美国机器人企业介绍－DEKA研发公司与
Segway LLC
台湾工业研究院產业产经中心 白忠哲
2009.02.05
机器人的研发与营销常需要全新的创意与实践的努力，美国DEKA研发公司（DEKA Research & Development Corporation）在开发个人移动载具Segway PT（Segway Personal Transporter）、机器人移动平台（Robotic Mobility Platform, RMP）与机器人轮椅iBot时，确实体现了这样过程。而在机器人新型产品上市的营销策略、法规环境与促销手法方面，DEKA衍生公司Segway LLC成立的案例也提供了值得借镜的完整过程。
一、创办人与公司背景
（一）创办人Dean Kamen
DEKA创办人Dean Kamen为一个自学有成的发明家与工程师，Dean Kamen的创新发明历程可回溯到他就读大学时，开发了世界上第一个经久耐用的吸入唧筒。大学辍学以后，他于1976年成立了Auto Syringe公司制造与销售唧筒。而后他将Auto Syringe出售给Baxter Healthcare企业，并在1982年成立了DEKA，该公司目前已拥有约200多项专利，其中并有许多在医疗电子领域堪称第一。他从1989年起举办了FIRST机器人竞赛，每年都吸引多达
70,000个年轻学子与工程师，参加在全球超过33个城市所举行的竞赛。Kamen认为透过竞赛能使年轻人真正感受到用自己的双手创造万物的兴奋和自豪。 （二）公司背景
Dean Kamen成立DEKA公司提供产品的基础雏形，使客户的想法能付诸实现。DEKA的目标就是「培育创新，善用科技改善人类生活质量」。为了达成此目标，公司招募来自各个不同领域的创新人才，DEKA的员工不到两百名，该公司真正的驱动力是创办人Kamen强烈的个人特质。Kamen要求DEKA员工要交出卓越的成果，但他也提供弹性并鼓励创意，工程师们受鼓励能够直接创造、测试一些疯狂的想法，因此使得DEKA成为士气高昂的组织之一。
举例而言，在DEKA研发公司参与Segway研发的工程师均能恣意提出任何怪异的想法。Segway产品开发部副总裁表示：目的在刺激思考，因为想出好主意的最好方式就是有许多点子可供选择。此一哲理构成了Kamen本人和DEKA工作的基础。Kamen说：「你必须亲吻许多青蛙才能找到王子。」而他总是催促员工提出更多不同的想法，不要太早定案。
对于产品研发而言，上述方法有非常抢眼的成功纪录。DEKA的专案通常有两种：为诸如强生（Johnson & Johnson）与Baxter等保健公司或政府进行合约研发项目，以及Kamen个人的创新科技项目。
前者通常来自于医疗器材公司的需求。这些合伙关系而创造的项目例如： iBot：DEKA获得专利权的发明，iBot是为强生旗下的Independence Technology所开发的身障者行动机器人轮椅。iBot虽看来像是轮椅，但有能力完成更多任务。iBot能使使用者上下楼梯以及不平坦的地面，该机器整合许多陀螺仪、电动马达和计算机。
Homechoice洗肾机：为Baxter设计，荣获设计新闻1993年年度医疗产品奖。Homechoice是腹膜血液透析仪器，提供无法远从家里自由上医院洗肾的慢性肾病患者使用。Homechoice是个小巧的机器，可以简单带上飞机或汽车。这种机器之前的型号体积较大，不容易带着旅行。
机器手臂义肢：为美国国防部所设计，为美国在伊拉克等战场失去手臂的士兵而设计。
上述医疗仪器公司或政府机构不但赞助DEKA医疗领域科技的创新，它们还支付相当可观的费用进行研发，也使Kamen成为富有人士，能够赞助他个人有兴趣且常是风险较高的项目。这些项目主要来自于Kamen对于如何矫正部分社会问题的想法，包含环境到个人行动解决方案等各式议题。Kamen表示：「有时候我们一败涂地。最好能秘密进行。我宁愿赔掉自己的钱而不是别人的。」
