【記者李雨羲綜合報導】無人機目前已被廣泛使用於不同領域，近年來各界也積極研究，如何將其妥善運用於急難救助上。慈濟大學醫學資訊學系學生團隊設計一款「智慧型無人機人體偵測與物聯網手套控制系統設計」，透過手勢動作操作，希望可以讓它更有效率地參與救災現場。 使用者可透過配戴護目鏡，藉著前方所裝設的螢幕，查看AI判斷過後的無人機鏡頭視角。　圖／李兆珩提供「因為效率低下，所以目前的救災現場鮮少使用無人機。」團隊學生、慈濟醫資系四年級李兆珩表示，現今的無人機若要實際應用在救援行動上，需要額外撥出一名專業人員固定使用遙控器操作。同時，由於必須雙手控制，即使發現救援目標，也無法迅速作出行動，得再另外聯繫位在他處的隊員趕往現場協助，反而拖延了時間。為了改善整體運作效率，團隊研發一款以穿戴式手套作為遙控無人機裝置的系統，「只需要用直觀的手部動作操作，無人機就會透過接收訊號自行運轉。」李兆珩表示手套人性化的設計，可以讓消防人員解放雙手，不再受到遙控器的拘束。此外，他們也在手套安裝狀態顯示燈，透過按鈕的方式切換遙控與滯空模式，讓使用者可以在滯空模式中更無限制的使用雙手。 使用者可透過手套上開發板的狀態燈判斷現下飛行機的操作模式，綠、藍、紅分別代表了飛行、滯空及降落模式。　圖／李兆珩提供在傳輸上，團隊則使用市面上空拍機附帶的Wi-Fi功能進行訊號收發，「每一個手勢會分別在感測器上，擁有自己對應的數值。」李兆珩說明，手套上的開發板會偵測手部動作，以此界定動作指令，並且利用Wi-Fi傳送至作為中繼站的手機，再將訊號發送至無人機。團隊學生、慈濟醫資系四年級李睿榆說：「若讓手套同時收發訊號，過於複雜的程式會讓整體動作產生延遲，反而失去效率。」因此在兩者之間加入中繼站，減緩延遲的問題。 使用者可透過八種不同的手部動作操作無人機的行動，以手掌攤平下壓為例，則是控制無人機向前飛行。　圖／李兆珩提供此外，團隊將AI模板植入無人機的鏡頭，藉由深度學習，偵測視野之中有無人類特徵存在。「我們利用圖像增強的功能，讓空拍機在各種情況下加強判斷可信度。」李兆珩表示在訓練AI的過程中，他們利用將圖像翻轉、挖洞等等，模擬災害現場可能出現的殘肢、建築物遮蔽的情況。透過加裝在護目鏡上的投影儀，將影像判斷結果實時呈現於消防人員眼前，隊員即可以顯示出的提示與影像尋找是否有尚未發現的救援目標。 圖為AI判讀過後的畫面，將其判斷可能為人類的物體框起，並在一旁標明數據可信度。　圖／李兆珩提供「一般來說消防員需要將情報回報給指揮官，並等待指令下達才可以有所行動。」現役消防員許先生（化名）表示，此研發雖然希望能夠藉由減少聯繫時間提高救援效率，但在災害現場若每個消防員都自主行動，在溝通不足之下，更可能會造成因混亂而整體效率降低的狀況。「除了第一視角以外，也可嘗試擴增視野讓消防員注意到更多狀況。」他更提到如果未來可以將單一視角擴大至360度，或許能取代目前額外設置的「目視觀察員」，讓飛手一人即可避免無人機發生衝撞機身等問題。

【記者陳嘉怡綜合報導】消防員進入火場救援後，通常會藉由無線電進行對外聯繫，若發生意外，外界往往只能被動等待消防員回應。為降低消防員出勤風險，國立中興大學學生團隊研發「火場監跌」，此裝置會透過偵測人體姿勢變化與定位追蹤，判斷消防員是否跌倒，並可自動向外界傳達火場內消防員的動態。此作品獲得「2020大專校院機電創意實作競賽」第二名。 火場內部情形難預料，遇突發狀況時，消防員通常會因外力撞擊等原因劇烈改變動作，此時裝置則能偵測人體姿勢變化，判斷人員是否跌倒。圖為示意圖。　圖／吳庭安提供火場內部情形難以預期，消防員可能面臨外力撞擊等危險。團隊成員、中興電機工程學系學生蘇庭葦說明，火場監跌裝置會配戴於消防員的腰際，藉由加速度計測量撞擊力，並搭配陀螺儀偵測動作旋轉角度，以推斷人員是否跌倒。當意外發生時，此裝置會經由無線通訊系統傳輸，並透過電腦進行消防員的定位推算。