資料參考來源：國際機器人聯盟 (International Federation of Robotics)

原始資料公告日期：2021/7/5(一)

翻譯與整理：社團法人台灣智慧自動化與機器人協會

機器人編程的占比在機器人採用總成本是很大的一部分，並且傳統上會要求程式設計工程師需要接受每個機器人製造商特定的框架培訓。

隨著基礎模型方法、機器人編程「應用」和示範教學方法的快速發展，我們思索著機器人編程的最新趨勢，並著重機器人採用和技術要求的影響。

基礎模型的開發

基礎模型的開發——在軟體工程中已經很成熟並廣泛應用於汽車和航空電子設備等製造部門，現在更越來越多的應用在機器人技術，例如將包含機器人特定屬性和動作的代碼封裝在基礎模板中，模板可以設定機器人的物理結構、應該執行的動作或「技能」、零組件（例如感測器和致動器）以及機器人程式語言與其他控制器之間的界面，然後可以以不同的方式組合這些模板來建立新程式，而無需從頭開始編寫每一行程式碼，機器人可更快地編程，並且可以由工程師做簡單的應用。

許多機器人製造商為其機器人團隊提供了基礎模型的開發方法，還有一些新創公司提供模型庫，這些模型庫不需要編程技能且有易於使用的應用程序界面。例如drag&bot這間公司，它是由德國弗勞恩霍夫研究所技轉的新創公司，他們提供了一個圖形應用界面，使用者可通過界面可將一系列製造商的攝影鏡頭、致動器（如夾爪）和可編程的控制器等周邊設備與不同的機器人統整，drag&bot還提供用於托盤裝載等常用功能的模型，並能應用於現有模型訂製及更複雜的應用程序，例如機器人取放。

機器人編程的可重複使用性

許多公司已經安裝了來自不同製造商的機器人，並希望能夠在不同製造商的機器人上重複使用為一個機器人操作系統開發的應用程序，這在傳統上需要大量的重新編程，而編程的演進重點在於提高基礎模型程式的可重複使用性，這將會減少特定的模組在新機器人上所需花費的資源，進而降低總體成本並提高自動化的流程，在經濟成本是可行度很高的。傳統上，工業機器人已用於自動化的過程，這些過程隨著時間的推移在大量機器人中保持不變——例如汽車製造中的焊接和切割零件，然而，隨著製造商面臨越來越大的壓力，需要使生產更小批量或是高混合的產品種類，能高效率的適應現有應用程式並更新自動化流程的能力將成為競爭優勢。

ROS-Industrial Consortium旨在通過建立原始碼的框架系統，ROS（機器人操作系統）有可重複使用的特性，機器人開發人員大量使用的機器人編程工具、模型庫和通信協定，但尚未被廣泛用於商業應用程式，我們擔憂目前須嚴格的要求在機器人應用程式的特點、功能安全及責任，尤其是對於工業用機器人。ROS 2是ROS編程框架的主要修訂版，主旨在解決這些問題，儘管所需的軟體庫仍在開發中，ROS-Industrial Consortium成員，包括ABB、Yaskawa和Universal Robots等多家工業機器人製造商，他們提供程式碼或編程框架，可重複使用現有專有程式碼的特定模板，ROS-Industrial 存儲庫包括常見工業機械人、夾具、感測器、設備網絡的界面、用於自動2D/3D感測器校準和路徑/運動規劃等任務的軟體庫。

機器人編程的申請

在理想的世界中，完整的機器人的應用程式可以通過App Store下載，無需進一步定制——就像我們在手機和電腦上的習慣，但這在機器人技術中是不實際的，因為機器人與外部環境相互作用，而外部環境因公司而異，在公共環境中工作的服務機器人受到高度不可預測性的影響，這是不可能在「即插即用」應用程序中建立模型的。

然而，上述是朝著機器人技術「應用」的方向發展的，有些機器人製造商和機器人供應商正致力於「開箱即用」的應用程式，以利完成拴緊螺釘和打磨等簡單任務（例如，OnRobot的打磨應用程式）。

機器人的可重複使用性是另一個市場可發展應用程式，公司和系統集成商可以使用現有的機器人編程」「模型和專業知識，來減少編程時間。一個例子是Xito，它是來自歐盟的RobMoSys計畫。Xito可使最終使用者、系統集成商和機器人製造商能夠為機器人功能和界面提供和查找現有的預編程模型，或者在訂製開發的特定要求方面可與具有最專業知識的開發人員聯繫，使用者或系統集成商描述預期的應用程式，平台會建議最合適的模型界面。具有基礎工程學位的使用者可以對機器人應用程式進行編程，進而降低自動化成本，Xito專注於快速發展的服務機器人市場，其特點是專業公司數量眾多，這些公司受益於使用者能夠快速有效率的將他們的解決方案與其他供應商的解決方案結合起來，形成一個完整的機器人應用程序。

機器人編程的示範教學

演示教學，在「協作機器人」中很常見，使用者引導機器人通過要遵循的運動路徑，然後使用者通過界面進行小幅調整，協作機器人經常在任務頻繁變化的環境中與人類一起工作，演示教學可以由生產操作員完成，大大降低了製造商在高混合及低產量環境中的自動化成本。

新創公司Wandelbots提供了演示教學界面，可自動將生產操作員映射的演示路徑轉換為不同製造商機器人的程式碼，這可確實的重複使用。

示範教學通常不用於對需要非常高的精度和速度的工業機器人應用進行編程，儘管這在未來可能會發生變化。

機器人編程的未來發展

隨著基礎模型方法的成熟，我們可以期待從最流行的模型中發現一些標準特點，這將進一步簡化實現和可重用性，隨著模型標準變得無處不在和茁壯，將可用於認證，使開發人員能夠更輕鬆地提供和最終使用者找到可信賴的應用程式構建模板，我們還可能會看到越來越多可使用基礎模型的方法進行仿真模擬，模擬使的使用者能夠測試應用程式，以便在花費成本前可探索使用性和投資回報，但是，對於變化多端或不可預測的外部條件影響的機器人，目前還是很難做到以上特點。

總體來說，基礎模型機器人編程的進步在降低機器人安裝成本方面有巨大潛力，特別是對於高混合及小批量生產環境和服務機器人應用，通過降低成本和所需技能方面的門檻，基礎模型的方法對於加速機器人的採用至關重要，並擁有光明的未來。

l   請參閱Xito平台成功案例：https://www.youtube.com/watch?v=29GxKL4_EIo。

l   請參閱YouTube 上使用 KUKA 機器人的示例：https://www.youtube.com/watch?v=PEft1BTHBQU。