機器人能做的不只是觀眾!組隊上場打職棒將不再是夢想?
機器人能做的不只是觀眾!組隊上場打職棒將不再是夢想?

新冠病毒打亂了這個世界的腳步,其中也包括棒球迷們殷殷期盼的職棒賽事,原本早該隨著3月春暖花開、揭開序幕的球季,一延再延,所幸台灣的職棒終能突破重圍,在美國、日本、韓國職棒仍在停賽之際,率先在4月12日開打,為世界棒壇注入一針強心劑,同時也在這波席捲全球的狂潮當中,再次為台灣寫下紀錄!

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可惜的是,在疫情揮之不去的陰影之下,台灣職棒也只能採取閉門比賽,少了現場觀眾的搖旗吶喊,感覺上就像是走了味的汽水,空蕩蕩的球場,讓球員打起球來也不盡興,就在這個當下,不正是機器人神救援的時刻到了嗎? 主場位於桃園的樂天桃猿隊不愧是職棒的點子王,除了安排有靜態的人偶、人形立牌擔當球迷之外,還特別與知名的祥儀機器人夢工廠攜手合作,招喚出各式各樣的機器人,大伙換上球衣、球帽加油助陣,瞬間炒熱起觀眾席,順勢也讓比賽更加帶勁!

樂天桃猿_Rakuten Monkeys
樂天桃猿在觀眾席增設桃園在地祥儀機器人夢工廠的「新10號隊友」機器人,機器人應援團及粉絲看板替球員加油,增添看球趣味性。

但一想到機器人所擁有的絕佳運動能力,卻只能坐在場邊加油打氣,會不會覺得有點大材小用?是不是有朝一日,機器人也能登上職棒舞台、一展擊球英姿呢?而這樣的想法僅僅是個遙遠的夢想?還是真有可能實現?

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機器人真的可以上場打棒球?

棒球選手的養成極其艱辛,看看國內一票年輕好手在美國小聯盟一蹲就是好幾年,還不見得上得了大聯盟就可窺知一二,種種高難度的技巧可不是機器人輕易學得來!

就拿球場上最令人屏氣凝神的投打對決來看,頂尖的投手,像是曾經幫助芝加哥小熊隊拿下睽違108年世界冠軍的火球男Chapman,或是當紅的日本球星大谷翔平,直球速度動輒飆破160公里,球一出手,約莫只要0.4秒就會進到本壘板,簡直就像電光火石一般,況且投手可不會乖乖地猛丟直球,肯定是指叉球、曲球、伸卡球等交叉運用,就是要給打者來個出奇不意,情勢如此險峻,你覺得機器人有可能打得到球嗎?

可千萬不要低估機器人工作者的企圖心,交通大學電控所蕭得聖教授所領導的團隊就長期鑽研棒球機器人,他們的目標還不只是讓機器人打得到球而已,要打就是要打安打,這要如何辦到呢?

如何打造「眼明手快」的棒球機器人?

蕭教授提到幾個關鍵點,第一步當然是要能看準來球,所謂工欲善其事必先利其器,為了能即時量測球體在三度空間中的飛行軌跡,超高速雙眼攝影機是一定要的,以現今技術來看,如果肯砸下重本,連來球的縫線都能看得一清二楚;球能看得準,接下來就要有本事將球打出去,這可以依據球的質量、慣量、以及速度,大致估算出球衝擊球棒時的動量大小,如此一來,在設計機器人手臂時該採用何種材質,所採用的馬達必須能輸出多大力距,也就有個底。

歷經這般的打造,機器人可說已經是既「眼明」、又「手快」,但這兩者之間還需要再經過一個磨合的過程,目的就在於讓眼睛的觀察和手臂的揮擊能夠建立在共同的基礎上,不至於各行其事,也因此攝影機與機器臂間的訊號傳遞必須同步,彼此之間也需要進行校正,目標就是要達到全然的「手眼協調」。

來到最後的關鍵點,別忘了!蕭家機器人的外號是安打製造機,這箇中秘訣究竟為何呢?蕭教授就給了一句話,精準地預測球通過本壘板時的位置與速度,聽起來的確很有道理,問題是要如何才能夠辦得到?

