深夜的工廠裡，搭載著機器手臂的自主移動機器人（AMR，Autonomous Mobile Robot）不停地來回移動，將半成品由這一站運送到下一站，確保產線生產不中斷。這台可搭載機器手臂、具有導航、移動的自主移動機器人，是目前工業自動化市場上最熱門的設備之一。
根據美國 ARC 顧問集團所發表《2020 年自主移動機器人全球市場研究》，2020 至 2025 年間，全球 AMR 市場將以年複合成長率 15.2% 的速度持續成長，預計 2025 年市場規模將來到 6.46 億美元，其中，倉儲與製造業生產線的應用，將是推動 AMR 市場成長最主要的力道。
看好 AMR 發展潛力，深耕面板製造十多年的友達，跨足為智慧製造解決方案供應商，將 AMR 視為主力產品之一，目前更積極進行產品升級，導入工業電腦大廠凌華與 Intel 合作的 ROS 2 控制器 ROScube-I，加快 AMR 從產品研發到上市的速度。友達憑藉在製造領域多年且豐富經驗與專業知識與技術，不但回應客戶需求快速，還能複製到各種不同產業。
從 ROS 1 超進化到 ROS 2！友達 AMR 車隊可群機協作、效率大幅提升
友達商用解決方案研發處處長陳文杰指出，友達剛跨足 AMR 市場時，從車體設計、作業系統整合、SLAM 演算法、系統功能開發……等作業，皆由內部開發團隊負責。
為了加快產品的開發速度，當時內部團隊一致決定使用機器人作業系統 ROS，因其為開源平台，在 AMR 應用上累積了相當豐富的資源，包括 SLAM、避障、導引等，有助於產品開發。
然而，ROS 1 所採用的通訊方式，只能由上層系統進行車隊管理，但如果碰上兩台 AMR 在執行任務過程中相遇在一起的狀況，哪一台車要先行？或是哪一台車可以緊急支援其他任務？這些 AMR 的調度分配，都得由上層系統來派發命令，在廠區面積大與 AMR 的數量較多時，這樣的系統架構相對沒有效率。
而 ROS 2 關鍵核心技術——資料分散式服務（Data Distribution Service，DDS），改良了 ROS 1 集中式通訊架構上的缺點，讓 AMR 可以進行車對車的溝通、甚至是分散式的群機協作，不用再透過上層車隊管理系統，自然也提高了運作效率。「ROS 2 是友達 AMR下一個階段的產品發展重點，」陳文杰語氣肯定地說。
縮短至少三分之一以上開發時間，凌華成友達最佳產品升級夥伴
在產品升級過程中，友達觀察到凌華投入 ROS 2 發展已久，不只有將機器人控制器 ROScube 與 ROS 環境進行軟硬體之間整合外，還能提供相關的 ROS 的軟體開發套件 NeuronSDK 與專業技術協助，成為友達最佳合作夥伴。
友達光電商用解決方案事業處經理王永廸透露，以前使用一般工業電腦做為控制器，再自行整合 ROS 作業系統，產品開發時間至少要 4—6 個月，如今受惠於 ROScube 已經整合好環境與提供 Neuron SDK 的緣故，省下自行整合軟硬體的工作，新一代產品的開發時間有效地縮短了 2 個月。
更重要的是，凌華有專門聚焦 ROS 2 在 AMR 應用的專業團隊，可以協助友達 AMR 開發團隊快速地解決問題。「剛開始接觸 ROS 2 時，內部對 DDS 技術還不是非常熟悉，凌華提供了很多協助，讓我們在短時間內熟悉這項技術。」王永廸語帶感謝地說。
友達計畫導入虛擬化技術架構，ROS控制器也能指揮機械手臂
除了改用 ROS 2 外，友達產品升級還有第二個重點，就是導入虛擬化技術 （Hypervisor）架構，可安全地執行關鍵任務。陳文杰說明，目前友達 AMR 將安全相關的功能設計在底層，走 MCU 架構，如：避障、防碰撞等，而上層 ROS 2 作業系統則負責建圖、定位、導航等任務。
因為 ROScube 具備多樣的 I/O 連接埠，還有強固型 USB 可以預防震動造成脫落，能夠滿足各種 AMR 應用的需求，更因具有高度的相容性，能因應客戶需求，整合各家的機械手臂。
此外，由於因搭載 Intel 處理器、Intel Iris 顯示晶片、Movidius、OpenVINO 等技術，其運算效能非常強大，在執行前述控車任務之餘，還有許多剩餘資源可以使用。
因此，友達計劃導入像是 Intel Edge Control Platform（ECI）的 ACRN 虛擬化技術架構，安裝其他即時作業系統（RTOS，Real-time OS），讓 ROScube 也能執行機器手臂取放物品、AI 視覺辨識等運算，充分應用硬體資源。
對製造業來說，AMR 應用可以有效解決缺工問題，還能提高生產品質和良率，包括半導體業、3C 產業都有相當大的潛在需求。不過市場需求雖然龐大，但由於製造場域及應用需求多樣化，導致 AMR 客製化程度偏高。
陳文杰希望，透過與凌華的合作進行專業分工，由凌華負責 ROS 運算核心技術，友達則專注 AMR 產品的開發，以其年輕、有活力的 RD 與服務團隊，帶入新技術、新思維，在了解客戶以及其場域的需求後，進行系統整合作業，協助客戶迅速解決痛點，並提供完善的售前/售後服務，如此才能加快 AMR 應用速度，推動台灣製造業全面升級。
（本文提供合作夥伴轉載。）
