製造業正邁進全新時代——從以智慧工廠和互聯設備為核心的工業 4.0,邁向以人為本的工業 5.0。這一新階段強調通過技術賦能,提升人的創造力、福祉和可持續性。在這一轉型中,協作機械人(cobots)正是重塑人類與機器合作的關鍵力量。

 

在一座陽光充盈的智慧製造工廠裡,一名技術人員與一台人型機械人在同一工作臺上協作。技術人員佩戴智慧眼鏡,查看三維全息設計圖;機械人則以極高精度進行零部件裝配。當技術人員提出優化建議時,機械人所配備的人工智能系統即時更新設計方案。與此同時,四周的機械人在即時數據支持下,順暢地合作運輸物料與檢測品質。

 

這正是工業 5.0所描繪的未來圖像:人類與機器聯手,把創造力和科技融合,共同推進高效且創新的生產模式。理大工業及系統工程學系轄下的 RAIDS 研究團隊(Research Group of AI for Industrial Digital Servitisation,工業人工智慧數位化服務團隊),正致力將這一願景轉化成現實。

 

動力澎湃的 RAIDS 研究團隊由工業及系統工程學系副教授、黃鐵城智慧型機械人青年學者鄭湃教授帶領。鄭教授於 2025 年榮獲香港工程師學會頒發「傑出青年工程師獎」,並於 2023 年獲理大頒發「青年創新研究者獎」。

 

鄭湃教授(前排中)和其帶領的 RAIDS 研究團隊與瑞典皇家理工學院可持續製造系講座教授王力翬教授(前排右)合照。

鄭湃教授(前排中)和其帶領的 RAIDS 研究團隊與瑞典皇家理工學院可持續製造系講座教授王力翬教授(前排右)合照。

 

團隊在 2024 年獲得國家自然科學基金優秀青年科學基金專案資助後,正致力開拓新一代人機共生協作製造系統,融合人類的適應力與即時應變能力,以及機械的高精準度與穩定性。

 

機械人在工業界的演進

工業機械人的發展始於 20 世紀 70 年代的第三次工業革命。當時主要用於執行重複性任務,並多設於安全圍欄內運作。踏入工業 4.0 時代,智能設備、物聯網和大資料促使工廠高度互聯,實現即時通信與靈活應變的生產模式。隨著人工智能及先進傳感技術的發展,現代機械人已能夠與人類共用工作空間,透過持續學習與即時調整,構建協作化及智慧化的製造環境。

 

RAIDS 研究團隊正引領邁向工業 5.0 的轉型。團隊近期研發了一套創新的多模態人機互動與數據獲取系統「TeleX」,以支持工業具身智慧及機械人學習的研發。

 

推進人機共生基礎研究

TeleX 為構建更具通用性的具身智慧模型提供了實際可行的路徑。

TeleX 為構建更具通用性的具身智慧模型提供了實際可行的路徑。

TeleX是一個智慧、開放式平臺,能夠讓機器人直接從人類操作中學習。它如同一個人機互􀀀的「超級記錄儀」,在進行複雜的任務時同時捕捉人類的􀀀作軌跡、視覺資訊以及觸覺回饋。系統整合高精度運􀀀追蹤、視覺感知,以及具備觸覺感應功能的「機器人手」,可於複雜操作場景中同步採集多模態人類運算元據。

 

TeleX專為科研人員而設計,致力於解決機械人領域一個長期存在的核心難題:如何讓機械人學會像人類一樣操作物體。其核心是一套由團隊自主研發的、以學習為基礎的通用末端執行器映射演算法。該演算法使不同類型的機械臂和工具,能夠通過一個統一且易於使用的介面,直接從多模態的人類示範中學習。這意味著,機械人可以以更高效率掌握新技能,無需為每一種硬體平台重複進行高耗時、高算力的系統訓練。

 

目前,TeleX 已在多種工業場景中進行了人機協作、模仿學習、遠端操作及高精度組裝等測試。業界合作夥伴正利用測試所採集得來的大量真實人類運算元據,協助機械人更精准地感知、判斷與行動。RAIDS 團隊的長期目標,是打造開放平台,加速更智慧、貼近人類思維方式的機械人在未來應用於生產過程中。

 

鄭湃教授表示:「全球製造業正邁向以人機共生為特徵的新範式,追求更靈活、更具彈性的自動化。本團隊提出的研究範式,通過多模態自然感知、跨場景技能遷移,以及基於領域基礎模型的自主執行能力,使機械人不再只是工具,而是能夠與人類操作者共同進化的智慧體。智慧工廠由此獲得超越預程式設計自動化的新路徑。」

 

未來智慧製造的發展方向不是讓機器變得更聰明去取代人類,而是在人與機器共同學習、調適與成長的模式中,創造出更高的生產力與靈活性。

~ 鄭湃教授

 

創業轉化擴大科研影響力

為推􀀀科研成果走向產業應用,在鄭湃教授的帶領下,RAIDS 團隊創立了 CobotAI 有限公司,致力於將前沿機械人技術、數碼化方案及人工智能應用於更自然的人機互動、高效協作及共生式人機系統。

 

理大團隊致力打造以人為本的智慧製造系統,並逐步拓展至關鍵應用領域,引領社會邁向技術賦能、充滿人文關懷、以人為中心的智慧時代。

 

初創企業 CobotAI 團隊成員

初創企業 CobotAI 團隊成員