AMR跨樓層解決方案

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自主式移動機器人(Autonomous Mobile Robot,ARM)在製造業、服務場域如飯店、旅館、餐廳、百貨業等使用率日漸頻繁,可以節省人力、提供效率。然要ARM自主移動機器人能跨樓層自主移動,達到人機共乘電梯的目標,就是一件不容易的事了。資策會智造科技中心開發出自有雲端系統與獨特的物件生成模組,在研究電梯行為與控制方式後,將電梯作為AMR協作設備加入可控制物件清單,實現機器人與電梯自動化任務協作。

ARM自主移動機器人在觀光旅宿業已經是常見的設備,從資訊查詢、導覽、帶位到幫忙運送物品,都是常見的應用方式。AMR主要是底盤車的部分,根據雷達與視覺資料進行定位與導航,底盤車上方酬載不同,可以提供不同的服務,例如:置物櫃可進行運送物品、大型螢幕可進行資訊查詢與產品介紹或是導覽服務等。

AMR於服務型場域的應用大同小異,主要取決於酬載,但場域通常不只一層樓,若要發揮機器人的效益,就必須讓機器人跨越不同樓層提供服務,達到立體的行走路徑,而非單一平面行走,並且能降低成本,不需要每一層樓獨立使用機器人。

機器人與電梯協作 達到跨樓層移動目標

要讓機器人跨樓層移動,採用專用的電梯是不切實際的,成本過高且不一定有足夠空間可運用。採用現有的電梯,讓機器人與人一起搭電梯,才是較佳的方案,而如何讓機器人與電梯協作,就是一門學問。

電梯車廂面板無擴充介面圖 1:電梯車廂面板無擴充介面
圖片來源:資策會

在台灣與電梯管制有關的規範有:建築法、建築技術規則、建築物昇降設備設置及管理辦法或CNS國家標準,僅對升降機做一般性的設置、設置環境、通用操作規則與安全事項有相關規定,至於電梯控制模組屬於各廠家獨立發展並無統一規範,屬於封閉系統,無共通的通訊協定或模式。

人機共搭電梯 缺乏共通規範與安全疑慮

另外在工業廠房,機器人使用電梯,受到工業用機器人危害預防標準,規定工業環境的電梯不可人機共搭,人與機器人必須在限定的模式下才能使用電梯。

在服務型場域的需求,不可能讓機器人獨自使用電梯,必須人機共搭,在此應用,台灣尚無法規規範,業者雖然有意願讓機器人搭電梯,但礙於法規與安全等問題,不敢輕易嘗試。

機器人自動進出工業用電梯圖 2:機器人自動進出工業用電梯
圖片來源:資策會

開發自有雲端系統及物件生成模組 協助解決機器人叫梯問題

資策會智造科技中心自2018年開始研究ROS與AMR的應用,開發出自有雲端系統與獨特的物件生成模組,在研究電梯行為與控制方式後,將電梯作為AMR協作設備加入可控制物件清單,實現機器人與電梯自動化協作任務。

與多家電梯廠商討論技術可行性,並彙整機器人與電梯協作的規範,制定出必須與選用功能,並且整合成梯控套件,包含硬體與軟體,在與電梯廠商確認對接之訊息後,即可在電梯保養當天完成對接與測試,為原廠所支援,不影響保固,電梯使用安全也在原廠確保中,較能被服務型場域業者接受。

林昆郁

2023-07-03

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