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

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。

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。

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。

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。

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。

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/

文獻綜述是學術研究的基石，無論是政府制定國家戰略，還是企業洞察行業趨勢，都離不開對海量科技文獻的閱讀、篩選、整理與分析。香港理工大學(理大) 電子計算學系副教授及人工智能與機器人(AIR)研究組組長劉焱教授，帶領團隊研發出 AI 文獻綜述系統「幫你寫」(Write For You)，可針對大量文獻進行深入分析並撰寫報告。系統自今年首季發布以來，已錄得全球各地逾40000 名活躍用戶，其相關論文已於今年2月在人工智能促進協會(AAAI)舉辦的AI 會議上發表。

「幫你寫」系統會對大量文獻進行深度分析，從撰寫、配圖到排版，自動輸出文獻綜述報告。

劉焱教授表示，理大副校長(教學)曹建農教授早在2022年，便指出可以利用 AI 實現教育科研自動化。根據這一前瞻思路，來自同一學系的博士研究生張智先生利用最新智能體技術，針對AI因「幻覺」生成不準確內容的問題，實現了參考文獻「零幻覺」、邏輯推理嚴密可靠，以及跨語種的學術資源整合。同時，同學系博士畢業生陳功博士設計並開發出簡易操作的綜述生成系統，讓各行各業的用戶只需簡述感興趣的主題，就能在幾分鐘之內獲得一份全面且深入的文獻綜述報告。

理大副校長（教學）曹建農教授（左） 電子計算學系副教授劉焱教授（右），帶領研究團隊研發出AI文獻綜述系統「幫你寫」（Write For You），協助不同行業用戶更有效率、快捷地就特定主題，準確分析現時的相關研究內容。

劉焱教授補充:「相較於傳統個人閱讀文獻需耗費大量時間和人力資源，『幫你寫』可大幅提升研究效率，降低科研成本。因此，系統廣受世界各地用戶歡迎，僅僅發布了幾個月，用戶就遍佈全球幾十個國家和地區。」

曹建農教授表示:「在 AI 賦能教育與科研的趨勢下，理大致力以領先的生成式 AI 技術，提升研究效率。團隊有效解決了 AI幻覺的挑戰，顯著提升平台可靠度，突破了現時業界平台普遍出現的技術挑戰。未來，團隊將以文獻綜述為基礎，緊抓以 AI 發展新質生產力的機遇，致力研發自主智能系統，構建跨學科、覆蓋科研全流程的『AI 超級研究大腦』，助人類突破知識界限，並期望以香港本地 AI技術引領新一代全球科技創新範式。」