活靈活現機器人，玩具市場新勢力

6月，美國舊金山，由台灣淡江大學設計的輪型機器人正和韓國隊較勁腿上功夫，淡江的機器人在上下半場10分鐘內踢進了12球，韓國隊則掛零到底。

這是淡江大學參加由韓國高等技術學院教授金鐘煥於1995年發起的「機器人足球聯盟」(FIRA)比賽，每年都有三十多國參加，分為微型機器人、中型機器人、人形機器人等8種組別競賽。

淡江大學得到冠軍的「中型機器人」組，規則很簡單，在四周圍起柵欄、6 × 8平方公尺的場地，將3台機器人放下場後（一台守門、兩台進攻），機器人必須自主獨立行動，找到球並射進對方球門。

會與主人對話的機器人寶寶、收到信眼睛會亮的機器兔子，以及電子寵物海豹與搔癢娃娃。

視覺重於一切

台灣和韓國兩隊的輪型機器人外表看起來大同小異，為什麼得分差這麼多？

「場地上有陽光照進來，色溫改變，球反射出來的光線不在程式設定中，對方的機器人看不到球，就不知道該往那裡走？」淡江大學輪型機器人隊長、電機工程所博士生劉智誠指出，上一場他們和中國青島大學比賽時，也是因為水銀燈的燈光、波長影響到機器人的視覺，只贏了一分，他們立刻調整機器人的視覺系統。

淡江大學設計的四輪機器人，高35公分、重17公斤，底盤有4個輪子、4個足部馬達，可以靈敏控制前進、後退、左右方向，前方有一根電磁吸鐵，以長20公分的線圈環繞，利用磁鐵正負極的吸力來踢球；中間嵌了一台筆記型電腦，頭上還有一個360度全方位影像裝置，全靠這台昂貴的凸面攝影機來找球、辨識球門，決定行進方向。

機器人足球賽場全以國際協定的特定顏色來區隔，譬如橘色球、黃色球門、綠色地板、黑色機器人等，機器人的視覺系統必須判斷色彩，透過影像比對，計算出物體的正確位置，而機器人能否因應場地的光線變化找到不斷在滾動中的球，並且以精準的方向感和力道將球踢出，就是致勝關鍵。

淡江大學的輪型機器人連續兩年得到FIRA「中型機器人組」冠軍；今年更首次捧回難度極高的「人形機器人」組冠軍。

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機器人可以踢贏人嗎？

人形機器人的比賽項目共有7項，包括負重、避障、射門、競走、投籃、舉重、馬拉松等。譬如機器人得揹上一個放了2顆三號電池的小桶子，走一小段路（負重）；連續射5球，看誰踢進的球最多（射門）；高舉兩邊各放了3張光碟片的筷子（舉重）；投籃則為了測試機器人能否辨識籃框和投球的精準度等，最後積分最多者獲勝。

「避障的地形是比賽當天才知道，非常崎嶇，當所有隊伍看到負重項目竟然有階梯、而且每階寬度只有3公分時，更是當場傻眼。我們的機器人還走了4階，其他隊走了一階就摔得七葷八素，」負責人形機器人動作策略的電機所學生胡越陽得意地說。

要讓人形機器人踢球，腳步的靈活最重要，淡江大學的人形機器人一隻腳就放了7個馬達，也就是有7個「自由度」，最後在競走這一項，機器人不負眾望，120公分前進再後退的距離，只用了27秒，打破大會紀錄。

機器人踢足球是機器人研究與人工智慧結合的里程碑。目前世界兩大機器人足球聯盟FIRA、Robocup，透過每年比賽，驗證各國在機器人研發上的實力。

由美、日機器人研究專家組成的Robocup聯盟，更有個遠大夢想，希望在2050年時，讓人形機器人可以像英國足球明星貝克漢一樣，雙腳健步如飛，率領手下的「鐵人」悍將，打贏人類。

別以為這個夢想遙不可及，1997年IBM電腦「深藍」就打敗西洋棋王卡斯帕洛夫；以人工智慧技術進展的速度看來，聯盟認為，50年時間足以讓機器人踢贏人類。

機器人足球賽讓國內大學理工科系學生「玩心」大發，投入不少時間研究，加上國際奧林比亞機器人大賽、中小學林立的機器人社團，等於一致認同機器人是教育價值最高的「玩具」，而這也正是機器人商業化的主力市場。

