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文教

台大機械系成功研發AI機器狗 開創產業應用新契機

在國科會產學合作計畫以及學門專題研究計畫的支持下,國立臺灣大學機械系郭重顯教授帶領研究團隊,成功打造臺灣首創且自主研發AI機器狗(NTU DogBot),整合及運用多項機電設計與人工智慧技術(涵蓋:機械設計、控制工程、步態生成、自主導航、人工智慧演算法等),同時與國內企業共同探討在智慧巡檢(化工廠、建築工地、軌道車輛)以及餐點/物流配送之相關應用需求,加速所研發之NTU DogBot導入上述產業場域,解決國內缺工問題,並降低企業人力成本。

後排左起為聖育科技許恆壽總經理、台灣隔震科技陳禧耘總經理、長春集團資訊中心黃至善資深協理、國科會工程處李志鵬處長、國立臺灣大學機械工程學系郭重顯教授、量子黑客馮晨桓專案經理、國立臺灣大學機械工程學系自主暨軟式機器人實驗室郭育丞技術長、國立臺灣大學機械工程學系自主暨軟式機器人實驗室潘亮如秘書。

藉由產學合作,加速技術落地應用
郭重顯教授團隊在2022年到2023年間先以3D列印方式研發出42公分長、4公斤重之小型機器狗進行步態控制以及自主定位與導航之概念驗證。在此一基礎下,郭重顯教授團隊藉由國科會產學合作研究計畫,由國科會及合作廠商量子黑客股份有限公司(蘿絲瑪莉義麵坊子公司)共同出資合作研發。計畫執行迄今,已經完成54公分長、16公斤重之寵物型機器狗Oliver,以及93公分長、40公斤重之工作型機器狗Dustin。Oliver與Dustin都具備自主定位導航能力,但在功能設計定位上有些差異。Oliver具備動作教導與AI視覺等功能,並可進行語音和表情偵測與互動操控,適合居家環境應用;而Dustin應用於工業巡檢與物品遞送,搭載各式工業用途感測器(音噪、視覺、溫度、氣體等),並結合Line Bot 即時訊息回報。藉由所研發兩個版本雛形為基礎,開啟我國機器狗產業之發展契機。

國內自主研發機器狗之必要性
機器狗在國外不但已經商品化,且有很具體之應用。從國外的報導中,機器狗已經成功導入應用於不同場域,例如:美國機器狗應用於電網巡檢、韓國機器狗送貨員投入物流配送、歐洲機器狗應用於地鐵隧道和管線的養護檢修、西班牙機器狗「科技警察」出任務抓交通違規。而機器狗也應用於災難現場之救災,降低就難人員之危險性,例如美國機器狗率先深入紐約曼哈頓下城立體停車場坍塌現場傳回視訊資訊輔助就難策略擬定。

反觀國內機器狗目前並無太多實際導入案例,而國內遲遲無法導入之原因在於工業用途機器狗價格昂貴、客製化服務應用與AI 程式開發技術支援不足、與公司現有資訊系統整合存在障礙、導入國內之後續維護與擴充成本相當高。有鑑於此,郭重顯教授團隊在長期深耕機器人研發的基礎上,於2022年開始投入自主機器狗的研發工作,讓臺灣企業可用較低的成本導入場域應用,並提供在地客製化服務,協助客戶快速導入以及後續調整/升級服務。同時,以組合式模組軟體架構,快速針對客戶需求提供彈性化方案,並以開放式通訊介面,可整合客戶端生產資訊以及資料庫,進行整合性之任務分派。

機器人是解決缺工問題的利器
近年來,我國各產業面臨著嚴重缺工的困境,其中以「傳統產業」和「服務業」最為明顯,像是化工廠、建築工地、軌道車輛維護廠、餐廳及物流業等;由於上述這些產業與民生與安全議題高度相關,因此受到社會大眾相當大的關注。事實上,缺工所造成的問題在不同產業已有了嚴重的影響,因此,導入具備AI技術之機器人,用來解決缺工問題,勢在必行。

「傳統產業」和「服務業」並不像許多高科技廠房,可以設置完善的機器人應用環境(例如:平坦的機器人移動地面、固定的機器手臂作業區域),通常是人員需在不同地點進行巡檢、搬送食品/物品等作業,且行走的路徑上可能有階梯、斜坡、或者地面管線之障礙物,導致一般性輪式移動機器人或者是機器手臂的應用會受到很大的限制和挑戰。因此,研發、導入可克服地形障礙之機器狗,成為目前機器人產業中之新興熱門領域。

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