高雄大學電機系開發智慧影像辨識機器手臂

2019-02-23 09:30

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國立高雄大學電機工程學系教授吳志宏(左二)成功做到了,以「深度學習」技術架構,自主開發具智慧影像辨識功能的機器手臂。(圖/徐炳文攝)

國立高雄大學電機工程學系教授吳志宏(左二)成功做到了,以「深度學習」技術架構,自主開發具智慧影像辨識功能的機器手臂。(圖/徐炳文攝)

「人工智慧(AI)」最後一哩路,就是落實在日常生活及應用到多種場景,國立高雄大學電機工程學系教授吳志宏成功做到了,以「深度學習(Deep Learning)」技術架構,自主開發具智慧影像辨識功能的機器手臂,可聰明分辨不同物體並選取利用,突破傳統定點限制,目前已能辨識夾取蔬果作物、螺絲扣件、生產仿生膠帶等,體現多方應用價值。

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「智慧影像辨識機器手臂」發表自高雄大學電機系教授吳志宏所主持之「智慧計算與應用實驗室(ICAL)」,吳志宏同時身兼「人工智慧研究中心」執行長,開發成員包括專案經理陳詣翰、碩士生温宗彬、陳文盛、王嘉均、賴正齡,以及專題生張育仁、劉信銘、陳子伃、賴愉婧、林佩萱、張涵茵、李宗翰、江昀融、郭九億、吳御熊。

吳志宏表示,傳統型機械手臂的控制程式多半是寫死的,有固定套路且需依序執行,臨時改變標的物、料件數量或位置就可能導致停擺當機。智慧機器手臂展現軟硬體整合成果,手臂(硬體)導入AI訓練(軟體)後,可以自行看見、看懂(辨識)以及自動執行夾取分類,只要標的物在它視線所及、運作範圍內,不須刻意定位皆可正確完成。

手臂聰明靈活關鍵 高解析度攝影鏡頭

吳志宏指出,使機器手臂聰明靈活的關鍵是搭載高解析度攝影鏡頭,並且透過Deep Learning技術架構自主開發專屬影像辨識技術,包括建立物體「標準影像資料庫」與「通用計算模型」,教導手臂認識及夾取物體。

步驟為先對檢測物體拍攝多張標準圖片、形成「標準影像資料庫」,接著從中萃出特徵佐以多種像素計算法,其中最高者做為「通用計算模型」,一連串過程稱之為「訓練」。優點除了大幅縮短辨識時間,同時偵測出物體擺放角度、深度、位置,進而控制手臂做出夾取分類動作。

吳志宏提到,應用於工業生產,配合高雄扣件產業需求,智慧機器手臂可百分之百正確分類出不同頭型、長短的螺絲螺帽,並可再進一步訓練檢測品質提高良率。

他也與校內化材系教授鍾宜璋合作,將機器手臂導入鍾宜璋的仿生無膠膠帶(章魚腳)製程,取代人工既省時又更精準。生活應用方面,機器手臂已學會辨識蘋果、花生、蒜頭、栗子,即便混雜排列仍可一一夾取分類,難不倒它。

提升工業產線精度與彈性 更人性化

吳志宏強調,此技術不僅大幅提升工業產線精度與彈性,搭上智慧製造趨勢,也可應用在服務型機器人,推廣至一般民眾生活如居家照護輔助。此外,團隊的影像辨識技術還有更新學習、修正改善的能力,隨著辨識成功回饋資料改善資料庫,提升辨識準確度與穩定度,改善傳統必須重頭分析的缺點,尤其現在已導入聲控功能,使機器手臂更聰明、更人性化。

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