清華機器人有雙溫柔手 醫療照護都上手

機械手臂已普遍應用於生產製造，但若要應用於護理及復健，則必須突破手部動作不夠靈巧的瓶頸。清華大學動機系特聘教授張禎元領導跨域研究團隊，結合AI人工智慧、生物力學與人因工程，研發出有視覺及觸覺、可模仿人手細緻動作的機器人，能像真人一樣抓球、抽衛生紙。

清華大學校長賀陳弘將這個百分之百台灣設計、製造的擬人雙手機器人命名為「清華紳士」(Tsing-Hua Gentleman)，期許他能以精巧溫柔的動作（gentle touch）成為機器人界的醫療照護先鋒。

清華紳士配有一「硬」一「軟」的雙手臂，「硬」手有力，「軟」手則要夠「軟Q」。張禎元坦言，軟要比硬還難得多，比如應用於新冠肺炎的採檢，機器手得把棉花棒伸進人的鼻孔或咽喉，「動作要輕柔且準確，感受到一定的回饋力道就必須收手，否則就可能破皮流血。」

張禎元解釋，清華紳士的軟性手模仿人類的手指關節設計，使用氣壓傳動來控制手指彎曲動作，並採用獲得美國專利的演算法晶片來感測手指受到的回饋力道，並進行精準的角度測量。

一般機器人抓球或握飲料瓶是機械性地五爪開合抓握；但清華紳士的動作則近似人類般流暢，靠的是先將人類的動作數位化，再一步步教給機器人重現。張禎元指出，機器人雙手要做到如人手般靈活，未來才能抱嬰兒，或為病人及老人拍背、翻身。

「清華紳士」是清華大學動力機械、電機、資工教授跨領域合作的結晶，張禎元負責機電整合與結構設計，機器人的「腦」則由資工系教授金仲達、副教授黃稚存、副教授朱宏國以及電機系特聘講座教授吳誠文、教授劉靖家主導研發。應用於清華紳士的多項關鍵研發突破，也獲未來科技獎、國家新創獎等大獎肯定。

此外，張禎元也特別感謝科技部半導體射月計畫的支持，及工研院機械與機電系統研究所合作開發七軸機械手臂。