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David與May:台灣機器人飛揚國際

將機器人進化成我們生活中的一份子,彷彿是人類長久以來的夢想。創作家透過小說與電影不斷刻畫對未來的各種想像,從有智慧有情感的管家機器人安德魯(Andrew),到拯救世界的變形金剛與鋼鐵人。人們的期待不止歇,懷抱夢想踏入機器人的研發世界的年輕學子就會越來越多,比爾蓋茲也預言,機器人將會是第二個PC式革命。 本次記者會所介紹的是國科會專題計畫『應用於室內自然環境且可與人自然溝通之居家服務機器人』與『十項全能大型人形機器人之設計與研製』的研究成果。這兩個計畫是由國立成功大學電機工程學系李祖聖特聘教授所主持,其中『居家服務機器人』是已完成之計畫、『十項全能大型人形機器人』是正在進行之計畫。這兩個計畫的目標都期望機器人擁有更多與人互動能力,並帶動機器人在國內產業與家庭的應用。 人形機器人(David)與居家服務機器人(May) 李教授所主持的先進智慧型機器人與系統實驗室(aiRobots Lab.)團隊,主要針對人形機器人(David、男性)與居家服務機器人(May、女性)進行開發。人形機器人的最大特色是利用雙足步行,因此普遍又被稱為"雙足機器人",這是所有機器人中最難實現平衡和移動的類別。競賽方面主要參加FIRA RoboWorld Cup中人形機器人全能運動賽。包括了投籃賽(Basketball)、舉重賽(Weight Lifting)、避障賽(Obstacle Run)、競走賽(Sprint)、足球PK賽(Penalty Kick)以及馬拉松賽(Marathon)等。居家服務機器人則為了達到成為我們生活中的一份子的功能,因此著重機器人視覺、語音、機器手臂與機器人定位等等之設計。我們可以叫MAY前往家中特定的地點拿東西回來、MAY可以幫你清除家中不要的瓶瓶罐罐,MAY還能夠跟小孩子玩「老鷹抓小雞」、「1.2.3木頭人」的遊戲。競賽方面主要參加RoboCup Japan Open的居家服務型機器人組(robot@home league)大賽,國內則是參加「新光保全機器人」與「上銀智慧機器手」實作競賽。 全自主開發機構、人機介面 李教授所主持的aiRobots團隊,向來以自行設計製作主要軟硬體為核心理念。從機器人全體架構、高維度機器手臂,到動作控制電路板和電腦操作介面都必須經由團隊成員精心設計,確保每一個環節正常運作。擁有高度開發彈性的機器人在比賽中更能凸顯其重要性,以便應付各種突發狀況,並從中訓練學生除錯與系統整合能力、團隊合作能力,以及建立整體宏觀思維。 先進視覺、雷射技術與策略整合 為了擁有同人類一般的視覺功能,機器人利用攝影機擷取環境影像,加上SIFT(Scale-invariant feature transform)與顏色濾鏡等演算法,分析每個物件特有的特徵並加進資料庫學習,凡是學習過的物件便可在下次辨識出來,也可應用於人臉偵測與辨識上。再者,地圖建立技術讓機器人隨時掌握在屋子裡的方位,配合上視覺避障策略,就能夠在巡邏每個房間同時避免碰撞走動中的任何人。 出國參賽屢獲佳績 李祖聖教授所帶領的aiRobots團隊,參加FIRA RoboWorld Cup人形機器人組每年屢獲佳績,過去在投籃賽、馬拉松競賽、舉重賽等項目等都有不錯的表現,常獲得單項冠軍的殊榮,去年「2011 FIRA RoboWorld Cup」獲得人形機器人組總錦標賽亞軍。今年8月李教授帶領郭秉寰、何雅芳、蕭信揚、李鎧帆、林群祐、戴立恆、王浩丞以及于庭婕等8位研究生,赴英國Bristol參加2012 FIRA RoboWorld Cup人形機器人競賽組,其中小型人形機器人組獲得三金一銀的佳績,而今年剛研製完成的David在大型人形機器組獲得二金五銀的佳績。 居家服務機器人方面,去年跟今年,該團隊均赴日本大阪參加RoboCup Japan Open,May已連續兩年獲得居家服務型機器人組(robot@home league)第三名之佳績。在國內機器人競賽方面,該團隊已連續三年,參加台北國際機器人(TIROS)的「上銀智慧機器手」實作競賽。該團隊將MAY的手臂設計概念,直接應用到需具備準確性與穩定度的工業用機械手臂上,順利完成機器手臂抓取指定物體、寫字繪圖、排列骨牌以及推疊積木等靈巧功能。該團隊已連續三年獲得「眼明手快」的單項冠軍以及總成績之冠軍或亞軍之佳績。該團隊成員包括了林摯睿、王英豪、黃建峰、李璇、鄧日威、黃聖弼、黃翊倫以及陳湘婷等8位研究生。由於近年來,工業生產自動化的比例逐漸上升,此技術有望能與業界結合,促使生產智動化以促成產業升級。 三贏的成果 李教授團隊的「David與May:台灣機器人飛揚國際」研究結果,是一個三贏的成果。包括了 1. 國科會工程處控制學門補助的專題計畫 2. 國立成功大學電機與資訊學院頂尖計畫支持的研究 3. 台灣愛丁頓寰盛洋酒公司贊助170萬的出國參賽經費 結語 機器人技術發展至今,已經足以勝任一些特定的單一工作,並在日常生活中使用,典型例子像是商品化一段時間的掃地機器人。甚至可以見到一些與民眾互動的機器人,即便看似簡單的任務,卻象徵人們往後的生活會和機器人越發親近,機器人不再只有電影裡才會出現,家家都有機器人不再是遙不可及的夢想。機器人技術也會朝多功能、高互動性等方面發展,甚至應用到工廠與醫療上的服務,相信機器人未來將會進化成為社會不可或缺的夥伴。
更新日期 : 2015/05/22