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理大突破性「人機共生」系統賦能飛機製造與電池拆解 引領工業5.0智能製造新時代

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理大突破性「人機共生」系統賦能飛機製造與電池拆解 引領工業5.0智能製造新時代
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理大突破性「人機共生」系統賦能飛機製造與電池拆解 引領工業5.0智能製造新時代

2025年12月18日 18:51 最後更新:18:51

工業 5.0 時代的核心在於人機協作,香港理工大學(理大)科研團隊在此領域取得創新突破,研發出新一代「人機共生」協作製造系統,不僅能實時感知複雜環境、準確解讀操作人員意圖,更能通過簡單示教學習,完成技能遷移和自動學習,並實現自主的工藝代碼生成與高準確度任務執行的自動調節,已成功應用於大型飛機自主製孔、電動車電池拆解等高端製造任務,為業界打造「人本智能製造」新模式奠定重要基石。

人機之間的協同運作,旨在結合人類的靈活應變與適應能力,以及機器的高精準度與穩定性,發揮各自最大價值。這套「互相認知人機協作製造系統」,由理大黃鐵城智能機器人學青年學者、工業及系統工程學系副教授鄭湃教授及其科研團隊開發,一改傳統倚賴預編程設計,以整體場景理解為核心,通過收集及分析視覺、觸覺、語言及生理信號等多模態感知訊息,實現高準確度與全方位的環境分析,並可自主作出決策及靈活執行任務。

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該「互相認知人機協作製造系統」能支援機器人執行情境認知、工具調用及密集接觸,完成複雜任務。

該「互相認知人機協作製造系統」能支援機器人執行情境認知、工具調用及密集接觸,完成複雜任務。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

理大黃鐵城智能機器人學青年學者、工業及系統工程學系副教授鄭湃教授(前排中)帶領科研團隊開發的「互相認知人機協作製造系統」,能實時感知複雜環境、準確解讀操作人員意圖,並自主作出決策。項目亦 瑞典皇家理工學院可持續製造系講座教授及國家卓越生產研究中心主任王力翬教授(前排右)合作。

理大黃鐵城智能機器人學青年學者、工業及系統工程學系副教授鄭湃教授(前排中)帶領科研團隊開發的「互相認知人機協作製造系統」,能實時感知複雜環境、準確解讀操作人員意圖,並自主作出決策。項目亦 瑞典皇家理工學院可持續製造系講座教授及國家卓越生產研究中心主任王力翬教授(前排右)合作。

該「互相認知人機協作製造系統」能支援機器人執行情境認知、工具調用及密集接觸,完成複雜任務。

該「互相認知人機協作製造系統」能支援機器人執行情境認知、工具調用及密集接觸,完成複雜任務。

該新系統具備先進的機器學習與三維場景感知能力,兼具效率與安全性,大大促進了人與機器人在複雜製造場景中的流暢互動。透過產業合作項目,團隊已為多家領先企業量身打造人機協作系統,並成功於多種場景落地,主要涉及精密或複雜的工序。

鄭教授表示:「全球製造業轉型都正追求人機共生模式,看重更具彈性的自動化效能。我們的研究旨在構建一種嶄新人機協作架構,提供具有多模態自然感知、跨場景技能遷移、域模型自主執行的智能機器人製造系統,使機器人不再只是工具,而是能與操作人員同步演進的智能體,為智慧工廠突破基於預編程的自動化手段提供新方案。」

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

半結構化、非結構化生產場景,例如個性化產品製造,通常涵蓋大規模、複雜的產品組裝、拆解與檢測流程,要求高認知及快速適應能力。研究團隊引入新穎的「視覺語言導引」規劃架構,融合大型語言模型、深度強化學習等前沿人工智能技術,輔以混合實境(MR)頭戴式裝置,提升應對個性化與其他不可預測生產任務的能力。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

該架構關鍵創新在於結合了視覺語言導引的目標分割模型,以及由語言指令驅動的任務規劃方法,令系統能整合視覺資訊與語言指令,協助機器人掌握複雜任務語意及識別動態場景,從而與操作人員高效協作。其中,頭戴式裝置能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導,亦革新了人機互動介面。

鄭教授強調:「未來智能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。為滿足此發展需求,下一代機器人械臂需具備在人類引導下持續學習與優化的能力,才
能實現高效且自然的人機互動。」

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

研究構建了一種嶄新人機協作架構,可因應應用場境打造不同的智能機器人製造系統,輔以頭戴式裝置後更能夠提供實時數據擷取,為操作人員提供即時、直觀的引導。

為進一步推動人機協作系統的進步,鄭教授將帶領研究團隊深入探索多個關鍵技術,包括具自我組態能力的人機網絡、技能轉移機制,以及自主多智能體的任務執行方式,建構「深度人本」的智能製造系統,並拓展至更多重要領域,令社會邁向一個由科技賦能、具同理心與人性導向的智能新世代。

理大黃鐵城智能機器人學青年學者、工業及系統工程學系副教授鄭湃教授(前排中)帶領科研團隊開發的「互相認知人機協作製造系統」,能實時感知複雜環境、準確解讀操作人員意圖,並自主作出決策。項目亦 瑞典皇家理工學院可持續製造系講座教授及國家卓越生產研究中心主任王力翬教授(前排右)合作。

理大黃鐵城智能機器人學青年學者、工業及系統工程學系副教授鄭湃教授(前排中)帶領科研團隊開發的「互相認知人機協作製造系統」,能實時感知複雜環境、準確解讀操作人員意圖,並自主作出決策。項目亦 瑞典皇家理工學院可持續製造系講座教授及國家卓越生產研究中心主任王力翬教授(前排右)合作。

