政大大學報

六足機器人 適應地型助發展

2017/10/25 21:18:25

【記者謝宜臻綜合報導】國立虎尾科技大學電子工程系學生何懿山、楊琮閔、李子彬、梁富鈞、張安君在萬潤2017創新創意競賽中以「仿昆蟲型六足機器人」奪得金牌,團隊期許三種不同功能的機器人,將來能輔助人類進行軍事或環境偵察、外太空研究及災區救援,以提升效率、降低損失或傷亡

因觀察到常見昆蟲的六足,比四足、二足更穩定,抓地力佳而不易摔倒,研發團隊設計靈活的C形六足結構,並發展出「跳躍型」、「防水型」及「伸縮步態避震」三種機器人版本,針對不同用途有相對應的運動能力。

跳躍型六足機器人對於崎嶇地形應變力較佳,為使機器人靈活行動,團隊成員選用較輕材質,讓馬達瞬間出力使機器人跳躍、跨過小鴻溝。防水六足機器人則可進行水底探測,「整隻機器人可以直接下水。」何懿山表示,野外探索環境險惡、潮濕,研發團隊利用防水層包覆馬達,減少機器人損壞的機率。

跳躍型六足機器人的馬達在瞬間出力的狀況下,可使機器人跳躍,對於崎嶇的地形適應力佳。圖/仿昆蟲型六足機器人研發團隊提供
跳躍型六足機器人的馬達在瞬間出力的狀況下,可使機器人跳躍,對於崎嶇的地形適應力佳。 圖/仿昆蟲型六足機器人研發團隊提供
防水六足機器人的馬達外有三層防水層,可整台完全下水,也可在潮濕的野外環境行走。圖/仿昆蟲型六足機器人研發團隊提供
防水六足機器人的馬達外有三層防水層,可整台完全下水,也可在潮濕的野外環境行走。 圖/仿昆蟲型六足機器人研發團隊提供

第三種版本為伸縮步態避震六足機器人,使用熱塑土作為C型足部材料,所以具備防震功能。又因具備彈簧避震器,吸收部分外力撞擊,抗震功能是三者中最好,何懿山說:「我們也有把重物往機器人身上丟,不會損壞。」此版本的靈活度也較前兩種佳,並可匍匐前進,適合在低矮洞穴中行走,但由於結構較複雜,防水性能仍待開發。

伸縮步態避震六足機器人擁有良好的步態回復力,接受外力撞擊,不會損壞。圖/仿昆蟲型六足機器人研發團隊提供
伸縮步態避震六足機器人靈活度佳,且擁有良好的步態回復力,接受外力撞擊,不會損壞。 圖/仿昆蟲型六足機器人研發團隊提供

何懿山表示,若機器人關節越多,則馬達數越多、機器人也就越重,團隊簡化複雜的足部關節,以減低仿昆蟲型六足機器人重量。而目前機器人高約20公分、長約30公分,可以搭載多種感測元件,隨時回傳影像、溫度等資料,讓使用者同步監控。

若經費充足,團隊未來將朝改變機器人體積的方向發展,指導教授王榮爵以近日台中下水道一氧化碳中毒事件為例說明,若機器人體積較小,可進入人類無法抵達的危險場域探勘,亦適合應用於軍事或警方攻堅。
王榮爵認為六足機器人適合於地表崎嶇的場域使用,可輕鬆達成搬運等任務。何懿山也肯定機器人在不同環境的探勘能力,但因經費問題,目前無法耐強酸、強鹼,製作材料也需再強化,未來才能實際應用。