機器人比賽在台灣校園相當熱門，圖為8月在國立科工館舉辦的國際奧林比亞機器人大賽台灣選拔創意賽，參賽者組裝了一台會偵測出火源並灑水滅火的機器人，相當實用。

最智慧的玩具

機器人玩具的最佳產品是，1998年美商樂高公司與美國麻省理工學院媒體實驗室合作推出的機器人「腦力激盪」系列，獲選為美國「商業週刊」該年度風雲產品，掀起了樂高機器人的風潮。

這組玩具的核心元件「可程式控制積木」，是一個鑲入微晶片的小型電腦，具備了動力系統、機構元件、各種感測器等數百種零件，玩家可利用創意，與傳統樂高積木塊組合成不同造型的機器人推土機、遙控車、昆蟲等，並透過人性化界面為機器人設計動作，受到教育界大力推薦，每年都推出更新版，一組售價上萬元。

除了自行組裝機器人的玩家市場，電子寵物的魅力也不可擋。

美國玩具大廠「美泰兒」將在兒童電視節目《芝麻街》上表演的絨布布偶艾摩商業化，並設計了「擬人化」的動作，一觸摸這隻紅色大毛怪，它就會拍手、彎腰、在地上滾來滾去、前俯後仰狂笑不止，笑果十足，雖然已是10年前產品，但去年在美國耶誕節的銷售旺季仍賣到缺貨。

工研院的調查指出，全球玩具市場約有700億美元，其中傳統玩具佔550億美元，包含機器人在內的電子遊戲佔150億美元。而最大玩具市場──美國的銷量就佔36%，約有250億美元；台灣約有新台幣200億元的市場。

機器人踢足球，全靠識別系統來控制找球、辨識球門，再全力前進射門。但台灣製的機器人摔倒後要靠人扶起，比自己會伏地挺身站起來的日製機器人略遜一籌。

晶片業者打前鋒

玩具的特徵是，生命週期短、有明顯銷售旺季、必須不斷推出新產品、高度重視產品安全性等。兵家必爭的玩具市場是機器人產業的一大商機，而台灣有機會嗎？

「目前台灣機器人產業可以看到產值的，的確是玩具這一塊，玩具靠的是創意、價格普及和核心技術，」台中精機中心總經理詹炳熾指出，台灣的晶片設計技術高超，舉世皆知，包括人形機器人史賓、搔癢娃娃艾摩、任天堂Wii遊戲機和Sony PS3遊戲機，分別採用台商威盛、華邦、原相、創惟等半導體業者的晶片，台灣的晶片設計已經在國際玩具市場嶄露頭角。

去年曾在台北資訊月亮相、搶盡鋒頭的，不是手機、筆記型電腦， 而是美國Ugobe公司投資研發的綠色人工智慧小恐龍Pleo。設計者鍾少男是中、德混血兒，曾擔任電影《侏羅紀公園》的特效控制，爾後為美泰兒公司設計玩具。9年前他設計的電子寵物小精靈菲比，在全球熱賣4千萬個、締造12億美元營收。

瀏覽Pleo的網站資訊，可以發現這隻活躍於侏儸紀時代的圓頂龍，已經被設計者賦予「生命型態」。一星期大的小恐龍，走路一晃一晃，會高興地抬頭搖尾巴、傷心時低頭垂尾，睡覺時會打呼，還會作夢。更妙的是牠認得同類，所以主人要小心，牠可能會被傳染感冒。每一隻小恐龍都是獨一無二的，個性的養成全看主人如何與牠相處、互動，如果牠有個充滿愛心、耐心的主人，牠就會活潑而自信，完全跟教養小孩一樣。

Pleo身上有7個微處理晶片、14個馬達、38個感應器，有視覺、聽覺和觸感，柔軟的橡皮身軀就像一隻活生生的寵物，擬真的程度讓牠還沒上市就造成轟動，據說將由香港鎮泰公司與台灣鴻海集團代工。

「目前問題是，我們缺少玩具品牌，以及殺手級應用的產品，需要更多人才與資源投入，」詹炳熾說，台灣曾是玩具大國，現在又是資訊大國，要賦予玩具業新生命，一定要結合先進的機器人技術，才能再創市場商機。

機器人踢足球，全靠識別系統來控制找球、辨識球門，再全力前進射門。但台灣製的機器人摔倒後要靠人扶起，比自己會伏地挺身站起來的日製機器人略遜一籌。

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