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1、目 錄,壹、研習概況 3 貳、研習內容 6 機器人之現況與發展方向 7 機器人機構設計 21 機構拆裝實務實習 38 未來之展望 44,1,叁、結語 45 附錄一 金慧琳企業有限公司簡介 49 附錄二 主講人簡介 50 附錄三 研習名單 53 附錄四 研習課程表 54,2,壹、研習概況,九十六年度技專院校教師赴公民營機構 實務研習諸課程已於本年度暑假期間在全國 各地陸續展開，其中由教育部區域產學合作中 心與國立高雄應用科技大學協辦之課程機器 人機構設計及實務研習( 課程代號：96A08 ) ，已於本年7月31日及8月1日兩天假金慧琳 企業有限公司位於高雄縣大社鄉之工廠實施 。本人有幸恭逢其盛，
2、並與來自全國北、中、,3,南等21所技職院校共35位教授菁英同室研討 ( 詳如附錄三)，實倍感榮幸！ 本次實務研習之內容約可歸納成四個要點 ；首先，第一個要點是關於金慧琳企業有限公 司之發展現況 ( 附錄一)，與主講人江金隆顧問 之簡介及其個人對企業之經營理念 ( 附錄二)。 第二個要點是全球機器人產業現況與發展方向 之認識。第三個要點是創意機構應用於機器人 之設計技巧。最後是針對該公司所開發完成之,4,機械馬車與機械狗實際進行拆裝實習。詳細之 研習課程表可參閱本報告之附錄四。 利用研習的空檔，與會之教授們並於現場 參觀由飛統自動化公司所開發出之各種創意機 構模組與機械手臂操作。兩天的研習期間
3、，對 於主辦單位所有工作同仁之親切服務與熱情款 待均留下深刻之印象。,5,貳、研習內容,以下部分內容係摘自研習講義( 由金慧琳 企業有限公司提供)。,6,機器人之現況與發展方向,一、全球機器人產業環境現況介紹(本資料摘自PMC) 歐洲以照護為主要研究領域，已有部分產品進入市場， 單價偏高。 美國 (1) 政府著重軍事及太空研究與應用。 (2) 民間商品化角度較其他國家快，在商品及軟體應 用上居領先。 日本 (1) 政府致力法規及安全規範制定，提供資源協助廠 商開發。 (2) 民間商品數量最多，技術應用層次高，單價高。 (3) 社會視機器人為重要產業，人才投入意願高。,7,中國 (1) 陸續有廠
4、商投入。 (2) 研發團隊來自學校。 (3) 市場以政府單位為主。 (4) 教具市場已有自己品牌並搭載競賽方式營運 。 香港為主要家用及益智娛樂商品製造地及行銷通路 南韓 (1) 架構在資訊網路下的產品研發，以國內市場 為主，零星商品進入市場。 (2) 機器人零組件已有三家以上廠商進行量產。 (3) 機器人專用控制器已研發上市。,8,台灣 (1) 政府自95年度開始推動機器人產業 ，並委由財團法人精密機械研究發展 中心(PMC），為發展與推動中心， 且成立台灣機器人產業發展協會。 (2) 廠商投入興趣高。 (3) 以益智娛樂及家用為主。 (4) 今年起會陸續推出新產品。 (5) 產業用機器人應
5、用需求大增。 (6) 經濟部工業局，積極推動智慧型機器 人產業發展推動計畫。,9,二、全球機器人產業發展策略,零組件,(一) 關鍵零組件開發 (二) 馬達 (三) 感測器 (四) 電池 (五) 單板控制模組,(一) 機構教學模組 (二) 機構教學教材 (三) 創意設計競賽， 衍生創意商品,機構設計,(一) 控制IC元件 (二) 控制模組 (三) 人機介面 (四) 控制相關元件 (五) 控制法則,商品化產品開發 (一) 精品收藏 (二) 益品娛樂 (三) 家庭清潔 (四) 家庭照護 (五) 保全 (六) 導覽,軟體設計,產品,10,三、機器人之分類,工業用機器人水平式機器人、關節型機器人等。 國
6、防用機器人小型偵查機器人、反恐防爆機器、太空探測機器人等。 教育用機器人機器人基本機構設計模組，機器人控制教學模組等。 休閒益智用機器人玩具機器人、娛樂用途機器人等。 居家照護與醫療用機器人自動倒茶、量體溫、行動監視機器人、協助病人洗澡或行動機器人等。 個人或家庭用服務機器人吸塵機器人、除草機器人、泳池清理機器人等。 特殊用途深海工作機器人、保全機器人、下棋機器人等。,11,四、機器人之關鍵技術（資料摘自國科會）,智慧型機器人的關鍵技術涵蓋機械結構設計、馬達設計與控制、即時影像語音處理、感測電路設計與實現、嵌入式系統軟硬體設計、微處理器應用與IC設計、智慧型控制技術、機電整合等等的專業知識，是
7、一個需要跨學科整合才能有效發展的領域。 國科會工程處智慧型機器人跨領域專案計畫 包含：人形機器人、休閒/娛樂/寵物機器人、救援機器人、危險環境用機器人及機器人關鍵技術等五大主題。,12,人形機器人：Humanoid robots (1)兩足機器人步行/步態研究(Biped/gait study) (2)雙臂技術開發(Dual arm technologies) (3)仿情感研究(Emotional study) (4)靜/動態平衡(Static/dynamic balancing) (5)輪式人形機器人自我平衡(Wheeled robot self- balancing) (6)模仿人類(Hu
8、man mimicking) (7)機器手與抓取控制(Robotic hands and grasping control) 休閒/娛樂/寵物機器人：Recreational/entertainment/pet robots 救援機器人：Rescue robots 危險環境用機器人：Hazardous environment robots,13,(1) 高速視覺(High-speed vision) (2) 自然語言理解與對話/國語、台語、客家語(Nature language understanding and dialog / Chinese , aiwanese,Hakka) (3) 三
