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文◎陳瑩儒
手語仿生全人形機器人 超吸睛發表

全人形機器人尼諾(Nino)。
近年來熱門的影視娛樂中,常常出現以機器人為主角的題材,顯示出人類對於機器人的幻想與憧憬。國科會為了促使仿生人形機器人之發展,委由黃漢邦教授所帶領的機器人實驗室研究團隊(以下簡稱本團隊),經由三年的努力,完成了從機構、電路到控制演算法完全自行設計與開發的全人形機器人。


本團隊於2013年5月31日上午10時,假本校嚴慶齡工業研究中心第一研討室,舉辦國科會手語全人形機器人成果發表會。本次展演主要展示機器人上下樓梯及表演手語,也是世界上第一個表演手語的仿生全人形機器人,希望讓機器人與人的關係在未來能夠更加密切。現場邀請臺大副研發長段維新、國科會工程處處長李清庭、國科會阮昌榮組長、國科會工程處經理黃鎮臺、慶齡中心主任王大銘、上銀科技資深執行副總林明堯、新代科技蔡尤鏗總經理及產業界十數位高階主管等多位貴賓到場,並由段維新副研發長、李清庭處長、林明堯副總及蔡尤鏗總經理致詞。

尼諾能走能下樓梯 還能比手語
本團隊所屬的機器人實驗室研發出的全人形機器人名為尼諾(Nino),具有多種實用基本功能,例如,能夠行走、轉彎、前進、後退、走斜坡、上下樓梯、揮手、單手提重物、雙手提重物、雙手推車、說話、眨眼、自我介紹及手語比劃等功能。機器人的外表由鋁合金打造,高145公分,重70公斤,擁有52個自由度,全身總共有52個馬達、112個感應器及電源管理系統。感應器能夠監控機器人的電流、電壓、溫度與馬達的狀態,進而增加機器人的安全性與穩定性。同時,也可以經由遠端連線遙控機器人,待下達指令後,機器人就能夠自動地完成任務。在人機互動上,尼諾(Nino)搭配工研院的語音模組,能夠用語音與對方溝通,更具有親和力。

 █ 黃漢邦教授實驗室團隊。
精密機械手臂 力量可控還易收納
另外,機器人實驗室也研發移動式機器人,此種機器人最基本的技術為定位導航以及建立環境的地圖,其困難處在於機器人定位時需要地圖,或者要建立地圖時需要知道本身的位置,因此Simultaneous Localization and Mapping (SLAM)成為最流行的移動機器人技術。所建立的2D及3D環境地圖模型可用於城市規劃、環境探勘、室內裝潢、導覽、電影、虛擬實境和遊戲中。

在機器手臂方面已發展多年,由第一、二代的七軸手臂,第三代的四軸手臂,第四、五代的六軸手臂,以及最近的八軸手臂,針對機構設計、電路控制、演算法等多方向持續改進。除了可以控制手臂到精密定位外,對於手臂抓取力量之控制與力回饋之感應,也有不錯之成效,同時與影像結合,達到以視覺回饋的物體抓握。所研發之八軸機械手臂,採用雙軸式機構設計,為全世界第一個很容易收納之機械手臂。

上下肢外骨骼系統 造福長者及截肢病患
在外骨骼系統上,機器人實驗室亦有多年研發經驗,針對主被動的復健及力量增強問題,先對廣義的人機系統進行理論上的分析,利用自行發展的彈性耦合驅動方式,設計開發上、下肢外骨骼系統。並使用適應性變剛性機構來增加人機互動使用上的安全。此研究設計可以真實地幫助人類行走,輔助老人與上、下肢無力之患者移動。此外,所研發的人工義肢可用於截肢病患。

黃漢邦教授機器人實驗室,目前成員包括博士班和碩士班研究生、大學部專題生、及助理。多年來致力於機器人之設計與研發以及製造自動化科技的發展,專長在於智慧型機器人系統、人工義肢、系統控制、機電整合及製造自動化。

此外,曾與許多產業合作,如台灣麗偉、台積電、福特汽車、裕隆汽車、上銀科技、新代科技、華創車電、承德科技等執行多項產學合作計畫。另外,也執行國科會、教育部、技術處、工研院、精密機械發展中心等相關政府機構專題計畫。除了提供技術、經驗及技轉外,並將其中部分研究成果發表成論文及取得專利。 目前實驗室研究方向主要分為智慧型機器人系統、生醫工程及影像伺服系統等三大方向。期許未來能對學術理論及產業技術提升做最大努力,成為相關領域的標竿。