益眾科技與崑山科大應用NI軟硬體建構圖控式AI機器人(狗)

Author(s):
林 俊宏 - 崑山科技大學
呂 和修 - 崑山科技大學
林 琦閔 - 崑山科技大學
謝 澄漢 - 益眾科技股份有限公司
鄭 吉麟 - 崑山科技大學
余 任豐 - 益眾科技股份有限公司
盧 錦宏 - 崑山科技大學

Industry:
University/Education, Machines/Mechanics

Products:
Data Acquisition, PXI/CompactPCI, LabVIEW, Vision Development Module

The Challenge:
目前的圖控式軟體控制機器人來說，LEGO機器人是目前很受歡迎的產品，從小朋友到大人，只要對積木有興趣者，學會軟體流程控制，便很快可以去控制一台LEGO NXT，然而，許多機器機構是會隨著應用面而使用不同的感測器或是功能性的控制器，LEGO NXT在這方面就有所限制。

The Solution:
我們使用AI馬達組裝成機器狗（人），以各領域習慣用控制器做為控制核心，只要有提供串列介面，不受限於控制器功能，透過LabVIEW作為控制與分析平台，不但可以單機控制機器人動作，並且以網路元件可以進行遠端網監控機器人，同時，搭配生理訊號模組，更可以達到未來輔具的功能。

本文榮獲2007第六屆虛擬儀控徵文比賽產業組佳作

摘要:

2005年日本愛知世博會以機器人為主題，機器人種類及樣式新穎，整合各先進領域技術，引起全球極大的迴響與注意，會場推出實際負責清掃、警備及接待等類型機器人產品，從2005開始到2020年，智慧型機器人更是已經列入我國重大產業發展目標，因此，機器人機構、機器人控制器、感測器等等廠商所看到的是未來機器人的市場與應用方向，無不積極地跨領域欲求整合以達到宣傳之作用，以目前的圖控式軟體控制機器人來說，LEGO機器人是目前很受歡迎的產品，從小朋友到大人，只要對積木有興趣者，稍學會軟體流程控制，便很快可以去控制一台LEGO NXT，然而，許多機器機構是會隨著應用面而使用不同的感測器或是功能性的控制器，LEGO NXT在這方面就有所限制。

我們推廣AI馬達的原因是，它可以組合成您要的機構，如機器人或是機器狗，同時，它的控制方法僅是透過串列線的並聯，每個馬達有一個串列輸入有一個串列輸出，您只要下指令給某個編號馬達，它便能精確的控制轉動的角度，如果要線上操控，可以省下控制器的經費。在本題目中，針對目前市場需求與未來產業之走向，我們提出(一)產業用-居家照護監控機器人(狗)，(二)研究用-生理訊號控制機器人(狗)。

(一)產業用-居家照護監控機器人(狗)；隨著高齡化社會的來臨與居家照護的重要性，居家照護系統能夠提升降低照護人員之負擔。看護服務機器人是其中一項重要的服務，其概念上是在近端居家的照護機器人上安裝攝影機以及無線通訊裝置，遠端觀看者可以透過網路連結到近端居家的電腦透過藍芽無線通訊與照護機器人連線，機器人中配備的網路攝影機，可將影像傳回遠端，遠端觀看者可控制機器人在居家環境中自由走動，同時藉由即時的畫面影像了解家中被看護人的狀況。同時，與過去研究學者提出的不同的是，AI機器人將提供較空間的機動性以符合全方面的照護，而同時機器人因體積較小也較以往的造型親切可愛，讓居家長者與被看護者不覺得陌生。

(二)研究用-生理訊號控制機器人(狗)；去年本公司跟台大應力所與崑山科大電子系合作並成功技轉了“虛擬醫用儀表(VBI)教具技術”，內容包含了四大生理模組(ECG、EMG、EOG、EEG)，開始涉入了醫療輔具的市場，國外已開發用腦波訊號去控制機器手臂(斷臂人)，在我們的應用上，我們也期許透過基礎生理訊號透過LabVIEW強大的程式解析後，能夠控制AI機器人的動作。

本系統AI機器人程式架構如下圖，我們透過LabVIEW建置一個AI機器人(狗)的編輯面板(A、線上編輯模式)，您可以透過藍芽無線通訊即時觀看馬達的變化，並且可以編織您想要的動作(如左轉、右轉、握手、坐下等等)，加以存檔，再透過控制面板(B、線上控制模式)以藍芽無線操控您的機器人(狗)，我們提供了跟LEGO一樣有即時動態影片，讓您了解機器人(狗)將會執行的動作。我們期望該系統能夠讓大家開始了解機器人制動原理，讓使用者親自去編輯自己想要的動作，同時，也可以讓大家開始了解生理訊號的奧妙，去激發更多人開發殘障輔具的，以幫助更多人。

 

結論

        我們透過LabVIEW建置機器狗編輯面板，搭配藍芽無線通訊即時觀看馬達的變化，並且可以編輯您想要的動作後存檔，且能以藍芽無線操控您的機器狗，控制介面提供了即時動態影片，讓您了解機器狗將會執行的預覽動作與無線攝影機所拍攝到的即時影像。同時，利用LabVIEW Web Publishing的功能，讓使用者能利用遠端的電腦，透過網路連線到主機，即時的線上操控機器狗並將無線攝影機所拍攝到的影像，即時的顯示在遠端的電腦上。未來，您可以利用這個平台，進行機器人的控制，監控與生理遙控機器人，善加使用LabVIEW圖控設計，能讓台灣機器人的產業不斷有新的創意出現。

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林 俊宏
崑山科技大學
Tel: 06-2056237
s5188@mail.ksu.edu.tw

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