邁向綠色經濟的台灣研發

AI智慧倉儲

提升儲量、出貨效率

疫情之下，線上購物使物流與倉儲產業興起。傳統的倉儲作業程序，需要耗費大量人力與時間搬運，且長期搬運大型貨物會對工人身體造成負擔。於是，無人搬運車（AGV, Automated Guided Vehicle）的技術出現，以美國電商龍頭亞馬遜為例，工廠的作業員只要站在定點，無人搬運車就會分批將商品送來，再由作業員將商品裝箱出貨。

在台灣，不少中小企業已經導入無人搬運車的技術，也有專門製造無人搬運車的廠商。而工研院與新竹物流、漢錸科技共同開發的「AI立體式智慧倉儲系統」又邁進了一大步。工研院服務系統科技中心總監陳慧娟表示，這套系統的特色在於可以應用在高達14層的貨架，搭配穿梭式自動倉儲，大幅提升儲藏空間。而且AI技術在倉儲流程不同環節，應用更細緻。

在這座人工智慧決策的物流中心，貨品進入倉庫後，系統會自動丈量商品尺寸，接著透過AI演算法及大數據分析，將熱銷與常見的購買組合放在相近位置，縮短倉儲移動距離。消費者在網路下單後，系統會分析訂單商品類型與數量，規劃最佳揀貨路徑，讓同張訂單的商品能幾乎同時抵達揀貨區。

陳慧娟表示，物流箱送完商品回到儲位時，系統也會分析最佳路徑，確保下次運送過程同樣有效率。此外，系統在顧客下單前，就會依據訂單歷史紀錄，預測淡旺季的熱賣商品，提前將商品放在適合的儲位，解決電商活動季時，倉儲人力不足以及來不及出貨的問題。

這套智慧倉儲系統，當初是新竹物流提出與工研院合作，前者負責倉庫營運管理，後者負責AI技術研發，再加上漢錸科技建置自動化設備。陳慧娟分享，新竹物流是國內最大的第三方物流，擁有豐富經驗，希望研發出來的技術能帶動倉儲業轉型，而漢錸科技為產業後起之秀，已經與知名便利商店及電商合作。三方經過一年的密集討論、實地巡查，在2019年啟用為Yahoo!奇摩購物中心打造的AI立體化物流中心。採用最新技術的Yahoo!奇摩購物中心，因為效率提升，所以從顧客下訂單到商品揀貨完成，只要花費大約10分鐘，也節省了30%的人力。

這項技術獲愛迪生獎後，吸引南非、美國、東南亞當地台商詢問，有些廠商希望透過新技術取代遲緩、易出錯的無人搬運車，有些則希望在地狹人稠的地區，使用這套立體式智慧倉儲，讓空間與人力的效率最大化。

陳慧娟表示，這套智慧倉儲未來也會應用於生鮮食品，減少作業員在低溫倉庫待太久，對身體造成負擔的問題。期待透過這項倉儲系統，提供土地與人員更舒適、方便的環境。

2019年Yahoo!奇摩購物中心啟用AI立體式智慧倉儲系統，從顧客下單到貨品送至揀貨區，只要約10分鐘。（工研院提供）

工研院、新竹物流、漢錸科技合作研發出的「AI立體式智慧倉儲系統」獲得2021年愛迪生獎AI應用組金獎。（工研院提供）

微生物染料

不傷害環境的染料

走進都市商業區，玻璃櫥窗前繽紛亮眼的服飾，吸引消費者入內購物，但是，當這些顏色流入河川、大海的生態裡，就不是件令人興奮的事。紡織廢水充滿有毒的重金屬，以及無法生化分解的化學染劑。對此難題，台灣研發的「微生物染料」成為紡織業的一帖解方。

「微生物染料」其實是大腸桿菌經過基因改質後產生的有色物質。工研院材化所副所長唐靜雯表示，微生物含有色物質是自然界普遍現象，如溫泉裡不同細菌產生繽紛的顏色，以及運用在許多食品的紅麴。研發團隊設計並將產生特定顏色的基因群殖入大腸桿菌，讓基因群發揮功能，代謝成為各種不同顏色的染料。

研發團隊將混雜著蛋白質的染料，交給福盈化學進行第二道程序──純化萃取。透過專利萃取技術，可以萃取純度高達90%的有效染料成分（靛藍色），而且使用水取代有機溶劑進行，過程中沒有使用有害環境的化學物質。福盈董事長莊詩蘋表示：「這款微生物染料與市面上傳統化學的染料，性能表現相當，而且使用此染料製作的布料，表面完全沒有殘留不安全的化學物質，是全球紡織業邁向永續的重要突破。」

福盈化學注重永續發展，因此參與微生物染料開發初期，即選用天然纖維棉作為開發重點。全球超過九成的牛仔布材質以棉為主，於是福盈選擇牛仔褲常用的靛藍色作為微生物染料開發的顏色。當工研院成功研發出靛藍色，福盈也開發出萃取靛藍色的專利技術。

工研院將產生特定顏色的基因群殖入大腸桿菌，基因群發揮功能後，代謝成為各種不同顏色的染料。（工研院提供）

工研院正在研發三原色紅、黃、藍的微生物染料。（工研院提供）

微生物染料獲得2021年愛迪生獎「底漆、塗料、染料」組銀獎。

穩定性高、不受地域限制

紡織企業儒鴻與工研院合作時，得知團隊意外製造出「大地色」後，進行市場分析，發現大地色是市場熱門顏色，符合當時品牌需求，於是開始用此顏色試驗染布。儒鴻協理洪瑞廷認為：「微生物染料與傳統化學染料相較，染布時並沒有遇到特別難的技術挑戰，而且更乾淨。」儒鴻為了使最終成品更「永續」，使用回收再製的廢棄漁網當作微生物染料的布料。

「對全球紡織業來說，微生物染料是件很令人興奮的事。」莊詩蘋點出微生物染料與植物性染料都屬天然染料，但是天然染料如胭脂紅、穀物、花都有地域性的限制，且產量受氣候影響，不如微生物染料具備全球規模化與穩定生產的優勢。

除此之外，對紡織商儒鴻而言，洪瑞廷發現微生物染料使用於布料染色時，不如植物性染料易受到濕度、溫度等因素影響，使得染色過程更穩定，每批染過的布料顏色品質也相當一致，對於服飾品牌商來說，這是合作的重要關鍵。

唐靜雯表示工研院正持續研發其他顏色的微生物染料，例如三原色紅、黃、藍，以及技術最複雜的黑色。莊詩蘋與洪瑞廷也相信，在全球環保行動加快的環境下，此技術將是紡織業的重大突破，而目前也有許多國際品牌商與紡織商前來詢問，尤其歐盟自2026年將針對出口至歐盟的產品收取碳關稅，「在地、無汙染」的微生物染料將成為紡織市場上的新寵。

儒鴻將大地色微生物染料用於運動服飾，且使用廢棄漁網製造。

工研院與福盈研發的靛青色微生物染料，技術已經成熟。（工研院提供）

工研院、福盈、儒鴻分別負責微生物染料的研發、助劑製作、終端染色，是紡織技術開發的鐵三角。