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台灣光華電子報-活靈活現機器人,玩具市場新勢力(2007/10/24)
活靈活現機器人,玩具市場新勢力
文‧滕淑芬 圖‧莊坤儒

2050年全世界足球迷拭目以待的盛事:機器人足球隊能否踢贏真人?機器人踢足球、益智型組裝機器人、活靈活現的電子寵物,將是機器人「玩心」產業的最大商機。

6月,美國舊金山,由台灣淡江大學設計的輪型機器人正和韓國隊較勁腿上功夫,淡江的機器人在上下半場10分鐘內踢進了12球,韓國隊則掛零到底。

由韓國高等技術學院教授金鐘煥於1995年發起的「機器人足球聯盟」(FIRA)比賽,每年都有三十多國參加,分為微型機器人、中型機器人、人形機器人等8種組別競賽。淡江大學得到冠軍的「中型機器人」組,規則很簡單,在四周圍起柵欄、6 × 8平方公尺的場地,將3台機器人放下場後(一台守門、兩台進攻),機器人必須自主獨立行動,找到球並射進對方球門。

台灣和韓國兩隊的機器人外表看起來大同小異,為什麼得分差這麼多?「場地上有陽光照進來,色溫改變,球反射出來的光線不在程式設定中,對方的機器人看不到球,就不知道該往那裡走?」淡江大學輪型機器人隊長、電機工程所博士生劉智誠指出,上一場他們和中國青島大學比賽時,也是因為水銀燈的燈光、波長影響到機器人的視覺,只贏了一分,他們立刻調整機器人的視覺系統。

淡江大學設計的四輪機器人,高35公分、重17公斤,底盤有4個輪子、4個足部馬達,可以靈敏控制前進、後退、左右方向,前方有一根電磁吸鐵,以長20公分的線圈環繞,利用磁鐵正負極的吸力來踢球;中間嵌了一台筆記型電腦,頭上還有一個360度全方位影像裝置,全靠這台昂貴的凸面攝影機來找球、辨識球門,決定行進方向。

機器人足球賽場以國際協定的特定顏色來區隔,橘色球、黃色球門、綠色地板、黑色機器人,機器人的視覺系統必須判斷色彩,透過影像比對,計算物體的正確位置,而機器人能否因應場地的光線變化找到不斷滾動中的球,以精準的方向感和力道將球踢出,是致勝關鍵。

淡江大學的輪型機器人連續兩年得到FIRA「中型機器人組」冠軍;今年更首次捧回難度極高的「人形機器人」組冠軍。

人形機器人的比賽項目共有7項,包括負重、避障、射門、競走、投籃、舉重、馬拉松等。

「避障的地形是比賽當天才知道,非常崎嶇,當所有隊伍看到負重項目竟然有階梯、而且每階寬度只有3公分時,更是當場傻眼。我們的機器人還走了4階,其他隊走了一階就摔得七葷八素,」負責人形機器人動作策略的電機所學生胡越陽得意地說。

要讓人形機器人踢球,腳步的靈活最重要,淡江大學的人形機器人一隻腳就放了7個馬達,也就是有7個「自由度」,最後在競走這一項,機器人不負眾望,120公分前進再後退的距離,只用了27秒,打破大會紀錄。

機器人踢足球是機器人研究與人工智慧結合的里程碑。目前世界兩大機器人足球聯盟FIRA、Robocup,透過每年比賽,驗證各國在機器人研發上的實力。

由美、日機器人研究專家組成的Robocup聯盟,更有個遠大夢想,希望在2050年時,讓人形機器人可以像英國足球明星貝克漢一樣,雙腳健步如飛,率領手下的「鐵人」悍將,打贏人類。別以為這個夢想遙不可及,1997年IBM電腦「深藍」就打敗西洋棋王卡斯帕洛夫;以人工智慧技術進展的速度看來,聯盟認為,50年時間足以讓機器人踢贏人類。

機器人足球賽讓國內大學理工科系學生「玩心」大發,投入不少時間研究,加上國際奧林比亞機器人大賽、中小學林立的機器人社團,一致認同機器人是教育價值最高的「玩具」,而這也正是機器人商業化的主力市場。