鄭湃教授一直致力研究「人機共生」協作製造系統,並獲選 2024 年度國家自然科學基金的「優秀青年科學基金項目」。鄭教授帶領 RAIDS 科研團隊進行以上研究項目,詳情:https://www.raids.group/

香港理工大學歡迎行政長官發布《香港特別行政區經濟和社會發展第一個五年規劃(2026-2030)》及《施政報告》各項政策舉措。理大表示,樂見政府加快北都大學城建設,打造具國際競爭力的大學城區,並就新田、洪水橋及打鼓嶺三個大學城提出全面而具體的發展藍圖,明確功能定位和發展方向,致力建設「宜教、宜研、宜創、宜居」的高質素大學城。

理大亦歡迎政府增撥資源推動專上教育擴容提質及產學研深度融合,以「人才培養、科學研究、成果轉化、產業發展」四位一體為戰略定位,推動教育、科技、人才一體化發展,進一步提升香港高等教育及創新科技發展的整體競爭力。

理大校董會主席林大輝博士表示,歡迎特區政府發布香港首個五年規劃及施政報告,為香港把握國家「十五五」規劃帶來的重大機遇、推動新質生產力發展指明清晰方向。他指出,理大將全力支持第一個五年規劃各項部署,積極對接國家發展戰略,充分發揮產學研融合優勢,深度融入國家發展大局和服務國家。他又提到,理大已正式成立教育科技人才政策研究院,助力特區政府戰略落地,大力推動教育、科技、人才一體化發展,並支持香港建設國際專上教育樞紐和國際高端人才集聚高地。

理大同時表示,全力支持特區政府推動愛國主義教育、國民教育及國家安全教育,持續加強青年對國家歷史文化、發展成就及國家安全的認識,厚植家國情懷,培育具備國家觀念和國際視野的新一代人才。

林大輝又指出,北部都會區是香港未來發展的重要引擎,也是推動教育、科技和產業協同發展的重要平台。理大將積極支持北都大學城建設,並考慮申請相關用地,進一步推動科研成果轉化、培育創科人才及促進產業發展,助力香港建設國際創新科技中心,與各界攜手把握大灣區發展機遇,更好服務國家發展大局。

理大校長滕錦光教授表示,理大樂見政府大力支持創科發展,推動產學研融合,以及拓展教育、科研與人才培育。他提到,北都規劃當中優先發展的河套香港園區,匯聚本地及海內外頂尖大學和科研機構,為科研合作、成果轉化及人才匯聚提供重要平台。理大歡迎園區進一步完善科研及教學設施,並期待積極參與相關發展,攜手推動創新科技及產學研協作。他亦欣悉政府支持興建綜合教學科研大樓,進一步強化支援科研人才培育和前沿研究的資源。

滕錦光續指,理大一直致力促進知識轉移、師生校友創業及產學研合作,並積極配合北都的發展方向。理大已申請於河套港深創科園建設生命健康科技研究院,聚焦人工智能與生命科學、健康科學融合發展,打造綜合研究及知識轉移平台,加速創新成果轉化,為香港建設國際創新科技中心注入動能。與此同時,理大正計劃成立「創新及創業學院」,進一步完善創科人才培育體系,為香港、大灣區及國家培育更多具國際視野的創新創業人才。

在推動科技創新與產業創新深度融合方面,理大歡迎施政報告提出相關方向,加速成果轉化和產學研協同創新。作為推動香港及國家創科發展的重要力量,理大積極構建覆蓋香港、中國內地及海外的知識轉移網絡,包括於中國內地12個城市設立技術創新研究院、前海前沿技術創新中心及兩所深圳研究院,並推出「理大企投・演創匯」平台連接科技、資本與產業。

理大披露,2024/25學年知識轉移總收入達29.8億港元,按年上升逾43%,位列全港院校第二;旗下PolyVentures初創生態系統已孵化超過900家初創企業,多家由學者、校友及學生領導的初創企業深耕人工智能、機械人、新能源、高端製造及航天科技等領域,具備發展成獨角獸企業範疇。此外,理大共有10個研究項目獲特區政府「產學研1+計劃」資助,充分展現大學推動科研成果轉化及產業發展的實力。

香港理工大學

香港理工大學

在對接國家科技戰略、佈局前沿科研領域方面,香港第一個五年規劃提出加速對接國家重點科技戰略,聚焦生命健康、人工智能及機械人、微電子、新能源,以及先進製造和新材料等關鍵核心技術,並推動「AI產業化、產業AI化」。配合相關發展方向,理大先後成立理大高等研究院及人工智能高等研究院,聚焦前沿科技領域的跨學科研究,發揮世界一流大學的科研優勢,助力推進科技創新與產業創新融合發展。

理大同時欣悉政府將加快培育航天科技及低空經濟等新興產業。理大是香港唯一多次參與國家航天任務的大學,今年七月成立航空航天高等研究院,聚焦航天、航空及低空經濟相關研究。理大亦與中國科學院香港創新研究院合作參與「InnoHK太空製造技術創新中心」,為太空科技發展提供先進製造及材料技術支援。

在支持高等教育提質擴容、培育國際創科人才方面,理大歡迎施政報告提出增加約三成教資會資助研究院研究課程學額、提升「香港博士研究生獎學金計劃」名額,以及推動高等教育界廣泛應用人工智能及新興科技等措施,進一步強化香港的人才培育能力。

理大表示,一直積極響應特區政府打造「留學香港」及「遊學香港」品牌。自放寬非本地生限額以來,大學在2026/27學年已錄取近千名非本地學士生。理大將繼續積極拓展中亞、中東及非洲等新興市場,吸引世界各地優秀學生來港升學,並開辦切合新興科技發展需要的課程,為香港、國家及區域發展培育具國際競爭力的人才,支撐創科及產業發展所需的人才庫。

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