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智慧團隊型機器人與人機協作研究中心
Center for Intelligent Team Robotics & Human-Robot Collaboration

智慧團隊型機器人與人機協作研究中心

協作式機器人場域管理與標準化驗證平台

協作式機器人場域管理與標準化驗證平台

計畫主持人: 劉恩成

計畫背景

醫療照護與智慧製造正面臨高齡化、缺工與品質要求提升等多重壓力,人形機器人在病房、長照機構、工廠產線等場域被視為人機協作的關鍵載體。然而機器人要真正落地,仍受限於三項瓶頸:(一)室內定位不可靠:單一WiFi、5G或BLE訊號易受環境干擾、覆蓋不均影響,傳統指紋庫須人工建檔且難以隨環境變動更新,無法支撐機器人長期任務需求;(二)資安與隱私風險:機器人於醫療場域所接觸之病患資料、行動軌跡、用藥紀錄等屬高度敏感資料,現行系統缺乏制度性資安與個資保護框架,難以滿足《個人資料保護法》、歐盟AI法案等國內外法規要求;(三)AI決策可信度不足:機器人之定位、導航與任務規劃皆涉及AI自主判斷,若行為失控可能危及病患與作業人員安全,但目前國內尚無針對機器人AI系統之管理制度可循。為解決上述瓶頸,本分項計畫聚焦於建構一套兼具技術可行性與制度信任度之「協作式機器人場域管理與標準化驗證平台」,作為中心各分項共用之基礎建設。

 

研究目標

完成AI自適應無線定位系統:建構涵蓋「快速場域建置」與「可持續優化閉環」之兩階段體系,目標於10分鐘內產出初始場域模型、定位精度優於3m、推論延遲低於10ms,並具備機器人使用越久越精準之自適應更新能力。

取得ISO四項國際認證:完成ISO 42001(AI管理)、ISO 27001(資安)、ISO 27701(隱私)、ISO 17025(實驗室量測)認證之差距分析、體系建置與送件,目標成為國內首個取得ISO四證之機器人研發實驗室。

建立Agent Operation統一服務平台:提供各子計畫AI Agent標準化之程式碼版控、Prompt/Model Registry、自動化CI/CD與Kubernetes部署管線,降低各分項自建運維基礎設施之負擔。

建構多機器人智能調度架構:以A2A協議實作Coordinator Agent與Robot Agent,整合分項四之給藥機器人、分項五/七之感測載具等異質機器人,完成從任務解析、分派到回報之端對端閉環驗證。

完成AI-RAN基準測試框架與國際展示:以統一指標比較DNN/CNN/Transformer等模型,完成MWC 2026及O-RAN Alliance Virtual Exhibition等國際舞台之成果展示,推進與iCAIR、中華電信研究院、泰國金讚企業等夥伴之國際合作。

 

技術方法

多模無線訊號融合定位:整合WiFi RSSI、5G通道狀態、BLE信號強度與磁場向量等異質訊號,利用訊號覆蓋互補性克服單一訊號之干擾與盲區限制。

快速場域建置流程:機器人搭載多模接收模組與慣性感測器(IMU),透過行人航位推算(PDR)將訊號自動對齊至場域座標,由Central Station後台進行網格化管理、特徵分析與模型訓練,達成兩台機器人單日完成千坪場域建置之效率。

可持續優化閉環:採用半監督學習與信心加權機制,將機器人日常任務中採集之訊號回饋至定位模型自動再訓練與部署,建立「採集→訓練→部署」之自動化閉迴路,免人工標註即可達成「越用越準」之效果。

AI-RAN基準測試與資料主權稽核:建立統一準確度、延遲、抖動指標之邊緣至雲端閉迴路測試框架,並導入對齊NIST IR 8425之資料主權技術稽核(DSTA),確保非紅色供應鏈合規及端到端加密傳輸安全。

雲原生與多智能體編排:以Docker容器化、Kubernetes部署、AgentOps/MLOps為基礎,建構Agent Operation平台;採A2A協議搭配Google ADK實作Coordinator Agent,整合LLM語意導航與AG-UI互動介面,協調多個Robot Agent完成跨機器人任務。

ISO四證制度導入:以全生命週期風險評估、隱私衝擊評估(PIA)、量測不確定度分析與AI偏差/公平性管控等程序,分別對應ISO 27001、27701、17025、42001之要求,並結合Lab 611升級為開放通訊架構測試實驗室(OCATL)作為實證場域。

 

創新

AI自適應無線定位可持續優化閉環系統:機器人在場域中執行任務時自動採集WiFi、5G、BLE及磁場等多模無線信號,結合半監督學習模型訓練與模型自動回饋部署,實現定位模型隨機器人使用時間持續優化之「越用越準」能力,部署後免人工標註即可進行自適應更新。

AI-RAN基準測試框架:為首個針對6G AI-RAN室內定位系統的部署導向基準,以統一指標(準確度、延遲、抖動)比較DNN、CNN及Transformer模型,實現低於10ms推論延遲與低於3m定位精度之邊緣至雲端閉迴路驗證。

資料主權技術稽核(DSTA)架構:對齊NIST IR 8425標準,確保非紅色供應鏈合規與端對端加密傳輸安全。

Agent Operation統一服務平台:基於A2A協議建構Coordinator Agent,將各類機器人封裝為獨立Robot Agent,實現多機器人跨分項協作之標準化調度與管理。

 

預期成果

技術突破:完成AI自適應無線定位系統,實現10分鐘內產生初始場域定位模型並快速上線,定位精度低於 3m,推論延遲低於10ms,可直接應用於機器人室內導航與智慧場域管理。

國際認證:推動取得ISO 42001、ISO 27001、ISO 27701及ISO 17025四項國際認證,成為國內首個通過ISO四證之機器人研發實驗室,樹立智慧機器人系統可信賴性之國際標竿。

產學合作:產學合作與技術轉移收入共計651萬元,國科會經費挹注385萬元,總計1036萬元。與中華電信研究院、美國西北大學iCAIR、泰國金讚企業等建立合作關係。

學術成果:已發表國際期刊論文1篇、國際會議論文5篇,培訓7名企業工程師,培育碩博士研究生。

國際參與:積極參與O-RAN ALLIANCE、AI-RAN Alliance等國際組織,於O-RAN Alliance Virtual Exhibition進行展示。