從創意觀點導入智慧應用的經驗與分享

南台科技大學 電機系教授許毅然

南台科技大學電機系教授許毅然，以過去帶領南台科技大學學生參加全國性與國際性比賽100多項經驗，為在場業界介紹一些許多智慧應用的創意開發案例。

智慧應用範例之一：神槍手、低價為動作捕捉器

第一個分享案例為神槍手：自我學習影像伺服系統的機器手臂。他率領該校學生於2002年發展影像伺服系統，同時結合機器手臂在2006年完成神槍手－射擊機器人。研究探討以人的思維模式建立影像伺服系統，以試誤法方式來透過學習、認知目標物的位置。

這套以機械手臂為主體的射擊機器人，架設固定式攝影機與移動式攝影機，射控部分由空氣槍與自行設計可由電腦控制機構所組成。搜索與瞄準藉由搜索攝影機、瞄準攝影機，針對工作平面進行大範圍低解析度，到搜尋疑似目標時切入小範圍高解析度的搜尋過程，個別攝影資訊對不同目標點作收斂之特性曲線，並且自動學習瞄準。

第二個案例：低價位動作捕捉器。他指出該校早在Xbox Kinect、Wii推出之前幾年，2004年研發以彎曲感測器、旺宏單晶片電腦、藍牙無線晶片來完成低價位動作捕捉器系統，自行以Visual Basic語言開發相關UI，以Flash經由ActionScript 完成2D姿態展現。當附著在人體的彎曲感測器，感應到人體因為肢體移動造成的彎曲變化量，經過一些對人體骨架、關節轉動與雙腳離地的假設條件下，由幾何關係求得姿態變化，並提供針對不同使用者的校正程序。該校以這套動作捕捉系統在大投影幕投射玩生死格鬥遊戲，並於該年得到旺宏金矽獎。

智慧應用範例之二：單鍵智慧遙控器、雷射筆滑鼠功能

許毅然提到，紅外線遙控器已經非常普遍，但家電越多遙控器就越多，且功能越多遙控器按鍵就越複雜，而按鍵數多、字體太小、按鍵位置不統一，對家中老年人來說很難使用。因此他率領該校學生研發單一按鍵遙控器，只用一顆按鈕就能遙控所有家電，像是按鈕上下代表調音量大小聲，按鈕左右代表調頻道，平按按鈕代表開啟？關閉，向上按2~3秒選擇下一個家電。

這個單鍵智慧遙控器可控制不同的家電產品，以CD顯示器顯示家電廠牌；同時配合空間辨識器，內部存有家電遙控器的資訊，可透過紅外線接收器獲得未知代碼的遙控器，並且藉由Zigbee與移動中的遙控器溝通傳輸，並將適當的家電資訊傳給遙控器，使得同一支遙控器拿到在不同房間，也能遙控不同的家電。

第四個案例：許毅然開發出整合於投影機內的雷射筆光點滑鼠技術，以一般雷射筆的光點移動即可達到游標移動及點擊功能，並且可消除抖動、產生精準的點擊功能。如同Win 7、iPhone可達物件放大縮小等多點觸控的功能。

把雷射光筆當滑鼠功能，需要影像擷取裝置；一般以PC的軟體程式處理，不僅耗費電腦資源且效率又差。本產品以硬體方式達到低價、高速、高解析的特性，將來會以此專利技術開發ASIC以跨足數位多媒體市場。目前正申請相關專利中。

智慧應用範例之三：快速立體模型成型、即熱式開飲機

第五個案例，許毅然提到RP快速成型機於1987年由3D Systems提出，可以將設計者構想，在短時間內直接實體化，擺脫切削加工的限制，克服手工模型易失真的缺失，並能降低模具製作費用。其原理藉由3D實體模型、.stl檔案格式、切層軟體進行2D切層分析，最後透過快速成型機以固態法、液態法或粉末法做灌注固化、分層噴印凝固方式，做出3D實體模型。

一般開飲機常會一直處於待機保溫狀態，一個5公升開飲機每天產生0.6KWh的加熱能耗與1.44KWh的保溫能耗，佔去一般用戶每月用電總量的12%~20%，與冰箱耗電相當。許毅然發表即熱式開飲機的概念，水膽只裝冷水以防止傾倒燙傷；當需要飲用熱水時，水由水箱流入至設計的加熱單元，瞬間變成水蒸氣，並通過特殊設計的管線與冷凝器轉化成熱的飲用水，系統不需加壓馬達也無須保溫、比傳統開飲機安全、省電、環保、容易維修。即熱式開飲機已獲得台灣政府經濟部CITD研究經費補助，產品取得CNS13516認證。