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世界盃機器人大賽最大贏家 成大電機系奪三個冠軍二個季軍

圖片說明
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【台南訊】台灣機器人再度揚名國際!由國立成功大學電機系李祖聖特聘教授領軍的先進智慧型機器人團隊硬是了得,日前在印度班加羅爾舉辦的世界盃機器人大賽,與來自全球10國、52支參賽隊伍競逐,擊敗英國、中國、南韓等隊伍,一舉奪得三個冠軍、兩個季軍等多項佳績,成為「2010 FIRA Robot World Cup世界盃機器人大賽」的最大贏家。

成大電機系先進智慧型機器人與系統實驗室所研發之全自主人形機器人(aiRobots-V),在2010 FIRA世界盃機器人形機器人組(HuroCup)大賽中,擊敗各國勁旅,奪下全能運動錦標賽總冠軍、投籃賽冠軍、避障賽冠軍及不平坦地面行走季軍,此外,在全自主仿人形機器人組(Androsot)大賽中,也奪得3對3機器人足球賽季軍。輝煌的戰績,讓學長姐及學弟妹們與有榮焉。

成大特聘教授李祖聖指出,為達到人型機器人的基本理念,因此機器人平台之設計與實作需盡量近似人類的動作與自由度,感測器的運用上也是盡量以人類擁有的感覺種類為主,例如攝影機、加速度計等等,而不是人類所沒有的超音波、紅外線這類主動感應器。在機身方面,更採用重量輕且硬度高的鋁合金材質,使機器人行動更靈敏。

李祖聖教授進一步表示,為了能更快速的訓練機器人做出各種動作,我們自行撰寫了一套視窗化的人機介面,可以控制身上的馬達做出各種動作。再者,為了不讓機器人因身體太過傾斜或是傾斜速度過快而傾倒,機器人身上也裝置了三軸加速度計,透過三軸加速度資訊,進一步判斷是否要修正控制身體前後傾斜的伺服馬達。最後,我們也為這些裝置設計了一塊電源驅動電路板,提供足夠的電力讓各元件都能夠正常運作。

針對FIRA世界盃機器人大賽賽程規則,成大先進智慧型機器人團隊蘇育德(電機所博士班五年級)補充說明, FIRA人形機器人組(HuroCup)的比賽項目共有八項,分別是投籃(Basketball)、避障(Obstacle Run)、不平坦地面行走(Lift and Carry)、射門(Penalty Kick)、舉重(Weightlifting)、爬牆(Climbing Wall)、馬拉松(Marathon)、短跑(Sprint),比賽採積分制,每個項目在三天賽程中都有兩輪比賽(除了馬拉松只有一次),總冠軍則由總積分最多者獲得。

投籃項目中,場地為一高25cm,直徑10cm籃框,從球框位置為圓心往外50cm處為三分線,機器人必須在時間限制內把球拿起後,在籃框40至60公分以外將球投近籃框才算得分。成大人形機器人aiRobots-V可以正確的辨視球及籃框的位置,並執行精確的抓取及投擲手部動作,而且五次投球每投必進,成功完成五次三分球,技壓群雄獲得冠軍。

避障項目中,機器人需偵測、閃避且「不能碰到」障礙物,從起跑線開始至終點線通過總長3公尺的區域,可說是最困難的項目,障礙物有藍色、紅色、黃色等顏色,紅藍障礙物為立面,黃色障礙物則為平面,機器人需在這些障礙物中找出一條路線,於五分鐘內安全通過到達終點線才算達成任務。成大人形機器人aiRobots-V兩次成功的走過障礙物,完成競賽要求,再奪下冠軍。

不平坦地面行走項目主要是考驗人形機器人行走在不平坦地面的能力,為一方形不平坦區域上有5mm~1cm不等的片狀區域,機器人需在5分鐘限制內走過約三百公分不平坦的地面,若從其他側出界則算任務失敗,成大人形機器人aiRobots-V在五次嘗試中成功穿越2次,獲得季軍。

射門項目中機器人面對寬度一公尺之球門,球門前方有守門員,射門區內由裁判擺上隨機位置的球,機器人需自己找球,並將球成功射入球門內才算得分,得分高低依進球數為準,同樣進球數則以完成時間長短為準,實屬不易,成大人形機器人aiRobots-V獲得第四名。

舉重項目中,機器人需舉起以CD片數為單位的重量,首先需將放在地面的重物舉起,前進30公分的距離,再將重物舉高超過15公分,繼續前進30公分的距離,在2分鐘的時間內完成整個過程才算得分,這是針對機器人手部運動的考驗項目,成大人形機器人aiRobots-V舉起64片CD,獲得第四名佳績。過去比賽多強調機器人行走的功能,而在未來的機器人發展,手部的功能將越形重要。

爬牆為去年新增項目,場地為一垂直平面,平面上有突出物讓機器人抓取,機器人需在牆前方30公分處開始,先前進一段距離接著往上爬,以機器人離開地面,並且「達成穩定狀態時的最低點離地距離」計算成績,對機器人來說是非常大的考驗,成大人形機器人aiRobots-V同樣獲得第四名。

馬拉松通常為每屆HuroCup組別的重頭戲,賽道長度約為42公尺,本次大會特別選在戶外進行比賽,機器人沿賽道行走時可以偏離賽道中心最多50公分,行進途中有直線也有轉彎,若出界則需退後2m再繼續前進,成大人形機器人aiRobots-V最終完成38m,榮獲第四名。

短跑項目是最基本的比賽,機器人必須快速的來回行走完長度300cm、寬度120cm的跑道,在此項目中,成大人形機器人aiRobots-V單次完成時間比本屆新紀錄稍快,可惜比賽中跌倒了幾次,獲得第五名。

成大電機系先進智慧型機器人團隊,除成大特聘教授李祖聖外,成員還包括蘇育德、黃柏鈞、李佳樺、何雅芳、蕭信揚、葉正皓等六位博、碩士班研究生。991103c
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