| 由美國國防高新科技計畫署(DARPA)所主辦的DARPA機器人挑戰賽(DARPA Robotics Challenge，簡稱DRC)不久前剛落幕，參賽機器人必須通過開車、下車、開門、開關閥門、破牆、通過瓦礫堆、走樓梯等多道關卡，還有一項在比賽前一天才會公布的任務，到底是哪支隊伍的機器人最快完成救災考驗，獲得200萬美元的高額獎金呢？ |
這是一場由美國國防高新科技計畫署(DARPA)所主辦的救災用機器人過關比賽，主要是受到2011年福島核災的刺激而舉辦，比賽為期三年，期望藉由此提升災難救助機器人的水準。來自南韓科學技術院KAIST的團隊奪下今年的冠軍，笑納200萬美元獎金。
DRC決賽要求半自主的機器人和人類操作員合作，在模擬的災難場景中連續完成8項任務。比賽隊伍來自全球最先進的機器人研發單位，參加比賽的機器人也充滿各種不同系統的設計，可說是一場機器人盛宴。
此次參加DRC決賽的機器人總共有25個團隊（如下圖一所示），其中有兩個團隊TEAM INTELLIGENT PIONEER與TEAM NEDO-HYDRA在比賽前退出，網站上還有每一個機器人的簡介、基本資料與相關影片紀錄比賽過程可以參考，可以從8道關卡考驗參賽機器人的功力如何。
圖一、DRC決賽 – 機器人清單
圖片來源：www.theroboticschallenge.org/teams
8道關卡究竟是那些難題呢？如下圖二所示，任務包含：開車、下車、開門、開關閥門、破牆、通過瓦礫堆、走樓梯，這些都是救災經常會遇到的場景，其中還有一項標示為問號「？」的任務屬於課外題，題目在比賽的前一天才會公布，也就是說，參加的隊伍只能先針對其中的七道關卡進行準備，包括：硬體、軟體、感測、人機操作介面與整合等，還必須有更加完整設計思考，才能在一天之內，讓機器人能具備快速破解未知關卡的能力，避免意外出現的課外題難倒他們的機器人。
圖二、DRC決賽 – 8項任務
資料來源：www.theroboticschallenge.org/overview
而DRC的目標是什麼呢？
由於意外災難的狀況與影響是無法預測的，DARPA設想機器人必須具備四個關鍵能力，以幫助他們適應環境：
一、在惡劣的災難環境中，需具備相當的移動性與靈活度；
二、是能夠操作各種各樣設計給人操作的；
三、能夠輕易地被完全沒受過訓練的人員操作；
四、部分自主任務等級的決策能夠根據操作人員的命令和傳感器的輸入完成任務。
這回比賽拿下大獎的KAIST機器人HUBO，估計造價約在50~100萬美元之間，它具備甚麼特色呢？如下圖三所示，首先，膝蓋上具有主動輪，在平地行走時，可以跟遙控汽車一般的平穩又快速，在比賽中可節省雙足行進的時間，同時也避開人型機器人在行走時須克服的複雜的平衡運算問題，當然這不代表它不能如人類般的雙足行進，只是它具備兩種行進方式可以選擇而已；其次，強力的發電機也是其一大特色，HUBO可以不使用液壓系統，還能具備相當的扭力輸出。
圖三、DRC決賽冠軍 –KAIST機器人HUBO
圖片來源：technews.tw
去年贏得DRC預賽冠軍的SCHAFT參賽機器人S-One（如下圖四所示），具備先進的雙足控制演算法以及特殊馬達，可以穩定輕鬆地行走，不論是爬樓梯、廢墟行走與移除障礙物，都因為穩定的足下功夫而佔盡優勢，當然在施力時的平衡功力也是一絕，SCHAFT目前已經被Google收購。
圖四、DRC預賽 – SCHAFT參賽機器人S-One
圖片來源： buzzorange.com/techorange
談到機器人就不得不提到Google，當年就曾經因為收購八家機器人公司而躍上新聞版面，意外地顯露出Google公司在機器人領域上的意圖，同時也讓機器人這個話題再度被炒熱；近年來，代工大廠富士康，也在大陸崑山採用機器人進行組裝工作取代人力，據報導指出，富士康昆山廠的員工人數，從2013年的11萬人降到2015年的5萬人，而一個工業機器人造價人民幣12萬元，雖然比一名工資人民幣5萬元的工人要高，但是機器人可以24小時工作，誤差小、良率高，還不用擔心它心情不好，想不開跳樓，也不必負擔員工的社會保險，而且3年就可以回本，實在相當具有投資吸引力；再加上DRC這麼多個研究單位的積極投入與技術展現，顯見機器人絕對是未來的重要趨勢之一。
DRC不只是一個比賽平台，藉由參與團隊的表現可以充分了解各國機器人研究單位的實力與成果，透過相互的觀摩學習與交流，促進相關機器人技術的進化，同時也提供後進學習者效法學習的機會，針對每個技術團隊的技術成果、技術文獻與專利作分析，在技術上，快速跟上檯面上的技術團隊，也藉此調整自身的研發方向與策略，佔據未來發展的有利位置。
當然人型機器人還存在著相當的進步空間，也還需要一些時間努力才能實用與普及，不過相關的技術領域，如無人機、掃地機器人、工業機器人等等，早就進入商用市場，替人類服務了，相信不久的將來會有更多的機器人產品問世，現在應該只是一個開始。
參考資料：
- http://technews.tw/2015/06/24/kaist-drc-hubo-robot/
- http://technews.tw/2015/06/08/darpa-robotics-challenge-finals-2015/
- http://www.theroboticschallenge.org/teams
- http://www.theroboticschallenge.org/overview
- http://www.inside.com.tw/2013/12/26/introduction-of-8-robotics-companies-acquired-by-google
- http://www.cw.com.tw/article/article.action?id=5067853#
- http://buzzorange.com/techorange/2014/02/19/google-schaft%EF%BC%81/
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| 作者： |
陳武立 |
| 現任： |
北美智權教育訓練處 研發創新顧問 |
| 經歷: |
工業技術研究院 電子與光電研究所 專案副理
工業技術研究院 光電工業研究所 課長 |
| 學歷: |
國立清華大學 動力機械工程碩士
國立清華大學 動力機械工程學士 |
| 專長： |
專精立體顯示器、噴墨頭、封裝製程等技術領域，並對系統整合有豐富實務經驗與深入研究。 |
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