【機器人隱身術】3D 切換 2D 軟體機器人偽裝皮膚,靈感來自章魚!

近日康乃爾大學的研究人員開發了一款能讓機器人實現隱身的新「皮膚」,下一代的軟體機器人可以在 2D 與 3D 間輕鬆切換,可用於機器人隱身,也可以用來窺探動物行為以開展學術研究,甚至隱秘的軍事行動!
評論
Photo Credit:cornell.edu
評論

本篇來自合作媒體 36kr,INSIDE 經授權轉載。

可伸縮材料在生產生活中的應用越來越廣泛,但是我們好像還無法控制比氣球膨脹更複雜的材料變形。

但在自然界中,有些物種卻做得很好,比如很多頭足類動物(比如海裡的軟氏三雄:章魚、墨魚與魷魚)就可以以毫秒為單位讓皮膚產生分層,藉此來達到偽裝的目的。

受頭足類動物肌肉形態和皮膚結構的啟發, 康乃爾大學的研究人員 最近開發了一款能讓機器人實現隱身的新「皮膚」,其皮膚紋理可以與背景環境完美融合。不過目前這套「皮膚」紋理現在還只能按照研究人員提前設定的圖案顯示,比如凸起的岩石或者類似高麗菜的多肉植物等。

具體來說,研究人員的靈感來自章魚,這種粘稠的生物簡直就是機器人工程師創新的繆斯,因為章魚是自然界名副其實的偽裝大師。其中,一些種類的章魚可以改變膚色,還有一些可以透過控制小肌肉群來快速改變皮膚紋理(形成隆起或褶皺)。

基於對章魚的觀察,研究團隊成員 Pikul 等人將矽樹脂倒入模具,形成與皮膚類似的材質,之後在上面一層放置了一個固定長度的纖維網用來模擬肌肉組織。接著他們按照設定好的圖案用雷射切割網格(清除網狀物以添加矽膠),並在上面澆築更多的有機彈性矽膠,之後整個東西變乾並形成三明治結構。

簡單來理解這個三明治結構的話,從下到上材料依次是:矽樹脂、彈性矽膠和纖維網。纖維網作為局部結締組織起到纖維增強的作用,向中心軸提供力並控制 3D 形狀。而彈性矽膠作為可伸展的軟組織,可以垂直於合成皮膚表面伸縮。

當研究人員向合成皮膚充氣時,它可以從二維(2D)可伸縮表面轉換為 3D 形狀,並膨脹到其目標形狀的 10%那麼大。

然後,研究人員將纖維網刷成了灰色,並按照石頭的圖案把多餘的網狀物切除,之後將矽膠注入進模型中,得到了一塊類似「岩石」的皮膚。他們還畫出了一個綠色的植物圖案,看起來就像一個高麗菜的多肉。

目前,這款皮膚存在的局限是研究人員必須預先規劃好他們想要的物體模型,這在某種程度上限制了機器人的隱身能力。但研究團隊在他們論文的最後寫道:“未來或許可以透過向上或向下撥動網格模型的剛度來改變圖案,繼而改變矽樹脂的形狀。”

有了這套皮膚,下一代的軟體機器人可以在 2D 與 3D 間輕鬆切換。未來,類似這種可以根據設定的圖案進行偽裝的「皮膚」可用於機器人隱身,也可以用來窺探動物行為以開展學術研究,或者用於隱秘的軍事偵查等。


智慧照護新革命!AI 機器人成為智慧醫療助手

高齡化浪潮來襲, 2025 年台灣將步入超高齡社會,65 歲以上人口佔比超過 20%。高齡化加上少子化,衍生勞動力短缺不足,經濟部工業局推動「電子資訊智慧製造服務系統推動計畫」,加速服務型機器人產業發展,借鏡日本智慧長照現況,把科技導入照護場域,提升更好的生活品質。
評論
Photo Credit:經濟部工業局
評論

日本是全球高齡化程度最高的國家,而台灣高齡化的腳步愈來愈快,僅剩不到 5 年的時間準備。因應長期照顧與醫療照護需求,各單位紛紛投入 AI 應用服務,解決人口結構改變問題。綜觀以 AIoT(物聯網 + 人工智慧)為核心的智慧醫療趨勢,可輔助醫療流程、節省人力成本,更提升照護服務效率,為高齡化社會帶來了新的解方。

