展望智慧型機器人的未來──專訪成功大學先進智慧型機器人與系統實驗室

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

當你走進一棟建築，是否能感受到它對環境的友善？或許不是每個人都意識到，但現今建築不只提供我們居住和工作的空間，更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生，正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題，確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染，同時提升我們的生活品質。然而，要成為綠建築並非易事，每一棟建築都需要通過層層關卡，才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境，政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立，旨在透過標準化的建築評估系統，鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時，為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法，自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止，已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品，涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築，不僅提升建築物的整體性能，也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

說這麼多，你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程，要經歷哪些標準與挑戰？

綠建築標章	智慧建築標章	綠建材標章

第一招：依循 EEWH 標準，打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源，是綠建築（green building）的核心理念，但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單，而是涵蓋建築物的整個生命週期，也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內，都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準，讓我們先回到 1990 年，當時英國建築研究機構（BRE）首次發布有關「建築研究發展環境評估工具（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，BREEAM®）」，是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後，於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」（Leadership in Energy and Environmental Design, LEED）這套評估系統，加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶，氣溫高，濕度也高，得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生，四個英文字母分別為 Ecology（生態）、Energy saving（節能）、Waste reduction（減廢）以及 Health（健康），分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級，設有九大評估指標。

我們就以「台江國家公園」為例，看它如何躍過一道道指標，成為「鑽石級」綠建築的國家公園！

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園，也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時，還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築，其外觀採白色系列，從高空俯瞰，就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落；從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊，生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構，設計自然護岸，保留基地既有的雜木林和灌木草原，並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物，採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙，不僅強化了環境的保護力，也提供多樣的生物棲息環境，使這裡成為動植物共生的美好棲地。

第二招：想成綠建築，必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築，使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出，一路到今日，國際間對此一概念的共識主要包括再使用（reuse）、再循環（recycle）、廢棄物減量（reduce）和低污染（low emission materials）等特性，從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時，使用自然材料與低 VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）建材，亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後，內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度，以建材生命週期為主軸，提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說，為確保室內環境品質，建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件；為了防溫室效應的影響，須使用本土材料以節省資源和能源；使用高性能與再生建材，不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性，也強調材料本身的再利用性。

在台江國家公園內，綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念，更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設，並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料，為鳥類和小生物營造棲息空間，讓「蚵殼磚」不再只是建材，而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆，整體綠建材使用率為 52.8%。

在日常節能方面，台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如，引入樓板下的水面蒸散低溫外氣，屋頂下設置通風空氣層，高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出，廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地，創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企，如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流，不僅提升了隔熱效果，減少空調需求，讓建築如同「與海共舞」，在減廢與健康方面皆表現優異，展示出綠建築在地化的無限可能。

在綠建材的部分，另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程，其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材，比方提高高爐水泥（具高強度、耐久、緻密等特性，重點是發熱量低）的量，並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」，還用再生透水磚做人行道鋪面。

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區，首先，他們捨棄金屬建材，讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是，他們也將施工開挖的土方做回填，將有高地差的荒地恢復成平坦綠地，本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪，無痛轉綠。

等等，這樣看來建築夠不夠綠的命運，似乎在建材選擇跟設計環節就決定了，是這樣嗎？當然不是，建築是活的，需要持續管理–有智慧的管理。

第三招：智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率，除了從建築設計與建材的使用等角度介入，也須適度融入「智慧建築」（intelligent buildings）的概念，即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性，使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器，用於蒐集環境資料和使用行為，並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

為了推動建築與資通訊產業的整合，內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度，為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂，目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例，為了掌握建築物生命週期中的能耗，需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標，評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面，則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境，以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中，充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術，來達成兼顧環保和永續發展的理念，也是利用建築資訊模型（BIM）技術打造的指標性建築，受到國際矚目。

