上下肢外骨骼機器人與全方位導覽機器人研發

上下肢外骨骼機器人與全方位導覽機器人研發

2022年 10月 24日

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上下肢外骨骼機器人與全方位導覽機器人研發

國立勤益科技大學

技術說明

上下肢外骨骼機器人，整體機構所採用重量較輕的鋁合金製成，驅動設備所採用功率較大的馬達與扭力矩較強大的減速機，我們模仿人體各個關節相對位置，並在每個關節上我們均由一個獨立的馬達為主體，配合各關節所需的減速機比例來執行上下肢外骨骼的動作，因此下肢外骨骼機器人共有六個自由度，上肢外骨骼機器人也有四個自由度，其中為了使外骨骼機器能配合使用者，可調整各個關節機構長度，此客製化的設計可增進使用者對上下肢外骨骼的舒適性，再搭配C#設計的人機介面，讓使用者較容易操作。至於全方位導覽機器人部分，使用的是Velodyne光學雷達，具有將其雷射光達的機械掃描方式由雷射發射器的發射器元件板和檢測反射光的檢測器板的疊層結構組成，且透過反射鏡和聚光透鏡發射和接收雷射脈衝光，每個發射器每秒發射數萬或數十萬個雷射脈衝，也意味著，有多達100000個雷射脈衝在1秒內完成從雷射器上的發射器到被測量的物體的往返行程，並返回到光達上位於發射器附近的接收器，從而形成產生完整的點雲。並由一般常見的2D地圖換成以加強強調環境特徵的3D地圖，並且使用粒子濾波進行定位，最後以3D SLAM相關技術完成全局導航定位。

使用情境

以上下肢外骨骼機器人來說，主要目的是輔助因病導致偏癱患者日常生活，例如: 起立、坐下、行走，給予合適的輔助力能減緩病患負擔與更有效率的執行復健相關動作。

以全方位導覽機器人來說，主要利用光達所產生出的3D點雲圖結合3D SLAM算法建立出強調室內環境特徵的3D定位導航地圖，來面對擁有複雜地形的室內或是戶外環境。

聯繫窗口 : 人工智慧產學研聯盟

TEL : 07-6955575

E-mail : narlabsaiiaa@gmail.com

黃國興教授

單位：電子工程系

研究領域：智慧機器人、GPS/INS整合定位導航、模糊控制應用

學術專長：電機控制、電子導航、機電整合、消費性電子、行動機器人控制、機器人定位導航、外骨骼機器人控制應用

本實驗室的指導教授為黃國興教授，目前所指導碩士班共3人，主要研究方向為點餐服務機器人、智慧型機器人、GPS/INS導航整合、語音辨識與合成、機器人導航與定位、關節型機器手臂、影像辨識與3D定位、嵌入式系統、生產線智慧化SCARA工業機器人、迎賓導覽機器人、醫療型上下肢外骨骼，近五年的研究計畫為智慧半人型與人共生服務機器人之研製、以影像辨識自動校正光學尺偏心誤差技術研發、銀髮族健康照護服務系統應用、前瞻智慧外骨骼機器人研發、智慧整合上下肢外骨骼機器人研發、智慧上下肢外骨骼強化學習整合研發、全方位導覽機器人研發。