面系統(tǒng)與生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)或企業(yè)資源管理系統(tǒng)(ERP)的整合，則能讓工廠內(nèi)的運(yùn)作與企業(yè)內(nèi)部資訊流通更為即時、無縫接軌。
　　顯而易見，隨著工業(yè)智慧自動化風(fēng)潮興盛，亦將帶動工業(yè)型機(jī)器人的商機(jī)蓬勃發(fā)展，晶片商、系統(tǒng)廠之間的角力大戰(zhàn)亦將全面引爆，無論是機(jī)器手臂、機(jī)器視覺，抑或是人機(jī)介面應(yīng)用，各個嵌入式處理器、FPGA、IPC廠商皆期盼能順勢搭上工業(yè)型機(jī)器人的順風(fēng)車，在工業(yè)智慧自動化領(lǐng)域奪得一席之地。