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經濟部今天(7/8)發表國產四足機器人(機器狗)研發平臺。這套由工研院整合建立的開放式技術平臺,涵蓋關節驅動、運動控制、AI感知、自主導航到模擬訓練等底層能力,希望讓國內業者不必從零開發機器人本體,就能打造巡檢、消防、物流等應用領域的四足機器人。

研發平臺是由經濟部科技專案支持、花費一年半所建置,串聯工研院與所羅門、仁寶、英業達、東元電機、創博、來達科技等業者,共同建立從零組件、控制模組、AI軟體到整機系統的自主技術能力,今天發表首度亮相2款國產四足機器人原型機,以及地下涵洞巡檢、自主導航巡檢、群體協作搬運及消防救災等場域驗證。

打造國產四足機器人的技術底座

工研院指出,目前國際上主流的四足機器人多採封閉式架構,開發者通常只能使用既有功能,難以取得底層控制技術,不容易依照不同產業需求修改控制演算法或整合新的感測設備。

而這次發表的國產四足機器人研發平臺,其目的並非打造一款固定規格的「機器狗」,而是建立一套可重複利用的開放式研發架構。

該平臺整合了關節馬達、控制器、LiDAR光達、慣性量測元件(IMU)、電池管理、AI感知、運動控制與系統整合等核心技術,並提供共同的軟硬體架構。未來業者可依應用需求,加裝熱顯像儀、氣體感測器、機械手臂、3D相機等任務模組,開發不同應用版本的四足機器人,而不必重新設計整套控制系統。

對經濟部而言,這代表臺灣將四足機器人的研發重點,從單一產品開發提升至可支援不同產業需求的共通技術平臺。

整合AILiDAR與運動控制,提升未知環境自主作業能力

經濟部技術司表示,四足機器人具備的地形適應能力,也是實體AI的重要應用載具,將可協助第一線人員在高風險場域執行偵察、基礎設施巡檢及物資運補等任務,降低執勤風險,提升公共安全與國家韌性。

此次平臺整合LiDAR建圖、自主定位、同步定位與地圖建構(SLAM)、自主導航、自主避障與自主平衡等技術,搭配AI決策系統,讓機器人在陌生的環境中完成環境建模、路徑規畫及自主巡檢。

另外,運動控制演算法則結合關節控制與動態平衡技術,使機器狗能依據不同地形即時調整步態,在地下涵洞、樓梯、碎石路面或狹窄空間維持穩定移動。

今天展示地下涵洞巡檢應用(下圖),例如模擬台電公司的地下涵洞場域,機器狗可完成上下樓梯、匍匐前進、低角度觀測及長距離巡檢,並執行設備巡查與儀表判讀;另外,自主導航巡檢則是結合LiDAR建圖、自主定位、自主避障及自主平衡等技術,讓機器狗可在陌生環境自主完成巡查任務。

另一項展示則是群體協作,展示3臺機器狗共同協作一起搬運物資,驗證多機協同及任務分工能力。

4千隻虛擬機器狗在模擬環境訓練AI

除了硬體平臺外,工研院也建立四足機器人的AI訓練環境。

這個環境主要採用經濟部技術司支持的Nvidia Taipei-1超級電腦與Nvidia Omniverse 模擬平臺,建立超過4,000隻虛擬四足機器人同步訓練AI模型。

透過數位孿生(Digital Twin)的「先模擬、後部署」流程,可先在虛擬環境大量驗證導航、避障及步態控制等AI模型,再部署至實體機器人,降低實機測試成本,也縮短模型訓練與產品開發時間。

完成消防驗證,驗證高溫環境作業能力

目前已完成國內首款國產消防機器狗的功能驗證。機器狗通過消防署認可的第三方測試,在距離火源2公尺、天花板溫度100℃的模擬火場中完成火場偵察,在高溫、高風險的環境執行作業,例如攜帶感測設備進入消防人員不易立即進入的高風險環境,協助回傳影像及環境資訊,提升救災安全。

經濟部表示,未來將持續透過法人科專及A+企業創新研發淬鍊計畫,擴充四足機器人研發平臺,讓國內業者可在共同技術底座上開發巡檢、公共安全、消防救災、物流及其他垂直應用,擴大臺灣自主智慧機器人技術與產業生態系。