在興建階段，為了保留基地內 4 棵原有老樹，團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描，並將大小等比例匯入 BIM 模型中，讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離，確保施工過程不影響樹木健康。此外，在大樓啟用後，BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」，透過 3D 建築資訊模型，提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護，包括保養計畫、異常修繕及耗材管理，讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用，從建造設計擴展至施工和日常管理，使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management，簡稱 FM ) 為例，該系統可在雲端進行遠端控制，根據會議室的使用時段靈活調節空調風門，會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣，而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率，保持低頻運作，實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現，從源頭減少碳足跡；綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小，並保障居民的健康；智慧建築標章運用科技應用，實現能源的高效管理和室內環境的精準調控，增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用，讓建築不僅是滿足基本居住需求，更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

• 作者／施奇廷｜東海大學應用物理學系 

起源

從 1920 年「羅梭的萬能機器人」（Rossum’s Universal Robots，通稱R.U.R.）登上舞台以來，「機器人」這個概念，一直是科幻作品中的常客。機器人「具有人的形象，而（在某些方面）具有比人類更強的能力」的設定，一直刺激著人類的想像力：能力強大卻又聽命於人類的忠實僕人；或是領悟到自己其實可以取代人類，成為下一代的地球霸主？樂觀的期待與被反噬的恐懼，向來是欣賞以機器人為主題的科幻作品的兩大樂趣。不過近十年來「人工智慧」（Artificial Intelligence）與「機器人學」（Robotics）的發展速度超乎預期，上述本來只存在於科幻作品中的兩面議題，突然變得不是那麼遙不可及。

提出「機器人學」這個名詞，並將理論系統化的，並不是工程領域的學者，而是科幻小說大師艾薩克‧艾西莫夫（Isaac Asimov），這個詞現在已經成為工程界對機器人科學的正式名稱，是一個從科幻對科技「逆輸入」的有趣案例。生於俄羅斯的艾西莫夫的本行是就科學家（專長是生物化學），曾經任教於波士頓大學醫學院，不過後來因為全力投入寫作，不再進行一般學者的教學研究工作，但是波士頓大學仍然保留他的職位。他所接受過的嚴謹科學訓練，也反映在作品中。1940 年，年方 19 歲的艾西莫夫就發表了第一篇機器人短篇小說「小機」（Robbie，收錄於短篇小說集「我‧機器人」），開啟了「機器人系列」的序幕。

法則

「人類製造的機器人結果反過來支配人類」這個命題可說是充滿「為何要搬磚頭砸自己的腳」的矛盾，因為人類絕對可以在一開始設計、製造時就預防這件事發生。不過睽諸人類科技發展的歷史，這種矛盾其實一直存在，也不斷發生，目前我們面臨的「核能科技的發展衍生的核子大戰威脅」、「高度工業化生產導致環境污染」，以及「大量使用石化燃料導致全球氣候變遷」這些問題，都是現在進行式。

不過「人類依照自己的形象打造的仿人類」又有點不同，高功能的機器「外型像人」這件事，足以引起人類的「科學怪人情結」，讓人類會對機器人的發展保持高度的戒心，在此思考下，1942 年時，艾西莫夫在他的作品中，比照「牛頓運動學三定律」的規格，揭示了「機器人三定律」：

一、機器人不得傷害人類，也不能坐視人類受到傷害

二、在不違反第一法則的前提下，機器人必須保護自己的安全

三、在不違反第一與第二法則的前提下，機器人必須執行人類的命令

這三大法則是在機器人出廠時，就內建於其軟硬體內，絕對不容違反。如果讀者是「理科人」的話，大概會覺得這三大法則邏輯簡單明瞭，簡直無懈可擊，在此控制下，機器人應該可以成為人類最忠實的僕人，無須擔心他們會叛變了。

有趣的是，在艾西莫夫的機器人短篇小說中，幾乎都是在探討「會引起三大法則的缺陷、迷惑、矛盾的可能情境」，所以幾乎每篇小說都會產生一個「精神錯亂」的機器人。這些小說非常有趣，推薦喜歡「燒腦型作品」的讀者一讀。