這就得仰賴有個能夠精準預測球體飛行軌跡的模型,這也正是研發棒球機器人的決勝點,哪個門派的模型較準確,誰就是贏家。蕭教授特別提到,球在飛行時,不單只是直線前進,還帶有旋轉,因此在建立模型時,必須考慮到重力以及空氣阻力對於不同球路的影響,更何況投手還會特意加料,利用球的縫線給些變化,要能一一釐清這些複雜的因素,絕對需要真功夫,其中的眉角就請大家請教蕭教授了。

有了球體飛行預測模型,機器人就可以上場了,先利用攝影機快速取得投手球剛離手時的幾張影像,將它們輸入到模型、計算出完整的球體飛行軌跡,靠著精準的預測撐腰,一切了然於胸,接下來,機器人就可以好整以暇,輕鬆地看著球落到設定好的位置,穩穩地以最佳的出手角度與力道,豪邁地賞它一支精彩的安打!

期盼有朝一日的「人機棒球大戰」!

雖說職業運動早已不只是單純的休閒娛樂,現代人的工作繁忙、人際關係又疏離,許多人轉而寄情於所屬城市的球隊,它維繫著彼此的情感,甚至成為了生活的重心,像是王建民、陳金鋒、陳偉殷等家喻戶曉的球星,或是身披藍白戰袍的中華隊,總能在無數的清晨、夜晚牽引著你我的心。

沒有球賽的日子,對球迷來說真的是很難挨啊!現階段,我們當然不會寄望機器人能夠取代球星,但是單單仰賴虛擬的電玩球賽一解相思之苦,實在很不過癮!是不是能來場實體的機器人棒球賽,甚至是舉辦一場人與機器人的棒球大戰呢? 還記得年初鬧得沸沸揚揚、美國大聯盟休士頓太空人隊的「偷暗號事件」嗎?在這裡,我可以向大家保證,機器人打棒球絕對不會、也不需要偷暗號,一定是光明正大硬碰硬的對決!

責任編輯:陳建鈞

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關鍵字: #機器人
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告別電動車過熱,增長儲能系統壽命!愛盛科技AI感測技術就在身邊
告別電動車過熱,增長儲能系統壽命!愛盛科技AI感測技術就在身邊

「電流過大,可能引發電池過熱甚至火災;而若無法精確偵測微小電流,則容易造成過充,進而影響電池的健康狀態與使用壽命。這樣的極端變化,正是電流感測技術面臨的核心挑戰。」愛盛科技董事長暨執行長賴孟煌破題點出這項挑戰。面對電動車或儲能系統的場域,電流偵測的量程與精度攸關安全與效能表現。愛盛科技選擇以臺灣為基地,憑藉新世代磁感測技術切入市場,成為全球少數能同時兼顧「大量程、高靈敏度」與「超低功耗」需求的感測晶片設計公司 。

從無人機到電動車,愛盛科技打造全方位感測方案

成立於2011年的愛盛科技,長期專注於新世代磁感測技術,在市場上也已累積多項專利技術,建立起堅實的技術與智慧財產權基礎。其核心優勢包含3D平面化的穿隧式磁阻(Tunneling Magnetoresistance; TMR)、異向性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance; AMR)感測器、霍爾元件(Hall Effect Sensor)與高感度的磁通門感測器(Fluxgate Magnetometer),再搭配自研的ASIC訊號處理晶片(Application Specific Integrated Circuit; ASIC) 與AI演算法,構築出完整的感測解決方案。

簡單來說,愛盛科技的磁感測器就像電子世界的「耳朵」,能精準感應極微小的磁場變化,並即時轉換為電子訊號。

賴孟煌指出,磁感測技術最早應用於導航,例如電子羅盤,協助無人機與手機實現精確方位角。愛盛自2016年起打入無人機市場,憑藉優異的抗磁干擾設計,目前其電子羅盤感測器在全球無人機市場市佔率已達七成以上,穩居領導地位。隨後,團隊更將技術延伸至電流感測,透過間接偵測電流產生的磁場,有效掌握電池充放電狀態,應用遍及電動車的車載充電器(On-Board Charger ; OBC)和儲能系統,其nA等級的穿隧式磁阻電源開關使用於醫療裝置與智慧穿戴產品。此外,其微型角度感測器亦被國際品牌採用於手錶旋鈕、滑鼠滾輪與遊戲控制器,具備非接觸式操作與高耐用性,成功取代傳統機械式零件。

近年隨著電動車產業快速發展,對電動車的電池管理與馬達控制的精準度要求日益提升,電流感測技術的重要性也隨之攀升,愛盛科技也從中發掘了新的市場契機。賴孟煌指出,電動車系統中的電流變化極為劇烈,從待機時低至小於1安培的電流,到加速時可能瞬間飆升至400甚至600安培的峰值電流,這對傳統電流感測器來說,是極大的挑戰。「大量程與高靈敏度往往難以兼得。若設計用於偵測極小電流,便難以應對高電流的情境;反之,若強調大量程,則在微小電流的解析度上則可能不足。」他表示。