接著，火場外部人員便能立即入內救援，並根據定位結果輔以現有的熱顯像儀進行搜救。同時，裝置也會發出警報聲響，使搜救人員更容易循聲音線索找到人。 「火場監跌」裝置能偵測人體的姿勢變化與定位追蹤，主動向外界傳達火場內部的消防員動態。　圖／蘇庭葦提供團隊使用LoRa無線通信技術（註１）作為訊號發射及接收系統，以取得目標所在位置。蘇庭葦指出，現有的定位技術多經由GPS系統，然GPS無法接收建築物內的訊號，「但是LoRa無線通信技術具備高穿透，而且抗雜訊能力強的特性，所以可以應用在室內環境。」指導老師、中興電機系教授林泓均補充，原本LoRa無線通信技術並無定位功能，他們是利用接收信號的強度進行距離推算，並結合三點定位法（註２）判斷確切位置。註１：LoRa無線通信技術（Long Range LPWAN, LoRa）為傳輸低資料量、高穿透且抗雜訊干擾性能強的通訊技術，其使用成本低、建置簡易，適合用於遠距離傳輸。註２：三點定位法指的是一種數學原理，利用三台以上的接收器在不同位置探測目標方位，並運用三角幾何原理確定目標的位置和距離。 當意外發生時，電腦後端會呈現即時定位與判別跌倒情況，並發出警示通知。圖為團隊學生實測過程。　圖／蘇庭葦提供蘇庭葦表示，目前此發明已經可準確偵測跌倒動作與定位，成功率高達96%，「但是目前如果要實際應用在火場救援上，還需要考量火場的溫度和濃煙變化。」高雄市政府消防局楠梓分隊消防員吳庭安則提及，因救援姿勢會因應火場狀況而改變，若此裝置要使用於火災現場，還須擴大動作資料庫功能與提升精準度，以避免誤判。除將裝置用於火場救援外，林泓均也提到，因應台灣社會人口高齡化日漸嚴重的趨勢，目前他們已向科技部申請研究計畫，盼將此發明應用於健康照護上，若長者跌倒或發生意外，便能透過裝置即時通知家人。 國立中興大學電機工程學系學生團隊發明「火場監跌」裝置，盼提升火場的救援效率，並以此獲得「2020大專校院機電創意實作競賽」亞軍及獎金10萬元。　圖／蘇庭葦提供

【記者張寧心屏東報導】第一屆2016全國羅創客機器人競賽15日於大仁科技大學開賽。來自南台科技大學、修平科技大學、東南科技大學等團隊利用機器人與3D列印技術，發揮團隊合作能力、激發創意，優勝者也將代表台灣遠赴上海參加交流賽。　競賽題目以天災為由，設定某部落對外交通中斷，因此需建立「人型機器人」與「輪型載具」，供給部落食物及建材。比賽分為三個階段，參賽者需先以輪型載具運送機器人通過Z字型的上坡道路，接著將3D列印出的梯形零件投入模擬凹槽中，最後，機器人需爬上階梯並徒步將泡麵投擲到紅色桶子中。各隊抵達會場後即依賽台尺寸調整機器人程式設定，並現場3D列印出所需的梯型零件。　比賽首兩隊皆因時間限制而未完成比賽，當第三組登場的「大仁二隊」成功以6分22秒的速度完成任務時，便引起全場熱烈的掌聲。而「Battle Born」隊伍原本快速的通過任務一、二，機器人卻在最後放下泡麵時重心不穩跌落賽台，使完賽時間增加到8分多，現場惋惜聲四起。其成員南台科大電機工程系控制與晶片組同學楊清濱雖然感到可惜，但也認同比賽主旨地說：「這種比賽要多辦！因為其實這對救災的發展很有幫助，在國外很多地方都有實際應用了。」最後上場的「大仁三隊」在開始前才發現機器人腰部連接出問題，導致機器人無法站立，但仍然堅持完成任務一，獲得「最佳精神獎」。　以3分39秒的優異成績獲得冠軍的「崑山機器人隊」來自崑山科技大學資訊工程系，成員王菘俊及洪啟茗表示，因於科技公司實習的背景與老師鼓勵而決定參賽，雖然9月多就開始練習寫程式，但一開始只希望能完成比賽，「沒想到可以在這麼短的時間內完成！」而作為參加上海兩岸交流賽的台灣代表，洪啟茗則興奮地說：「一開始就很想去上海了，想多交朋友。」　大仁科大資訊工程與娛樂科技系教授蘇順德表示，德國政府在西元2011年喊出第四次工業革命（工業4.0）後，各國紛紛思考如何帶動國內製造業的升級轉型，為了因應此國際趨勢，並結合台灣擅長的精密機械與資訊技術而舉辦比賽，未來也將持續提供類似機會給學生。 競賽當中所需人型機器人、輪型載具及象徵投遞糧食的泡麵。 圖／張寧心攝