Photo Credit:經濟部工業局
台日照護機器人交流會邀請各界分享照護機器人開發與應用案例與經驗。

人工智慧產業前景看好

人類壽命越來越長,智慧醫療正逐步顛覆傳統醫療模式,從遠距醫療、機器人、物聯網到穿戴式裝置,龐大潛在商機吸引國際科技大廠投入。台灣醫療服務水準居亞洲領先地位,尤其是資通訊科技實力鏈結全世界,創新能力與解決方案屢屢獲得市場矚目。當人工智慧遇上健康醫療,擴展未來醫療的無限可能,對社會大眾都有切身影響,不僅引領新一波商業浪潮,也創造出更多的照護服務模式。

醫療與科技結合,帶來新變革也帶動數位時代轉型新契機,未來將有更多關於智慧醫療的布局,解決人口高齡化的社會問題。從另一個面向來看,人口快速老化促使長期照護需求,服務人力是建置完整體系的關鍵因素,衛福部在政策面不斷調整適當的滾動式管理。目前長照 2.0 擴增老年照護服務,以及任何年齡的失能身心障礙者,從長照人力需求來說,缺工現象嚴重,照護機器人將成為醫療、長照的主力。

台日照護機器人交流會

為提供台灣照護場域導入智慧科技之契機,在經濟部工業局指導下,服務型機器人聯盟與台灣智慧樂齡照護創新科技產業大聯盟於 5 月 6 日攜手舉辦「台日照護機器人交流會」,邀請各領域專家分享實務現況,作為研發製造與場域運用參考。經濟部工業局林青嶔簡任技正表示,隨著科技迅速發展,智慧醫療創新服務產業生態系逐漸茁壯,5G 落地、AI 應用更多元,機器人正在改革醫療世界。

圖2_經濟部工業局林青嶔簡任技正表示,超高齡社會即將來臨,透過服務型機器人創新科
Photo Credit:經濟部工業局
經濟部工業局林青嶔簡任技正表示,超高齡社會即將來臨,透過服務型機器人創新科技能解決照護人力議題。

「台灣和日本一樣,面臨急速老化的超高齡社會,因此對於熟齡及身障者的照護非常重要。呼應長照 2.0 政策,應用科技打造更多元化、人性化的服務,AI 及智慧機器人的運用更是未來顯學。」林青嶔簡任技正分享觀點,這場交流會聚焦台日相關經驗分享與討論,加速業者與國際連結。台灣具有精密機電與 ICT 產業供應體系的優勢,發展機器人科技的腳步正迎頭趕上歐美日等國家,尤其是服務型機器人產業,將是台灣製造業的明日之星!

圖3_因應疫情,透過網路視訊方式進行交流,雙邊合作討論熱烈。
Photo Credit:經濟部工業局
因應疫情,透過網路視訊方式進行交流,雙邊合作討論熱烈。

促成更多元的服務應用

透過「台日照護機器人交流會」,日本 ATA 協會五島清國部長、日方企業 Reif 與 Whill,以及台方微星科技、全智通機器人、福寶科技分享照護機器人的開發與普及應用現況,透過創新科技解決照護難題。照護機器人的開發,必須掌握使用者需求、符合未來照護趨勢,再藉由實體實驗場域的調校,完美融入生活當中。微星科技、全智通機器人、福寶科技旗下的產品已分別應用於物流、醫療、清潔等領域;因應新冠肺炎疫情的「低接觸」服務型態需求,更加快普及速度。

圖4_日本ATA協會五島清國部長強調照護機器人必須貼近使用者,幫助提升生活品質。
Photo Credit:經濟部工業局
日本 ATA 協會五島清國部長強調照護機器人必須貼近使用者,幫助提升生活品質。

服務型機器人的創新應用在不同領域逐漸成形,經濟部工業局透過政策資源、科專計畫等大力推動服務型機器人產業化,協助企業轉型發展機器人新事業動能或新創公司設立,包括微星、東元、佳世達、凌群等企業。另外,2018 年成立的「服務型機器人聯盟」,由資策會服創所與台灣智慧自動化與機器人協會(智動協會)合作發起,結合政府及民間力量整合產業鏈上中下游資源,共組國家隊搶攻國內外市場。

服務型機器人聯盟今年度規劃「2021 ROBO COM 蘿蔔控」創意實證競賽,延續場域實證的精神,擴大研發能量及市場化企圖。聯盟持續引入資源,推動機器人業者和學研團隊合作,展開技術及實務交流,共同激盪具市場潛力的創新方案。


 「2021 ROBO COM 蘿蔔控」服務型機器人創意實證競賽資訊

  • 報名期間:即日起至 5 月 15 日
  • 競賽期間:6 月 15 日 - 9 月 30 日
  • 報名資格:不限年齡、學生團隊、社會人士、非營利組織、地方社團乃至公司行號都可組隊報名
  • 組隊資格:接受個人挑戰或多人組隊,團體至多6人

立即前往活動報名頁面了解更多!

經濟部工業局 廣告