二、Segway PT个人运输工具
（一）产品与科技（Segway PT之目标）
DEKA「个人」项目中最重要的就是Segway PT，其灵感源自于Kamen深切渴望能创造与汽车相匹敌的交通替代品，并结合iBot机器人轮椅系统的技术发展。DEKA研发团队藉此创造了Segway PT－两轮、自主平衡之个人电动运输工具。此产品的设计目标在于提供人们在较短距离内，更有效率的移动方法。因此该产品的设计期能增加个人移动的距离和速度，以及可携带的物品重量；而
所占的空间不超过徒步所占空间（其脚踏平台为19 x 25英吋），以及每英里消耗的能量低于人类行走时所消耗的能量。
为达成此目的，Segway PT使用可容错的电力和机械系统，以便简单操作和导航。Segway PT由三个电动和控制子系统组成，包括：
1. 感应器与输入子系统：五组稳定状态的陀螺仪感应器、光学足踏板感应器、两组倾斜感应器、马达编码器以及操纵的速度感应器，共同搜集Segway和使用者数据、动量以及变动率。感应器收集偏离、前进和转动的数据，然后将数据送给控制子系统，然后提供推进系统适当动力调整以使机器保持稳定。 2. 控制子系统：两组微处理器控制板，分别处理动量和平衡计算。这些计算随后用来调整轮胎马达和平衡伺服机制的动力与力矩。控制子系统亦处理来自驾驶者控制的信息（操纵与速度）。
3. 推进子系统：从马达取得力矩输出，然后将其转换为齿轮箱和轮胎的推进力。独特的半球形线圈无刷马达设计，连同整合式热管理系统，增加推进系统的力矩输出，因此改变Segway自主平衡的能力。
Segway PT的创新部分在于「动态平衡」技术，使用包括陀螺仪在内的各式复杂的感应器、微处理系统及电动伺服马达以维持运输工具平衡，决定Segway PT及其驾驶人的正确位置与动量，然后每秒构成最多100种细微调整以保持机器有效平衡，使得Segway PT能采用较高的重心和较小的底盘，而仍然能够提供稳定的行驶。
Robotic Mobility Platform（RMP）则是衍生自Segway PT技术，具有高可靠度的机器人移动平台，许多实验室与研究机构均广为采用。
（二）Segway PT之开发
Kamen和DEKA研发团队发现应用其核心平衡技术：提供无行动能力的身障人士的iBot装置，可以实现上述目标。DEKA团队知道其关键贡献在于Segaway HT的动态平衡技术以及整体配置，而这些正是该团队申请许多专利的主要领域。该公司因此可放心和其它专业领域的外部开发合伙人一起合作。这些重要的供货商合伙人在开发期间贡献产品专业知识与金钱，协助确保规格。这些合伙人如以下所示。 Segway PT供货商与开发伙伴
Silicon Sensing System是世界领导级汽车用、商用与航天用硅材微机电感应器供货商。此公司合作开发HT的陀螺仪及倾斜感应系统，提供自我平衡能力。
Michelin（米其林）是公认汽车创新解决方案的领导者。制造米其林平衡轮胎，具有独一无二的抓地设计、防止滑动以及处理Segway PT的功能。 Pacific Scientific公司，制造高效能的电动马达和精确自动应用的驾驶系统。该公司设计Segway PT的小型、无刷、电动伺服马达。
Delphi Automotive Systems制造运输用、航天与其它产业用的整合电路与智能型感应器。Delphi协助开发HT控制子系统的整合性电路板。 Saft是全球自给能源解决方案的领导厂商，建立可充电、自给式NiCd与NiMH电池，毋须额外充电器。
Magnetek工程系统提供与控制家用和工业用的电力；该公司设计HT的电力供应与电池充电系统。