【記者黃聖凱綜合報導】西元2014年高雄氣爆事件中，六位消防員殉職、20幾位在救援現場受傷。正修科技大學電子工程系團隊改良「組合式坑道救援載具」，將其裝設在公共空間，成為可隨手組裝的偵測機器人。而同樣來自正修科大的另一組團隊也以救災情境發展研發「模組式履帶載具結構」，結合「多軸機械手臂」能夠進入災區排除危險物、對傷者做初步治療等，雙雙入圍2015年歐洲發明展。「組合式坑道救援載具」研發團隊成員、正修科大電子系學生黃立帆表示，若公共空間發生災情，救援單位接獲通報至抵達現場間的時間太長，且救災隊抵達時，常因不諳災區狀況，而導致人員傷亡。他們以此為出發點，將救災機器人的模組零件如滅火器般裝設在公共空間，在災害發生時，可以快速組裝相關設備，進入災區。由於該機器人裝有攝影機、環境偵測器、毒氣偵檢器等裝備，能夠深入災區偵查獲得正確狀況，有利於後續災害救援任務，節省時間。黃立帆表示，「我們的特點就是能夠依照不同災害現場，調整要需要的裝備，增加靈活度。」而在過程中遇到的最大困難是操控機器人的無線網路模組無法在坑道等空間通訊，若災區在坑道密閉空間，如隧道等，可能因此無法控制。黃立帆說，「我們將機器人的操作模組改成有線和無線結合，做了技術上的調整，成功克服此困難。」而同樣入圍的「模組式履帶載具結構」利用履帶擴大載具的接觸面積，能夠增加摩擦力，能夠克服各種崎嶇地形，另外，還結合「多軸機械手臂」。具有生命探測、危險物品移除、檢樣高汙染物體、金屬探測等功能，能夠大幅降低災害救援時的危險，並有效提升作業效率、縮短救援時間。正修科大電子系同學紀筑瑋說：「電影『瓦力』裡面的機器人結合各種工具，可以在危險、骯髒、辛苦的工作環境下工作。」此畫面觸發了他們的想像，得到將機器人結合「多軸機械手臂」的啟發。她也表示，能夠完成救人的機器人十分開心，希望能快點看到它投入工作，降低人員傷亡事件。

美國史丹佛學生應用壁虎爬牆原理，研發可拖拉本身重量2000倍物體的機器人。圖／大衛・克里斯騰森提供【記者蔣理綜合報導】僅12公克的機器人竟然可以拖動24公斤的物體！美國史丹佛大學（Stanford University, SU）研究團隊發明了一款能夠拖拉本身重量2000倍的機器人「微拖（Micro Tug）」，相當於人類拖拉一隻鯨魚。這款機器人設計概念取自於壁虎的爬牆行為。 過去認為，壁虎是靠腳掌上的吸盤貼在天花板上。西元2000年，科學家發現分子間的引力才是壁虎爬牆的關鍵。壁虎的每隻腳底都有數百萬根極細的剛毛，每根剛毛末端又有400到1000根更細的分支，剛毛與物體產生的分子引力讓壁虎可在牆壁上恣意移動，且不會掉下來，而微拖機器人也有類似的構造，其底部有著許多細小的橡膠細毛，在機器人需要固定進行拖拉時，可控制的底部就會降下緊貼地面，造成橡膠細毛緊縮以產生分子引力。微拖機器人的構造並不複雜，當中包含電池、電腦控制端、馬達、細繩、兩顆用來移動小輪子以及有著細小橡膠細毛的底部。機器人先將繩子連接重物後，放線向後移動，停止並黏住地面，馬達開始轉動達到拖拉的效果後，機器人會繼續移動，並重複此動作。史丹佛機械工程所博士生艾略特‧霍克斯（Elliot Hawkes）說：「整個過程的關鍵，就是壁虎爬牆的原理。」機器人具兩種功能：垂直或平地拖拉重物，最小的機器人僅20毫克。史丹佛機械工程所博士生大衛‧克里斯騰森（David Christensen）說：「我們嘗試用不一樣的東西來取代馬達，試圖讓機器人變得更小。」克里斯騰森也表示，微拖機器人在玻璃及拋光地板表現最好，但未來希望能在不同表面有一樣的效果。他還說：「目前的技術還比不上壁虎，希望能改善。」並且做出更大的機器人，讓發明可在不同場合產生作用，例如：緊急災難救援。