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全天候監控機器人

2013年5月,台灣師範大學應用電子科技系「計算智慧與機器人實驗室」團隊發表了新型「日夜間履帶式機器人」之研究。其耗時3年所研發出之日夜間履帶式機器人,乃是利用深度感測器探測周圍環境與障礙物高度,即使在夜間室內無光源的狀態下,機器人仍可自主判斷環境並巡走移動
 
 
 
2013年5月,台灣師範大學應用電子科技系「計算智慧與機器人實驗室」團隊發表了新型「日夜間履帶式機器人」之研究。其耗時3年所研發出之日夜間履帶式機器人,乃是利用深度感測器探測周圍環境與障礙物高度,即使在夜間室內無光源的狀態下,機器人仍可自主判斷環境並巡走移動;由於使用履帶,上下樓梯不會跌倒,也能透過電腦或手機遠端監看異常狀況。

該團隊表示:「相對於輪型機器人僅能行走於平坦地面,且受限於單一樓層,履帶機器人則可大幅擴展移動範圍;由於該履帶系統加上擺臂式設計,可以執行攀爬、翻越、左轉、右轉等動作,可說是國內首見能全自主偵測、無光源自動夜行的機器人,未來將可應用在空間巡邏、災害探勘、教學等。」

基於對從事維安、救災等人員之安全性考量,加上機器人技術日趨成熟,開發可應用於保全、巡邏、災害探勘等領域的機器人系統也日益增多。而因機器人必須面對上述類型工作所處環境的變異性與不確定性,因此它在「行動」與「監看」兩種主要功能上的要求與挑戰,相對上相當高;此外,在這些工作進行中,人類操作者基本上是不在機器人所處的現場,所以一般採取的方式是遠端操控。

現今網路系統與技術已相當進步,對於電腦間的連結,大致有一定的穩定度與成效,然對於操控此種多功能機器人系統,特別是加裝有諸多不同類型感應器者,為了讓機器人系統能流暢、正確的運作,亦即要能達到即時控制的話,通常網路資訊之傳輸在容量、速度、與穩定性上的要求是超過現有網路的能力,而這些議題都是在發展此類型全天候監控機器人所必須面對的。

相對於上述台灣師範大學團隊在「行動」上的突破,交通大學資訊工程學系團隊所開發的「全方位全天候安全監控機器人」,則在「監看」方面有所斬獲。此安全監控機器人系統配備有PTZ攝影機,可提供各種焦距與視角,減少觀測死角,並利用紅外線攝影機來達成夜間監控,也裝設有全景攝影機可俯瞰全場;為了讓這3種攝影機有各自較好的觀測方位,特別是全景攝影機需居高臨下,便設計有攝影機升降與旋轉之機構,必要時可讓攝影機組充分降低,讓機器人可躲藏於桌下,此功能利於保全使用。

對應於戶外使用的日夜間履帶式機器人,全方位全天候安全監控機器人則較適用於室內環境,它採用全向輪機構,讓機器人可採任意方向平移與旋轉,而上述所提之遠端操控可能會碰到的網路傳輸問題,此系統則是藉由虛擬實境技術在人類操作者端建構工作場景和機器人,並模擬出各種攝影機的功能,讓因網路延遲造成的影響,可經由虛擬系統先行模擬與補償,待後續資訊送來之後再行更正。

基於上述討論,要達到完成理想中之全天候、全方位、全環境的監控機器人是相當困難的,惟有鑑於現今高風險時代的來臨與安全監控的需要,此類型的機器人也仍將持續發展。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫-電機科技新知與社會風險之溝通」執行團隊撰稿)

責任編輯:陳永平|國立交通大學電機工程學系暨科技與社會中心智庫研究團隊
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