一、前言

自 1950 年代首台工業機器人面世以來，機器人技術快速發展。從最初僅能執行重複性作業的自動化設備，逐步發展為具備自主學習與決策能力的智慧系統(機器人發展歷程請參閱圖一)。人工智慧、感測器、大數據等數位科技的突破，賦予了機器人更先進的智慧、更優異的靈活性及多功能性，並已廣泛應用於製造、醫療、物流、農業與軍事等領域。本文將針對機器人類型、發展趨勢與關鍵技術創新作介紹。

二、機器人類型

依照類型，機器人可區分為工業機器人(Industrial Robots)、協作機器人(Cobots)、服務機器人(Service Robots)與移動機器人(Mobile Robots)，以下分別介紹(摘要與市場趨勢請參閱圖二)：

(一) 工業機器人(Industrial Robots)
截至2023年，全球於工廠中運行的工業機器人總數已達428萬台，相較於2022年成長了10%。其中，中國以176萬台居首，日本以44萬台位居其次，美國則擁有38萬台工業機器人。此外，日本為全球工業機器人製造重鎮，2023年生產全球將近四成的工業機器人，其中約八成用於出口。
工業機器人2024年市場規模約為170億美元，預計2030年將成長至350億美元，2025至2030年的年均複合成長率(CAGR)為14%。市場成長的驅動力主要來自於勞動力短缺，以及中小企業對自動化的需求成長。

(二) 協作機器人(Cobots)
協作機器人(Cobots)為被設計成能與人類在共同作業空間中安全互動的機器人。  有別於傳統工業機器人，協作機器人具備輕巧、易於攜帶與安裝、高成本效益等特性，使企業能夠更靈活地部署自動化系統。此外，協作機器人對程式設計的需求較低，能大幅降低企業導入的技術門檻。
協作機器人常應用於物料搬運、組裝與品質檢測、焊接等任務。例如日產汽車(Nissan)導入協作機器人零件搬運與引擎安裝，以解決勞動力短缺與生產延誤等問題；美國Comprehensive Logistics透過具備先進視覺系統的協作機器人進行引擎檢測，提升產能與產品品質。
2024年協作機器人市場規模約為19.3億美元，預計2030年將成長至118億美元，2025 至 2030 年的年均複合成長率(CAGR)為35%。隨著人機協作效率的提升，加上市面上出現更多兼具靈活性和成本效益的自動化解決方案，協作機器人預計將在汽車、電子、製藥等產業中發揮更大的影響力。此外，人工智慧和感測技術的進步，也將使協作機器人更具有智慧，並且能自動執行重複性任務，讓人類工作者能更專注於複雜決策和創新事務。

(三) 服務機器人(Service Robots)
服務機器人(Service Robots)主要應用於非製造環境，能協助人類執行各類任務，涵蓋簡單重複性到高精準度複雜的操作任務，以提升服務品質和效率，並且可以自主運行，或者只需最低程度的人為介入。
服務機器人2024年市場規模約為470億美元，預計2030年將成長至1160億美元，2025至2030年均複合成長率(CAGR)為17%。市場成長動力包括：生產力提升之需求、勞動力短缺問題等，以及服務機器人在醫療、物流、農業等關鍵產業應用範圍的擴大。此外，人工智慧技術的導入，賦予機器人學習和決策能力，並使其能適應複雜環境，進一步促進服務機器人的發展。

(四) 移動機器人(Mobile Robots)
移動機器人為具備自主移動能力之機器人，能透過感測器、人工智慧與軟體進行導航與執行任務。此類機器人目前已廣泛應用於製造、醫療、物流、農業與軍事等領域，負責原物料搬運、配送、監控與探索等任務。
2024年服務機器人市場規模約為230億美元，預計2030年將成長至530億美元，2025至2030年均複合成長率(CAGR)為14%。AI、自主導航(Autonomous Navigation)與感測器等技術的進步，將進一步提升機器人的作業效率與安全性，並降低人力需求。美國 Mobile Industrial Robots推出能精準拾取與運送棧板的移動機器人；瑞士 ABB 結合AI視覺技術推出能自動導航的移動機器人，主要應用於汽車與物流產業。

