實體與虛擬的完美結合

卸棧作業中的 AI 機器人導引解決方案  

在工業自動化領域，正悄悄展開一場革命——將實體世界與虛擬世界緊密結合。SICK 透過多種感測技術，持續走在產業前端。過去兩年，PALLOC就是最佳範例：這套 AI 輔助的機器人導引系統，目前已應用於卸棧作業，未來也將拓展至堆棧作業。

如同名稱所示，PALLOC (PALlet content LOCalisation)是 SICK推出的智慧型解決方案，專門應對當前循環經濟的一大挑戰：全球每天有數以百萬計的滿載棧板，需要在到貨後快速且精準地卸下棧板，而且最好能24小時不中斷作業。然而，人力短缺使得合格的操作人員愈來愈少；另一方面，機器人應用過去也欠缺AI的有效整合。這正凸顯市場對於能高度適應環境的 AI 自動化方案的迫切需求。

PALLOC正好補上這塊缺口，因為它能以即插即用方式整合至企業實際生產現場。再加上近年「工業元宇宙」逐漸成形，正處於實體與虛擬交界，為自動化帶來全新思維與做法。首先受惠的領域，毫無疑問就是機器人——這個領域對 AI 彈性化解決方案的需求極高。

以 PALLOC 為例，SICK 已經能展現虛擬世界所帶來的應用潛力。最初目標，是在客戶專案中以虛擬方式呈現並延伸這套及其他機器人解決方案；未來更進一步的方向，則是能在實際上線前，先在虛擬環境中完成應用部署與測試。SICK 全球機器人事業部經理 Dominik Birkenmaier 與可視化部門主管 Jan Jarvis，帶領各自團隊並與產品開發人員緊密合作，在實體與虛擬世界之間推動前瞻性創新。

具備持續學習的能力

PALLOC 實際上已經完美結合了 SICK 的 Visionary-S 3D 快照相機與預先安裝、訓練好的神經網路，形成一套精巧而完整的機器人導引套件。這套系統可作為機械手臂末端夾治具使用，並能在數秒內完成辨識作業。無論是安裝在機械手臂上，或固定於棧板上方，系統都能以極高速辨識棧板最上層的各種箱型，理論上可支援無限數量。 

PALLOC 能辨識箱體輪廓，並將包含高度資訊的位置座標回傳至機器人控制器，讓機械手臂末端夾治具能精準抓取與搬運箱體。我們之所以說「理論上無限數量」，是因為這套神經網路在出廠前已針對大量箱型完成訓練，且可透過直覺化 AI 工具套件，持續加入更多不同箱型。再加上 PALLOC 內建運算單元（ALU），無需額外搭配工業電腦，使其成為目前市面上最具前瞻性與未來性的定位及機器人導引系統之一。

元宇宙中的應用模擬

為了維持並拓展技術優勢，SICK 將元宇宙引入應用。其虛擬 3D 環境正是為AI 開發、測試與訓練而打造。透過這些虛擬模擬，許多應用在實際導入前就能完成驗證與優化。為了持續提供客戶創新解決方案，SICK 與全球領先的 AI 運算供應商NVIDIA合作，並採用其模擬技術，例如基於 NVIDIA Omniverse 的 Isaac Sim™ 平台。 

以 PALLOC 為例，憑藉其內建的 深度學習 功能，系統的功能現在就能在接近實務應用的虛擬環境中進行模擬呈現，並可在必要時完成驗證。未來，更能在實際部署前，先進行影像與樣本的訓練，並建立評估流程。正如 Birkenmaier 所說：「對我們來說，元宇宙是將 PALLOC 等感測器快速且永續地整合到新客戶應用中的最佳方式。」

更多元宇宙帶來的應用可能

實際上，元宇宙的應用遠不只如此。未來在智慧工廠的虛擬情境中，SICK 的解決方案能以更直覺、具吸引力的方式展示給客戶，例如在自動化或機器人相關展會上。當客戶有特定需求時，這項技術甚至可以用來驗證某一款機器人在模擬倉庫中，是否能與 PALLOC 正確協同完成任務——而且這一切發生在系統真正導入現場之前。若需要修改任何參數，也能即時調整，確保後續的卸棧流程能如規劃般順利執行。對 Jarvis 而言，元宇宙最大的價值就是能在虛擬中先把現實中的「試錯成本」與「不確定性」排除掉。他直言：「當我們可以一開始就走對方向，誰還會願意在現場繞遠路？尤其這些繞路通常會耗掉大量時間與成本。」

而這趟旅程仍在持續；機器人能夠執行卸棧作業，也能進行堆棧作業。為此，PALLOC 目前正在實驗室透過虛擬化進行訓練與調校。所謂的混合堆棧作業（Mix Palletizing）則是另一層挑戰，對精度與速度的要求更高。然而，Birkenmaier 認為 SICK 已在正確的路上：「在螢幕上看起來像是真實箱體版的俄羅斯方塊，但也正因為 PALLOC 的協助，這為我們的客戶帶來了巨大的附加價值。」

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