智慧懸浮臂

它們像蛇一樣扭動，可以鑽入對人類來說過於狹窄和危險的地方。總部位於日本東京的 HiBot 公司有一套強大的機械手臂，將檢驗、維護和維修作業提升至全新境界。

在過去，工業廠房、建築物或橋樑等結構的維護工作並未受到太多重視。因此，如今維護老舊建築物的挑戰性高且非常昂貴。然而，有了先進的 MRO（維護、維修和大修）機器人，可以檢測、檢驗或預測損壞情形，而且成本合理。如此一來，便可以擴大使用重要基礎設施，並且防止運行中斷和事故發生。HiBot 的執行長 Michele Guarnieri 解釋道：「基本上，我們正在拯救因維護工作錯誤而處於危險中的生命。」從他公司的歷史也可看出，檢驗時的安全性也同樣重要。

福島應用

HiBot 是從東京工業大學衍生出來的公司，他們繼續與該校的廣瀨茂男教授合作，開發出一種工作範圍很長的多肢機械臂，並於 2016 年在為福島第一核電廠除役時發揮了作用。在那兩個星期內，這些移動式機器人在反應爐內部拍攝影片和收集 3D 資料。這座反應爐在 2011 年大海嘯之後因發生氫氣爆炸而毀壞。於是，專家們透過即時發送高階指令，以遠端遙控方式檢驗了核電廠。任務中所取得的資料具有前所未有的詳細程度，令人印象深刻，並且對於後續殘餘物清除工作的規劃和控制都有很大的助益。

出於放射性汙染的原因，不可能派遣人員執行這個重要的工作。事實上，就連驅動模組和電子裝置也必須配備輻射防護措施，因而被包覆在機械手的底部——這也解釋了輻射位準有多高。

多層式檢驗

基於福島應用，HiBot 開發出了修長輕巧的懸浮臂。不像傳統的笨重機械臂，這款機械臂可以很容易地組裝在不同的平臺或吊車上，然後在狹窄的空間內工作。最長可達 7.5 公尺，靈巧的設計有如人手的肌腱。此外，獨特的重量補償概念也正在申請多項專利。

基本版本配備一架搭載強大光學變焦鏡頭的檢驗攝影機，並載有超音波探測器、3D 感應器和多個分散安裝在整個機體上的導航攝影機。視不同應用而定，這些裝備可以替換成其他儀器，例如紅外線攝影機或簡單的維護工具。這表示懸浮臂也可以執行與檢驗相關的任務：從燃料槽的清潔或塗料作業到高架管線的超音波檢驗，或是壓力槽的外觀檢查，都難不倒它。

多個感應器所取得的資料可以協助導航定向——也可以半自主執行——以及建立資產的 3D 模型。這使得預先規劃好的檢驗任務更安全也更快速。

邁向兩棲機器人

在航空領域，速度是特別重要的標準。Michele Guarnieri 解釋說：「目前我們正在為飛機的檢驗作業開發一款特殊的懸浮臂。無論是在機身、機翼燃料槽或是其他狹小空間裡移動，相對於以往耗時的檢驗工具，這種檢驗臂都是成本效益高的替代方案。」

其他工業領域對於高效率且可靠的檢驗設備的需求量很高。執行長估計，到 2024 年，非破壞性檢驗的市場值每年可達到 126 億美元。舉例來說，HiBot 目前也正在開發一款兩棲機器人，專門用於例如浸水管線或鍋爐管線。此外，這個目前擁有 30 多名員工的專業團隊也正在試驗一種非常細長的爬行檢測器。Squid 的設計旨在用於化學工業中僅 50 mm 的管線內。

HiBot also designed a specific Float Arm for aircraft inspection.

人工智慧分析數據

由於即使是現代化的工具也無法滿足現今 MRO 的需求，因此需要透過一個智慧化平臺來整合現場機器人與智慧服務。HiBox 讓使用者能夠影像化、分析和處理檢驗結果數據，利用機器學習來自主識別缺陷。然而，虛擬工具超越軟體方面，並可提供與硬體無縫整合的可能性。結果是，自主導航、機器人健康監測和其他服務讓使用者能夠充分善用機器人。HiBox 持續追蹤所檢測到的資料，並比較從不同檢驗過程獲得的資料。這不僅可用於基礎設施的預防性維護，也可以用來依狀態需要監測機器人。

像這種單一資源的統包系統加快了 MRO 的作業，第一手建立的報告有助於實現最佳品質。Michele Guarnieri 補充道：「透過整合愈來愈多智慧型工具，HiBox 的機型也會逐步演化。」此外，東京機器人專家也即將針對機器人即服務（Robot-as-a-Service）推出商業版本，其中內建即時全球支援。

Float Arm - inspection of infrastructures simultaneously with visual and ultrasonic sensors

定位多達 16 個軸

在使用蛇型機器人控制、SLAM 或感測訊號整合等精密複雜技術的同時，在動力方面，HiBot 完全依賴 maxon 的驅動模組。maxon 日本分公司的專案工程師 Hiroshi Ito 回憶道：「在測試的那幾年期間，HiBot 團隊都對 maxon 驅動模組的精確度、可靠性和廣泛的產品系列深具信心。為了保證合理的工作範圍和機動性，驅動模組——例如懸浮臂本身——必須輕巧緊實，但也必須提供相當高的轉矩。」視應所需工作範圍而定，一組懸浮臂可具有 10～16 個軸，這些軸都採用 EC 9.2 flat、EC 20 flat、EC 32 flat 和 EC 45 flat 等系列無刷馬達來定位。

主要挑戰之一，是必須將電子裝置整合到框架內，且不能影響其質量和平衡，如此懸浮臂在運行時才不會受到限制。瑞士格言家 Walter Fürst 無意間說出的一句話，用在此卻恰到好處：「可行性始於手臂的盡頭。」而這當然指的是人類指揮官的手臂。