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導入AI解決方案 打造可感知環境並穿越的多地形上輪腳複合機器人

導入AI解決方案 打造可感知環境並穿越的多地形上輪腳複合機器人

政府熱焦點

名人專欄

2019-11-01

科技部第二季AI投資潛力獎第二名 清大AI中心林沛群教授團隊

大自然的豐富與神奇,造就生物演化出多樣姿態,而近來興起的仿生科技,也開發出各式仿生機器人,像台大機械工程學系教授林沛群研究團隊,便導入如同生物演化之後,能夠判別地形環境差異做出適當反應的人工智能,讓機器人具備在多地形上的移動能力,未來可望在多領域落地應用。

 

林沛群教授研究團隊

 

將喜好轉化成專業 深耕機器人領域

 

走進林沛群教授的辦公室,成排堆疊的遙控車模型引人注目,「我從小就喜歡會動的機器,這樣的喜好一直延續至今。」留學美國密西根大學攻讀博士的林沛群教授,研究領域為仿生機器人,主要探索運動生成和控制系統,對於一般人好奇何謂仿生機器人?他表示一般認知下,是模擬自然生物構造中的關鍵特質,再透過整合機械、機電、程式、生物、材料等多領域知識,讓機器人擁有如生物系統般的特定功能或機制。

 

林沛群教授團隊也跟其他教授合作「機器人寫書法計畫」,希望在文化保存上盡分心力

 

輪足複合機器人已從2.0版本進化到2.5版本

 

接著,林沛群教授談起「機器人是從廠房內工業自動化應用開始的」,50多年前機器手臂出現時,是為了取代工廠裡部分高風險且低技術的人力工作,像是噴漆、焊接等。不過相對於機器手臂發展甚早,仿生機器人到了近年才有進一步的發展,他認為「因為戶外環境變異度大,技術困難度還是很高」,不過隨著電腦運算科技進步以及相關零組件逐步發展成熟,挑戰複雜環境的機器人不再是遙不可及的事,學業界均投入大量資源的自動車駕駛系統,就是現階段全世界聚焦且期待突破的領域,能夠進入各場域的服務型機器人,或是本計畫所研發在各種地形上可移動的機器人(基礎載台)也在發展中,相信經過一段時間驗證,有機會走進戶外與家用領域。

 

機器人有了AI系統,可依據所處環境自主決定要用輪或腳來穿越前進

 

輪足複合搭載AI 仿生機器人再升級

 

生物在戶外崎嶇環境中,能夠表現敏捷運動能力,促使林沛群教授2000年在美國念書時,即開始投入仿生機器人研究,當時學校團隊以在自然界存活了上億年的蟑螂作為發想靈感,研發出「六足機器人」,也發展出許多步態。2007年回台灣任教之後,他除了繼續研發六足機器人,也同步打造仿生物步態和人造發明輪設計的輪足複合機器人,「輪足複合設計,使機器人同時具備在平地上平穩、快速、省能的腳力,以及在崎嶇地形上的穿越能力。」

 

「為了讓機器像生物一樣具備智能,各種工程技術的整合相當重要。」從事仿生機器人領域十餘年的林沛群教授,總在思考下一步要做什麼,剛好科技部推動AI創新研究計畫,讓他覺得仿生機器人在機械和機電領域之外,應努力拓展機器人腦部的研究,因此帶領團隊執行「以AI探索複雜系統的動態運動生成與控制機制」計畫,不過他表示「AI對我們來說是一種新的運算工具,是系統中的一個環節,我們並沒有把AI當成核心技術在發展,主要想瞭解機器人內建了這項工具之後,性能是否會變得更好。」

 

輪足複合設計同時具備在平地與崎嶇地形的穿越能力

 

如今,輪足複合機器人已從2.0版本進化到2.5版本,箇中差異就是搭載了AI技術,「2.0版本是用人來判定機器人該用輪足何種步態來前進,有了AI技術的2.5版本,機器人則能認識所處的環境(如柏油地、石子地、草地、單階、樓梯等),並自主決定採用輪或是腳的某一特定步態來穿越」,林沛群教授強調團隊研究的核心,放在AI導入機器人運動控制的通用解決方案,至於解決方案需要哪些功能,會依據實際應用端來做研發與擴增,就像團隊也跨領域跟其他教授合作「機器人寫書法計畫」,只要能讓生硬冰冷的機器人協助人類完成各種任務,無論是工業生產、災害探勘或文化保存,都具有研究價值並願意貢獻所學。

 

 

了解更多AI潛力新星:https://events.businesstoday.com.tw/2019/CPCAI/06_stars.html​

 

 

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