客製獨特且多樣化的選擇對消費者來說是一件好事，但對於環境的影響並非如此正面。一般製造商多專注以價格、品質和客製化的產品差異來吸引客戶，然而產品的生命週期往往卻會被忽視。
依照目前商品設計及生產的過程，在材料再利用以及回收方面可能衍生一些問題。絕大多數的產品是由多種材料組成，在處置時通常難以分離和回收；結果不僅造成可復原高值材料的浪費，也導致需要額外使用原物料來生產新產品。
隨著技術發展，各種以永續環境為發展方向的方案開始出現，這些解決方案能夠將零件碎片的分類自動化，並提高準確性與速度。然而，由於這樣的技術仍處於驗證階段，在進入主流市場之前還有一段路要走。
邁向永續未來
解決這個問題的方法之一，是在產品的設計基礎上做調整，設計出在產品生命週期結束時，能夠輕鬆回收的產品，使拆卸更加容易，並簡化零件的分類過程，以易於回收。 這項概念來自洛桑設計學院(ECAL)的英國學生Max Ashford，該大學位於瑞士勒南 (Renens)，而其研究名為RUEI_01或“Robotic Unmanufacturing Embedded Information”。研究中使用一款訓練鞋，並由機器人進行鞋體的拆卸，將其組成的元素分類，以進行回收。
「 多數回收處理流程的問題來自缺乏對於產品以及使用材料的了解。」、「雖然部分組件已經回收處理，但還是有許多難以識別或分離的高值材料被浪費。如果能有效地回收再利用這些材料，將有助於減少對原始材料的需求，並降低由此產生的經濟和環境成本。」Max 說。
RUEI_01專案計畫旨在挑戰傳統的產品設計方法，並展示如何應用機器人自動化協助產品的拆卸和回收。
「為了強調產品從設計時就採用可回收材料能有甚麼不同，我使用傳統上難以回收的材料與物件。」、「訓練鞋是理想的選擇。它們通常由一系列不同的材料組成，包括織布、塑料和膠水，並且多在磨損後就被丟棄，因此產生無法回收的大量廢棄物。」Max解釋道。
機器人實現再製工程
在專案研究階段，Max與ABB產品經理Benoit Gerber接洽，獲得ABB機器人團隊的支持，協助實現這項再製技術的概念。ABB在全球參與多所教育單位的育才計畫，並提供機器人自動化的教學設備和專業知識，基於這樣的理念，ABB提供Max一台單臂協作YuMi®機器人，以及編程軟體作為研究用途。
「我們樂於向大眾展示，機器人技術如何顛覆傳統製造業觀念，並傳授職場所需的技能和專業知識。」、「對永續發展的重視，讓ABB與Max有一致的目標，利用彼此的技術與專業，協助製造商使產品與製程更符合永續價值。」Benoit Gerber說。
RUEI_01專案成功實證產品若能在設計時就考慮到如何回收利用，透過減少浪費和回收高值材料用於未來的生產，能為製造商帶來新的機會，並大幅地減少對環境的影響。
「在RUEI-01專案中所使用的訓練鞋，在基礎上即為可自動回收的設計概念，組成鞋子的材料訊息也皆以數位方式嵌入系統。」、「運用這樣的技術，機器人可以透過拆卸和分離，準確地將訓練鞋”復原”，並輕鬆有效率地執行回收。這樣的方式對高值材料的回收有正向幫助。」Max說。
Max開發了一款概念鞋，特點是其可拆卸的鞋面，透過交錯的鞋繩與3D列印鞋底連接。鞋舌上的QRcode含有該鞋款的資訊，包括拆卸時所需的說明。
從掃描QRcode開始，機器人依序將鞋子拆解，首先使用切割工具將固定鞋子的繩索切斷；繩索一經拆卸，YuMi機器人會取下鞋面和其他部分，直到只剩下鞋底。在所有拆卸步驟完成後，這些材料會被放入專用盒中，等待下一次再利用。
為了執行拆鞋作業，單臂YuMi配備了各種工具，包括掃描QRcode和提鞋的夾具，以及用來切斷繩索的切割工具。其緊湊的設計，非常適合處理這樣的輕質材料，而關鍵的安全功能，例如覆有軟性材料的手臂，以及可在微秒內停止的緊急停止功能，免除安裝圍籬的優勢，促使YuMi成為部屬於教學環境的理想機器人。
使用單臂YuMi的另一個好處是它的易用性，這使得它特別適合初次使用的使用者。除了利用引導式編程技術，透過拖拉手臂到所需位置對機器人進行編程之外，YuMi同時支援ABB新的Wizard Easy Programming軟體功能，讓尚無編程經驗的未受過專業訓練的使用者，也能使用簡單的圖形模組對機器人下指令。
「ABB的Wizard Easy Programming軟體功能非常適合像我這樣從未接觸過機器人編程的使用者。」 「不必學習編程代碼，我能透過拖曳模組指令，來對機器人進行編程。」Max說。
為測試解決方案的可行性，Max還使用ABB的RobotStudio離線編程軟體。被廣為應用於各行業的RobotStudio，能在虛擬環境中創建、測試和改善，係完整機器人部屬的虛擬模型，確保機器人在真實的生產場景中同樣運行無礙。
「ABB的RobotStudio軟體在程式架構的編寫上有很大的幫助。」、「透過ABB專家的協助，以及觀看YuMi和RobotStudio的YouTube教程，我深刻瞭解如何利用軟體來提高機器人的性能，使其精準地執行任務。」Max補充道。
循環鞋履計畫的下一步
激勵人心的RUEI_01概念已獲得認可。除了贏得ECAL的BCV獎和Eyes on Talent獎外，RUEI_01還在著名的詹姆斯戴森獎(James Dyson Award)中獲得全國亞軍，這是一項為表揚和激勵年輕一代設計師的國際設計競賽。此外，Max還受邀在2021年荷蘭設計週上發表演講，解釋RUEI_01概念如何協助塑料製造業的未來。
長遠來看，Max希望他的想法能被採納於世界領先運動鞋品牌的製造過程中。
「全球每年生產230億雙鞋，於此同時，約有3億雙鞋被丟棄。」「RUEI_01這樣的概念，可以為減少廢棄物總量做出巨大的貢獻，協助製造商提高永續發展績效，並保留其高值材料，重複利用於未來的產品製造。」Max 總結道。
RUEI_01 是ABB機器人協助學生了解機器人自動化帶來的潛力的幾個專案案例之一，其應用範圍從工程和製造到建築和產品設計，透過為年輕人提供操作機器人所需的技能和經驗，ABB亦創造未來的就業機會，同時帶來更高水平的效率和生產力，並大大地減少對環境的影響。 如需更多訊息，請造訪ABB機器人網站 new.abb.com/products/robotics/zh-tw/
