機器人多機協作的技術發展

工業生產線由單純人工的生產方式，已經逐漸朝向工業自動化的方向前進，透過工業型移動載具取代人力資源進行生產已成趨勢。然而，透過一台工業型機器人取代一個以上的人力還不夠，仍需要透過多台機器人的協作才能夠達到效益最大化，本文將探討智慧型無人搬運車多機協作的技術與架構探討。

【技術介紹與應用現況】

多機協作的技術概念為兩個以上相同或相異的設備彼此相互合作，來進行資訊的交換與控制，機器人系統架構從2007年的ROS演變到ROS2可以看出機器人的發展重點從單機作業到多機協作。由於兩者的機器人架構有根本性的差異，在應用層方面，ROS架構會由Master為中心處理所有機器人資訊，而複數的Master會增加多機協作的困難度。

直到ROS2的去中心化架構問世之後，讓複數的機器人使用P2P的方式交換資訊更為便利，在中介層的資訊交換由於ROS2的架構沒有Master來交換Topic的訊息，而是改用Data Distribution Service( DDS)標準降低通訊複雜度，而除了機器人本身的架構設計會影響多機協作以外，更重要的是如何讓不同產品之間的設備進行互動，因為每家產品的設計不見得相同，所以需要定義通訊協定讓所有設備的資訊統一管理，通常會由一個伺服器蒐集所有機器的狀態並做邏輯判斷，再做設備的控制。以工廠的生產線為例，當機械手臂完成一階段的製造並回傳資訊，伺服器再控制無人搬運車定位導航到指定位置接收半成品，並運送至指定地點進行下一階段的生產，整體的生產流程便是一種狀態機的呈現，如何設計多機協作的生產流程並讓使用者方便操作也是很重要的議題。

【未來展望與挑戰】

隨著工業智慧化的發展，多機協作技術與自動化生產已經成熟，接下來的發展重點會在人工智慧的結合，從機器人本身的功能到生產管理的最佳化將會透過人工智慧來實現，將是未來很重要的挑戰。

圖：多機協作
圖片來源: https://unsplash.com/photos/8gr6bObQLOI

參考資料:
[1] 封面圖片來源：https://unsplash.com/photos/Xl_l8laGNs0?utm_source=unsplash&utm_medium=referral&utm_content=creditShareLink
[2] https://docs.ros.org/en/foxy/index.html
[3] https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%A9%9F%E5%99%A8%E4%BA%BA%E4%BD%9C%E6%A5%AD%E7%B3%BB%E7%B5%B1
[4]https://hackmd.io/@evshary/ROS2Note/https%3A%2F%2Fhackmd.io%2F%40evshary%2FDDSintro