9、維空間映射/定位(3D mapping/ localization) (4) 臉部表情(Facial expression) (5) 力順從安全設計(Force compliance and safety design) (6) 多機器人互動(Multi-robot interaction) (7) 奈米感測/奈米操作(Nano sensing/ nano manipulation) (8) 觸覺感測器(Tactile sensor) (9) 新型機構設計(Novel mechanism design) (10)新型驅動元件/系統設計(Novel actuator element/system
10、 design) (11)導航與移動(Guidance,navigation and mobility),(12)智慧型控制技術(Intelligent control technology) (13)嵌入式元件系統(Embedded components and systems) (14)軟體工程/資訊系統整合(Software engineering/Information system integration) (15)人工智慧與知識管理(Artificial Intelligence and knowledge management (16)機器人語言(Robot programmin
11、g language) (17)虛擬/軟體機器人(Virtual/software robot) (18)人機互動技術(Human-robot interaction) (19)多模式人機介面(Multi-robot interaction) (20)機器人環境感知與活動辨識(Environmental perception and activity recognition) (21)機器人情境感知與情意運算術(Context awareness and affective computing),機器人關鍵技術：Robot key technologies,14,五、休閒益智型機器人分類與應用
12、(資料摘自金屬工業研究發展中心，殷啟勝經理講義),休閒益智(Edutainment) = Education+Entertainment. 包含： (1) 機器寵物：PLEO、ALBO (2) 玩具機器人：史賓 (3) 積木機器人：LEGO (樂高) (4) 夥伴機器人：PaPeRo (5) 組合機器人：KHR-1 (6) 實驗平台：Robotis 主要伺服機廠牌：,日本：1. KONDO 2. FUTABA 3. JR,韓國：1. Hi TEC 2. RoBoTIS,台灣：1. 廣營,15,六、智慧型服務機器人 (資料摘自南台科技大學機器人研究中心，謝銘原教授講義),服務型機器人定義： 是一
13、種半自主或全自主工作的機器人，它能完成有益於人類健康的服務工作，但不包括從事生產的設備。 服務機器人的應用範圍： 維護保養、修理、運輸、清洗、保安、救援、監 護、環境導覽、行走協助、個人力理、餐飲輔助 、益智教育、休閒娛樂、家庭保母、老人看護、 復健支授、住所保全、盲人導引、緊急救護、探 勘救災等工作。,16,智慧型服務機器人之發展特點： (1)協助替代：清潔、搬運、地下水道工作、 手術輔助。 (2)保全：家庭保全、環境監控、緊急救護。 (3)導引：導覽、盲人導引、導引代步。 (4)接待：公司櫃臺、場館接待。 (5)陪伴：生活陪伴、個人助理、購物陪伴、 休閒娛樂、益智教育。 (6)看護：老人看
14、護、家庭保母、病人看護、 復健支援輔助。,17,七、休閒益智型機器人分類與應用 (資料摘自工業技術研究發展中心，尹宗耀講義),科技分野 (1)機器人科技寵物機械結構複雜、系統整合複雜 (2)簡易電子玩具寵物簡單機械結構、單晶片運算平台 造型分野 (1)非生物造型卡片型、硬殼蛋型、絨毛球型 (2)仿生物造型卡通造型、動物造型、玩偶造型 場合分野 (1)辦公室寵物 (2)居家寵物 情境分野 (1)陪伴療傷應用心靈療傷、生活陪伴、友情夥伴 (2)陪育養成應用虛擬實境、培育養成、訓練教育,18,八、機器人系統規劃常見的問題 (本資料部份摘自飆機器人公司，王國光經理講義),1.馬達 (1)馬達扭力大小
15、(2)馬達尺寸 (3)馬達驅動器或介面 (4)馬達電壓 (5)命令介面(Analog， pwm，serial),2.控制器 (1)單晶、嵌入式、PC based (2)體積大小 (3)耗電 (4)雜訊 (5)程式設計或編輯方式,3.感測器 (1)電壓(3V、5V、12V) (2)感測距離 (3)靈敏度 (4)穩定性 (5)輸入輸出訊號(Analog ，pwm，serial),4.通訊 (1)通訊距離 (2)干擾程度及穩定度 (3)通訊協定(RF，WiFi，BT，I2C) (4)通訊介面(Cable，wireless) (5)單向或雙向 (6)傳輸資料量,19,5.影像視覺 (1)處理速度 (2)模組內建功能,6.電源 (1)DC/AC (2)重量 (3)電池模式及功率 (4)電壓大小,7.機構設計 (1)輪型 (2)足型 (3)關節 (4)連桿 (5)齒輪 (6)凸輪 (7)其他,8.其他 (1)安全設計：材質是否有毒、 機構是否會夾手 (2)包裝盒外觀及尺寸設計 (3)包裝盒產品防震設計 (4)使用說明書 (5)成本、製造、行銷,20,機器人機構設計,一、機器人步行之種類 1.足型 (1) 2 足(人、雞、) (2) 4 足(鼠、牛、虎、馬、狗、豬、) (3) 6 足(蜘蛛、) (4)多足(螃蟹、) 2.輪型 (1)無足(蛇、) (2)保全機器人、清潔機器人、