1998年美商樂高公司與美國麻省理工學院媒體實驗室合作推出的機器人「腦力激盪」系列,獲選為美國「商業週刊」該年度風雲產品,掀起了樂高機器人的風潮。這組玩具的核心元件「可程式控制積木」,是一個鑲入微晶片的小型電腦,具備了動力系統、機構元件、各種感測器等數百種零件,玩家可利用創意,與傳統樂高積木塊組合成不同造型的機器人推土機、遙控車、昆蟲等,並透過人性化界面為機器人設計動作,受到教育界大力推薦,每年都推出更新版,一組售價上萬元。

除了自行組裝機器人的玩家市場,電子寵物的魅力也不可擋。

美國玩具大廠「美泰兒」將在兒童電視節目《芝麻街》上表演的絨布布偶艾摩商業化,並設計了「擬人化」的動作,一觸摸這隻紅色大毛怪,它就會拍手、彎腰、在地上滾來滾去、前俯後仰狂笑不止,笑果十足,雖然已是10年前產品,但去年在美國耶誕節的銷售旺季仍賣到缺貨。

兵家必爭的玩具市場是機器人產業的一大商機,而台灣有機會嗎?

「目前台灣機器人產業可以看到產值的,的確是玩具這一塊,」台中精機中心總經理詹炳熾指出,台灣的晶片設計技術高超,舉世皆知,包括人形機器人史賓、搔癢娃娃艾摩、任天堂Wii遊戲機和Sony PS3遊戲機,分別採用台商威盛、華邦、原相、創惟等半導體業者的晶片,台灣的晶片設計已經在國際玩具市場嶄露頭角。

去年曾在台北資訊月亮相、搶盡鋒頭的,不是手機、筆記型電腦, 而是美國Ugobe公司投資研發的綠色人工智慧小恐龍Pleo。設計者鍾少男是中、德混血兒,曾擔任電影《侏羅紀公園》的特效控制,爾後為美泰兒公司設計玩具。9年前他設計的電子寵物小精靈菲比,在全球熱賣4千萬個、締造12億美元營收。

瀏覽Pleo的網站資訊,可以發現這隻活躍於侏儸紀時代的圓頂龍,已經被設計者賦予「生命型態」。一星期大的小恐龍,走路一晃一晃,會高興地抬頭搖尾巴、傷心時低頭垂尾,睡覺時會打呼,還會作夢。更妙的是牠認得同類,所以主人要小心,牠可能會被傳染感冒。每一隻小恐龍都是獨一無二的,個性的養成全看主人如何與牠相處、互動,完全跟教養小孩一樣。Pleo身上有7個微處理晶片、14個馬達、38個感應器,有視覺、聽覺和觸感,柔軟的橡皮身軀就像一隻活生生的寵物,擬真的程度讓牠還沒上市就造成轟動。

「我們缺少玩具品牌及殺手級應用的產品,需要更多人才與資源投入,」詹炳熾說,台灣曾是玩具大國,現在又是資訊大國,要賦予玩具業新生命,一定要結合先進的機器人技術,才能再創市場商機。

(本文節錄自台灣光華雜誌2007年10月號)

2050年機器人將上場與真人對峙,淡江大學先行練兵,今年榮獲「中型(輪型)」與「人形」機器人雙組冠軍。
機器人踢足球,全靠識別系統來控制找球、辨識球門,再全力前進射門。但台灣製的機器人摔倒後要靠人扶起,比自己會伏地挺身站起來的日製機器人略遜一籌。
機器人比賽在台灣校園相當熱門,圖為8月在國立科工館舉辦的國際奧林比亞機器人大賽台灣選拔創意賽,參賽者組裝了一台會偵測出火源並灑水滅火的機器人,相當實用。

  1. 玩具的特徵是,生命週期短、有明顯銷售旺季、必須不斷推出新產品、高度重視產品安全性等。
    Among the characteristics of the toy market are a short product life cycle, a well-defined high season for sales, the need to constantly roll out new products, and a strong emphasis on product safety.
    ◎ to roll out.. 推出(新產品、政策、方案)
    Sony will roll out a new mp3 player next month.


  2. 目前台灣機器人產業可以看到產值的,的確是玩具這一塊。
    Toys are certainly an area in which Taiwan's robot manufacturers are making their presence felt.
    ◎ to make presence felt 受到矚目、關注
    The young Taiwanese artist made his presence felt in the New York art world shortly after he arrived there.

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