工業技術走入日常: 改善生活的隱形技術
為何對於實現更永續、便利且安全的生活而言,工業應用不可或缺
大多數人在想像工業應用中的技術時,腦海中會浮現大型機械與複雜的製造程序,似乎與日常生活無關。然而透過即時控制,系統即可收集資料並加以處理,隨後在定義的時段內進行更新。智慧感測可偵測人類與機械,而邊緣人工智慧 (AI) 則能以快速且更有效率的方式做出決策。前述幕後技術涵蓋從製造到物流等所有層面,而從我們起床的那一刻到上床睡覺為止,這類技術均在安靜無聲地執行超乎常人的作業,好讓我們的世界運轉不歇。
對我們日常的例行作業而言,在工業應用中使用的技術都不可或缺且大有助益,就像我們的智慧型手機一樣。 這類技術可讓我們節省時間,讓一切更加便利;在我們的住家與基礎設施中實現安全性;還可協助我們以永續的方式生活。
讓我們來探索這三項可提升我們生活的主要優勢,以及技術如何協同運作來實現這些優勢。
讓日常生活更便利
工業應用正推動便利性轉型。過去需要親自前往店鋪一趟的事,現在成為只需輕鬆點選幾下的線上訂單,而諸如為客廳設定最佳溫度等決策,甚至在您還沒想到之前就已經完成。智慧感測與邊緣 AI 等技術在我們生活中愈發不可或缺,即使這類技術並非立即可見也不例外。
當您在線上下訂單時,位於倉儲中心的行動機器人會在數分鐘內於貨架上找出品項,並將其備妥以供當日出貨。這些機器人可與員工合作,處理重複性高的作業。先進的安全、感知與導航技術可強化這些機器人,讓其能以出色的精度與智慧運作。
智慧感測技術讓我們的住家更加舒適。透過最新的半導體溫度感測器,恆溫器現在就能以 0.1 度的準確度追蹤溫度,為便利性開啟新契機。透過使用毫米波 (mmWave) 技術,恆溫器即可偵測是否有人在家,藉此自動調整溫度,以在能源效率與舒適性之間取得平衡。此外,mmWave 技術讓暖氣、通風和空調 (HVAC) 系統可偵測您在房間內的位置和活動。如此一來,系統即可精確引導氣流方向,並動態調整冷卻功能,進而營造最舒適的環境。
放眼未來,人型機器人可處理打掃與其他家務等作業,進而將住家的便利性提升到新境界。這些機器人會以智慧的方式與周遭環境互動,視需要進行適應與最佳化。隨著前述創新進化,可望簡化我們的例行作業,支援更智慧的世界。
重塑日常安全性
就強化安全而言,工業應用也扮演重要角色,且通常是以您可能無法立即分辨的各種方式進行。如邊緣 AI 與即時控制等技術可監測我們的住家與家人,但不會侵犯我們的隱私。
在物流中心與倉儲中,機器人自動化與支援邊緣 AI 的安全系統可處理具有潛在危險性的作業,進而保護員工。在 2019 年,據估全球有 3.95 億位員工受到職業傷害。配備即時控制系統和感測器的機器人可加以編程,讓其在偵測到有人類位於限制區域中時立即停止,進而降低部分職業傷害的風險。
在建築安全領域,工業技術推動開發智慧 HVAC 系統,可即時控制氣流、溫度和濕度,進而維護健康的室內環境。藉由整合機器學習與邊緣 AI,HVAC 系統可持續監控馬達驅動軸承的振動、溫度與聲音訊號。這種預測性維護可減少非預期故障,同時延長馬達壽命,為勞工實現舒適且安全的工作環境。
在太陽能系統中,配線受損、連接鬆動或外部元件出現天氣相關磨損,都可能導致發生電弧故障 (可能造成火災風險的高電流)。搭載電弧故障偵測技術的太陽能逆變器可持續監控電路,以識別電流中可能代表潛在電弧故障的危險模式。先進的感測器與微處理器搭配整合式邊緣 AI 技術,可準確分辨正常功率波動與危險電弧。若偵測到故障,系統會立即中斷電源,切斷電力以防止故障加劇成為火災。
在所有前述領域中,工業應用與其技術大多在幕後運作,但會直接對更安全的生活環境做出極大貢獻。從管理基礎設施完整性到住家保全,這類技術可提供深植在我們日常體驗中的安全保護層,讓現代生活更加便利且安全。
提升永續性
在我們的未來更加永續之際,除了日常通勤使用電動車之外,如太陽能與儲能系統等再生能源解決方案也愈發必要,以減少日常能源成本並降低我們在家的碳足跡。達到峰值功率轉換效率與智慧能源管理仍是複雜的挑戰,因為住家、企業與能源公司均想方設法,以有效地運用、轉換和傳輸能源。對更高效率的需求推動技術持續突破,例如即時控制與寬能隙半導體等。
氮化鎵 (GaN) 等寬能隙半導體是新一代電源開關的代表。GaN 半導體能在高電壓、溫度與頻率下有效率地運作,協助提升電源轉換器的效率,並將切換損耗降至最低;當開關在阻斷狀態與導通狀態間變換時,就會產生切換損耗。
本公司的 C2000™ 即時微控制器在搭配我們的 GaN 整合式電路使用時,可協助太陽能逆變器與儲能系統以峰值效率運作,以更低的切換損耗提供更高的功率。前述組合不但可減少對電網電力的依賴,進而降低電力成本,也可將再生能源無縫整合至我們的日常生活中。
現代生活中安靜無聲的英雄
雖然前述技術可能並非總是鎂光燈焦點,但卻實現了我們日常享受的便利性與安全性。在多種應用均使用這類技術的情況下,這類技術可協同運作,以維護我們日常使用的產品、將能源使用最佳化,並強化我們仰賴的基礎設施。隨著我們致力邁向更永續、有效率且安全的未來,工業應用的技術仍會位居最前線,安靜無聲地強化我們的日常生活。
此部落格由本公司系統與工程行銷總監 Ryan Wang 撰寫。