發現了市場上的痛點後,愛盛科技選擇以其獨特的「複合式感測器」架構搭配「AI演算法」來解決這個難題。他們將多個不同靈敏度的感測元件巧妙地整合成單一系統單晶片(System on Chip; SoC),並透過內建AI模組,即時判斷目前電流所處的狀態(大電流或小電流),動態切換不同感測元件的權重,進行參數的最佳化與即時調整。賴孟煌表示,這樣不僅可減少後端中央處理器(Central Processing Unit; CPU)的運算負擔與延遲,更能在毫秒間完成精準判讀,有效避免因電流異常導致系統失效或引發火災等關鍵問題 。

複合式電流感測器整合了多個高低靈敏度的感測元件以實現高精度和大量程電流測量。
圖/ 數位時代

打造「會思考的感測器」,解決車用高電流環境下的風險監控難題

「簡單來說,我們讓AI感測器就像有了智能一樣,會依電流強度自動切換最合適的感測模式,確保在各種動態情境下都能輸出最精準、最可靠的電流數據。」賴孟煌補充。也正因為長期在磁感測技術上的累積與持續創新,愛盛科技得以從既有產品線延伸,投入「電動車用人工智慧複合電流感測晶片」的開發,並成功獲得經濟部產業發展署「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(晶創IC補助計畫)支持。該計畫在國科會協調與經濟部及相關部會共同合作所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」的框架下,透過實質資源引導業者前瞻布局AI、高效能運算與新興應用等高值化關鍵技術,進一步強化臺灣 IC 設計產業的國際競爭力與整體韌性,也讓愛盛能加速AI複合式電流感測晶片研發,為下一代電動車與智慧能源系統奠定關鍵基礎。

然而,進入電動車與儲能系統後,愛盛科技也面臨全新挑戰:這些場域的電流變化範圍極大,從小於1安培到數百安培不等,對感測器的量測能力提出更嚴苛要求。這正是愛盛科技進一步思考「高解析度」與「大量程」能否同時兼得的起點,也為其AI電流感測技術的誕生鋪設契機。「我們不是從零開始,而是站在過去的客戶基礎上,把技術推進到下一個世代」賴孟煌強調。

愛盛科技此次申請晶創IC補助計畫的技術主軸,是一顆符合AEC-Q100車規認證、導入AI演算法的複合式電流感測晶片。賴孟煌說,這項產品整合多通道感測架構與即時AI判讀能力,目的是在車輛充電、動力轉換、電池管理系統(Battery Management System; BMS)等核心應用中,提供更穩定的電流監控能力,這不只是技術突破,更是企業在智慧能源領域的關鍵布局。

愛盛科技從既有客戶需求延伸,計畫將產品線擴展至車載充電器和儲能設備市場,積極擴大產品組合和市場空間,展現在半導體產業的深耕與宏大願景。
圖/ 數位時代

愛盛科技早已憑藉其漏電流感測晶片打入歐美、韓等多家車廠的供應鏈。這次的AI複合式電流感測器,正是從原有的客戶需求延伸而來,並計畫拓展至車載充電器(On-Board Charger; OBC)與儲能設備等市場,擴大產品組合與提升毛利空間。賴孟煌表示,之所以能快速推進研發與產品化,與臺灣強大的半導體供應鏈密不可分。愛盛科技善用在地資源加快量產速度,此外,也積極與台大合作取得穿隧磁阻技術的初期研發基礎,進一步開發出符合商用需求的產品。「臺灣有最強的製造環境,我們要做的,是把它變成自己的技術優勢,」賴孟煌說。

面對電動車、儲能、智慧工業與醫療等多元市場,愛盛科技將持續深化磁感測與AI的整合技術,朝更高精度、更高可靠性、模組化平台前進。

未來3到5年,愛盛預期電動車與儲能將是主要成長動能。其AI電流感測平台,也將進一步延伸至智慧能源管理系統、高階工業伺服馬達、甚至軍用與航空等高可靠場域。藉由持續強化SoC整合能力與AI模組設計,愛盛科技將力求在國際感測市場中,扮演能見度更高的角色。「我們的願景,是讓世界聽見臺灣感測技術的聲音,真正把感測做到『聰明又可靠』,推動淨零、智慧與永續的未來,」賴孟煌有信心的說。

|企業小檔案|
- 企業名稱:愛盛科技
- 創辦人:賴孟煌
- 核心技術:磁場感測晶片開發之領導廠商
- 資本額:新台幣3億元

|驅動國內 IC 設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作,所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵國內業者往 AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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