動手動腦實驗室

動手動腦 *Learning by Doing*

“我們不畏懼失敗，透過技術(理論)與實驗(實作)的交叉驗證來創造出更具藝術文化的作品，將來能作為科技界的創新領導人才”

前往研究主題

人工智慧活用精進範例

波士頓動力機械狗Spot

前麻省理工學院教授Marc Raibert創立波士頓動力，宗旨在製造近似人類和動物的先進自動機器人。

波士頓動力（Boston Dynamics）歷經 15 年的研發與改良後，於2019 年正式以亮黃色塗裝的四足機器人又稱「Spot」進入量產。Spot 高 84 公分、重 32.5 公斤，動作敏捷、用途多元且設計線條俐落、步伐輕快穩健且動作流暢，具備良好的協調性與彈性，不管是行走於平滑或崎嶇路面、跑跳、攀爬斜坡或樓梯都相當靈活敏捷，能適應複雜的地形行走自如，靈巧穿梭於狹小複雜的空間。Spot 機身搭載光達、紅外線與立體視覺感測器，能即時繪製 3D 點雲地圖並在行走時偵測與閃躲障礙物。Spot 已被運用於退役核電站、發電廠，工廠、建築工地、以及在海上鑽油平台等。Spot可廣泛運用於巡邏，故障排查、洩漏偵測，並可於不同的天氣與環境下能執行任務，得以協助作業人員執行困難或危險的任務，降低場域環境和任務的安全風險。

臺北科技大學城市科學實驗室共有三台Spot，其中一台放美國波士頓MIT 實驗室，執行兩校兩地實驗室聯合異地同步教學，活用軟體運用，互相學習與精進。Spot 具有光達模組，相機模組與機械手臂。透過ROS 2 教學的整合，未來實驗室將提供機械狗的活用與教學。除了機器學習，影像判斷的研究外，亦將透過做中學，學中做的方式來了解Spot 的高性能機械設計方法與機電整合的策略。可將臺灣學生的人工智慧教學，迅速提升至世界第一級實驗室的專業教學。吸引更多亞洲區優秀學生到臺灣接受國際一級的科技教育，建立臺灣在世界的重要地位。。

教學軟體 ROS 說明

ROS 全名為Robot Operating System，為一套開源的機器人軟體系統框架，旨在縮短機器人的軟體開發，透過統一的框架，開發者們可以共享開發成果，站在巨人的肩膀上，避免重複造輪，進而加速科技發展，目前由開源基金會 Open Source RoboticsFoundation(OSRF) 維護，擁有廣大的開發社群，受世界各地的創客、開發者、公司與研究機構的支持與廣泛應用，由MIT 校友成立的Boston Dynamics，其SPOT 機器狗亦使用ROS 進行開發;Willow Garage 這個組織以開發出PR2 和TurtleBot 2 等機器人而聞名，2008 年時，ROS 正式進入 2.0 的時代，支援Linux 、Windows 與macOS 系統，ROS 將開發語言獨立，並可運用如C++、python 等多種開發語言進行整合。除官方提供機器人導航（Navigation）、定位(Localization)、路徑規劃(Path-planning) 與即時定位與地圖建構演算法 (Simultaneous localization and mapping) 等基礎開發資源外，ROS 另可擴展使用各式開源資源如Google 的開源SLAM庫(Cartographer)，豐沛的開源資源也和ROS 共同組構強大機器人整合開發生態系。每年基金會皆會舉辦ROScon 聚集世界各地的愛好者、開發者、公司與研究機構一起共襄盛舉。

實驗室設備

研發與教學並進，與MIT與國際城市科學實驗室聯盟連結。動手動腦實驗室的研發與教學以ROS 2軟體為主。實驗室配備Turtle Bot 3 作為基礎機器人教具，並提供Boston Dynamics 機器狗，MIT Persuasive Electric Vehicle 無人車，Universal Robotics UR5 機械手臂等高階智慧機器作為複雜機電與人工智慧軟體的整合與運用的研發。實驗室空間為 "活"的實驗室，具有獨立網路與資安設備，並與麻省理工學院緊密合作，提供學生與研究員動手動腦，互相交流與學習。