深究Robot——機械人的五官
何謂傳感器呢?以人類來比喻機械人的話,傳感器正是人類的五官。過去數十年機械人技術進步神速,有自主性、具備簡單思考能力的機械人陸續出現。雖然如此,但這些機械人若要懂得自己決定執行何種任務,和如何執行任務,那還須先對自己的處境完全了解才行,這正是自動控制的概念(詳情可參閱第88期《今日校園》)。而傳感器在自動控制系統是不可或缺的一部份,因此近年傳感器的重要性日漸提高。部份工程學院更將機械人感測技術列作獨立學科。

傳感器的應用

機械人工程師的其中一個夢想,是造出跟人類一樣靈活的兩足機械人。大家有沒有想過一個兩足機械人究竟需要多少個感應裝置來達成平衡身體的目的呢?以筆者喜愛的ASIMO機械人為例,它包括關節角度感應器(Joint-angle sensor)、六軸力度感應器(6-axis force sensor)、加速度感應器(Acceleration sensor)和迴轉儀(Gyroscope,即陀螺儀)等等。關節角度感應器用來辨認關節在各個時刻的位置。六軸力度感應器安裝在手腕和腳腕,手腕的感應器用來感應手部的移動方向和力度,腿部的感應器配合攝影機拍攝得來的映像,決定ASIMO的下一個腳步的位置和方向。加速度感應器及迴轉儀用來感應身驅傾斜和加速的程度以平衡身體。。
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