清大生打造自動平衡摩托車 可遠端控制還會倒退走

清大生打造自動平衡摩托車 可遠端控制還會倒退走

清大動機系學生團隊打造的自動平衡摩托車模型在靜止時不需輔助就能維持平衡。(清大提供/王惠慧新竹傳真)

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臺灣的機車密度世界第一,如何提升安全性成爲大難題,清華大學動機系學生團隊在特聘教授葉廷仁的指導下,引入AI人工智慧技術,成功打造出永遠不倒的自動平衡摩托車,不僅在靜止及低速前進狀態可自動保持平衡,甚至還可倒退行駛,在無人駕駛下還可使用遠端遙控。

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清大指出,YAMAHA和Honda也積極研發自動平衡技術,近2年陸續釋出概念車影片,但還未能商業化量產,目前自動平衡機車的研究多以前輪控制的單轉向設計,或加裝1個高速旋轉的圓盤飛輪來控制平衡爲主,清大團隊參考YAMAHA的概念,嘗試以前輪加後輪控制的雙轉向設計來打造自動平衡摩托車。

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動機系大四生陳昱棻、彭震祐、李威杉、戴雍利用2個學期的時間,以3D列印的碳纖尼龍及塑膠零件,從無到有打造出迷你版的自動平衡摩托車模型。陳昱棻說明,爲了讓摩托車在停止時也能維持平衡,團隊在機車車體的重心處設置感測器,並在車身下方加裝平衡配重塊。

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感測器偵測車體的傾斜角度的頻率高達1333赫茲,微型電腦接收這些訊號後,就可即時運算來控制後轉向馬達,讓配重塊反方向移動,也就是說,當重心向右偏移時,配重塊就會往左傾,讓車身恢復平衡。

概念模型車車體長50公分、高30公分、重6.5公斤,彭震祐說明,團隊需要使用配重塊來讓車體達成自動平衡,爲避免增加額外重量,團隊也將原來放置在車尾約0.6公斤的電池,移到車體中下方作爲配重使用,如此一來將更有效率且節能。

戴雍則說,團隊使用的「基因工程演算法」是近似生物演化的最佳化人工智慧機制,透過一代一代的模擬繁殖和突變,得到最佳的控制器參數後,就可以放進實體的模型車中。

這臺平衡摩托車模型上個月底也在經濟部舉辦的第2屆「Tech New Stars 科技新秀大賽」中首度亮相,在遠端操控下,平衡摩托車緩緩收起支撐架,平穩向前行駛,甚至還能倒退行駛,贏得評審及現場觀衆的一致驚呼讚賞,也獲得「智慧機器人」組第1名的殊榮。

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