三、重大技術創新

近期機器人領域出現了數項重大進展與創新，包括：人工智慧機器人 (AI in Robotics)、人形機器人(Humanoid Robots)、軟性機器人(Soft Robotics)與群體機器人(Swarm Robotics)。

(一) 人工智慧機器人(AI in Robotics)
機器學習和電腦視覺等先進人工智慧技術，賦予機器人學習能力，並顯著提升其在智慧導航和自主決策等方面的表現。目前人工智慧已逐漸滲透到各個領域，包括自駕車、客戶服務到醫療保健和工業自動化，大幅提升生產效率、安全性和作業靈活性。
隨著人工智慧技術的發展，未來機器人有望整合擴增實境(AR)等新興科技，進一步強化人機協作，並拓展其應用範疇。屆時，人工智慧機器人將會更緊密地與人們生活結合，滿足日常生活中各式各樣的需求。

(二) 人形機器人(Humanoid Robots)
人形機器人市場正快速成長。2024年人形機器人市場規模約為20億美元，預計2030年將成長至180億美元，2025至2030年均複合成長率(CAGR)高達40%。美國與中國正投入大量資金推動相關技術的發展。2023 年美國業者投入約8億美元於人形機器人開發。中國則由政府透過支持關鍵技術發展、建立試驗場域與機器人產業標準、促進國際合作等多項措施支持人形機器人產業發展，目標至 2025 年培育 2-3 家全球領先企業。
目前，美國的Boston Dynamics、Tesla、Figure AI，以及日本的SoftBank Robotics等業者，正積極投入研發，以提升機器人的智慧與移動能力，並且降低生產成本。
隨著人形機器人技術的發展與成本下降，未來人形機器人將能夠執行製造、組裝，以及災害應對等複雜任務，並在勞動力短缺或高風險產業中扮演關鍵角色，例如製造業、醫療保健和高齡照護等領域，解決人力不足和職業安全等問題。

(三) 軟性機器人(Soft Robotics)
與傳統剛性機器人不同，軟性機器人由矽膠、水凝膠等柔軟且具延展性的材料製成，能夠拉伸、彎曲與扭轉而不變形，並且能模擬生物運動模式(如爬行)，以提升安全性與環境適應性，適用於精細操作與高互動性的應用場景。南韓科學技術院(KAIST)開發用於內視鏡手術的小型軟性機器人，能幫助醫師執行更精準的手術操作，提高微創手術的安全性與精準度。美國 Soft Robotics 開發出可靈活夾取不同形狀與大小物體的軟式夾取器，適用於農作物採收。美國 NASA 研發的軟性機器人，能模擬植物藤蔓的運動，在沙地環境穿行，未來可應用於月球與行星探索。
近年來，軟性機器人的耐用性與永續性具備顯著的進展。例如，新加坡科技設計大學(SUTD)開發出水凝膠 3D 列印技術，能修補機器人損壞部位，延長其壽命並減少電子廢棄物；中國 Wisson Robotics 推出的 Pliabot 軟性機器人，則採用仿生肌肉技術，大幅提升機器人的環境適應性與耐用性。
未來，軟性機器人研究焦點將著重於新材料、軟性驅動器、感測器與AI演算法等技術，以進一步提升機器人的靈活性與動作精準度。

(四) 群體機器人(Swarm Robotics)
群體機器人為透過協調多台機器人協同合作，以執行更複雜、更關鍵的任務，預計能應用於製造、農業、物流、醫療、搜索與救援等領域。近年群體機器人研究聚焦於自動化控制軟體設計，以優化機器人間的集體行為，例如美國國防部正開發能根據環境變化、任務需求或個別飛行器的狀態，自動調整隊形的軍用群體機器人。此外，KION Group、Sentien Robotics、Hydromea 與 FARobot等企業也積極投入自主群體機器人的研發，應用於物料搬運、水下探索及工廠自動化。
預期未來，隨著小型化技術的突破、環境感知能力的提升，以及人工智慧演算法的進步，群體機器人功能性與效能將大幅提升。同時，異質機器人的協同運作技術，將使系統具備更高的靈活性，並且能執行更為複雜的任務。另一方面，安全性將成為關鍵議題，未來將強化群體機器人的數據完整性(Data Integrity)保護與安全漏洞防護，以確保系統不受惡意干擾。