產業訊息
清大研發清華紳士機械手臂 將成照護大幫手
2021-01-15

清華大學動機系特聘教授張禎元領導跨域研究團隊,結合AI人工智慧、生物力學與人因工程,研發出有視覺及觸覺、可模仿人手細緻動作的機器人,能像真人一樣抓球、抽衛生紙,清大校長賀陳弘將其命名為「清華紳士」機械手臂,未來可望成為機器人界的醫療照護先鋒。

清華紳士機械手臂具軟Q功能,張禎元說,機械手臂的軟功能,未來可應用在武漢肺炎的採檢,像現在由人工採樣的工作,可由機器手來代替,因此需準確把棉花棒伸進人的鼻孔或咽喉,因此軟Q功能很重要。

張禎元說,清華紳士機械手臂是模仿人類的手指關節設計,使用氣壓傳動來控制手指彎曲動作,並採用獲得美國專利的演算法晶片來感測手指受到的回饋力道,進行精準的角度測量。

一般機器人抓球或握飲料瓶是機械性地五爪開合抓握;但清華紳士的動作則近似人類般流暢,靠的是先將人類的動作數位化,再傳達給機器人重現,因此可做到如人手般靈活,未來能抱嬰兒,或為病人及老人拍背、翻身。

此外,張禎元團隊也研發一種靠磁場及磁力線改變來感測的壓力感知線,偵測正面、側面等多方向的力量變化,更像真人的手指,且具無死角的七軸手臂,比一般六軸機器手臂靈活度更高,甚至可將手臂反折人類手臂無法伸往的角度,且機器人可自動自由轉動的脖子及3D立體視覺系統。

張禎元是美國卡內基美隆大學機械工程博士,曾任職於美國IBM,專精機械振動。回台任教後,有天太太對電視上會煮菜的機器人很感興趣,他也衝著太太的願望,想做個機器人幫太太煮菜。

張禎元說,台灣已邁入超高齡社會,未來65歲以上的人口將占總人口五分之一,他希望「清華紳士」機器人未來能在醫療、護理、長照、居家幫助長者,除提供醫療照護,最好還能煮飯洗碗。」

張禎元說,清華紳士機械手臂是跨領域合作的結晶,已獲未來科技獎、國家新創獎等大獎肯定。

(自由時報 記者洪美秀)

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