這個系列作品的內容其實也部分反映了人性：人也是又內建「道德基準」（moral norms），能進行邏輯思考的動物，但是即使最理性冷靜的人，也是會碰到兩難的困境，例如著名的「電車難題」：「一輛失控的列車在軌道上急馳，在軌道上有五個人即將被碾過，你剛好在鐵軌的轉軌器旁邊，只要扳動轉軌器，就可以把列車轉向另一條軌道，但是另一條軌道上有一個人，本來不會有事，因為你將列車轉軌而會被碾斃，在這個狀況下，你到底要不要將列車轉軌呢？」幾十年來這個問題引起了許多哲學以及倫理學、社會學的廣泛討論。事實上，自動駕駛汽車（除了不具有人形之外，其實也算是機器人的一種）的設計就必須把這類情境納入考量。

就筆者的「理科腦」來看，這些矛盾的起因是「機器人定律與人類的道德準則是定性的，而實際情境卻是定量的」。例如兩個人類同時對一個機器人下命令，而這兩個命令互相矛盾，那麼這個機器人到底要聽誰的？這時候機器人必須對下命令的兩個人做出「定量上的評價」，決定執行哪一個命令。這個結果導致「機器人可以（必須）評價人類，將人類分出等級」，之後又會衍生出更多的問題…

1985 年時，在機器人系列故事四十餘年的發展之下，艾西莫夫被自己的筆下的故事逼得追加了一個「第零定律」，位階在原來的三定律之上：「機器人不得傷害『整體人類』，或坐視『整體人類』受到傷害。」，這下子定律的規格從「牛頓三定律」變成了「熱力學的零＋三定律」了，不愧是正統派科學家出身！這個第零定律跟之前一樣，從邏輯上看起來也很合理，但是這又造成機器人必須評價「整體人類」的福祉是什麼，由於第零定律凌駕於第一定律之上，因此視情況機器人是可以為了避免整體人類受到傷害，而去傷害甚至殺死個人的，最後可能會演變成「機器人為了整體人類好而接管、控制人類社會」的反烏托邦結果。

不過或許是因為「機器人叛變」這個展開實在太過顯而易見，而且因為可以塞進許多動作場面而成為影視作品愛用的題材，艾西莫夫的機器人作品中對這方面反倒是著墨不多，而是將關心的焦點放在「機器人是否能在三定律的規範下，活出自己的人格？」這個主題的代表作，就是獲得 1976 年「雨果獎」與「星雲獎」雙料大獎的中篇小說「雙百人」，後來在 1992 年由令一位作家羅伯特‧席維伯格（Robert Silverberg）擴充成長篇小說「正子人」；這個故事也在 1999 年改編為電影「變人」，由已故的喜劇泰斗羅賓‧威廉斯（Robin Williams）主演。

說實在的，想要瞭解「機器 → 人形機器 → 機器人 → 人」的演進與思辯，而又沒有很多時間與耐性的讀者，看這一本就夠了。

分流

前面花了相當的篇幅講了艾西莫夫的機器人觀，除了這個「大師典範之外」，其實幾十年的科幻與娛樂文化演變下來，機器人也了更多的樣貌。

好萊塢電影與日本動漫畫，是目前全球影視娛樂的兩大主流，當然兩者還是有一段差距，好萊塢挾其資金、人才、技術的實力，最為強勢；不過「小本經營」的日本御宅文化，在全世界的影響力也逐年提升，對好萊塢電影也產生了不小的影響。它們對於機器人這個主題的處理，有很大的不同。以下分成不同的機器人類型討論，不過要先說明的是，以下的分類有些是好萊塢電影擅長的題材，有些則是日本動漫畫的偏好，但是其實並沒有這麼涇渭分明，大部分在兩邊都有出現，只是多寡有別。

一、近未來，覺醒的機器人，成為人類之敵——好萊塢電影的機器人，跟艾西莫夫的機器人類似，是外型、尺寸都比照人類，並且具有不同程度的人工智慧。不過如前所述，好萊塢電影中的機器人有許多都是扮演「人類之敵」的大反派，完全不受艾西莫夫「機器人三定律」的節制，最經典的例子就是「魔鬼終結者」系列，劇中的機器人存在的目的就是用來追殺人類——可說是把「機器人三定律」完全反過來看就行了。這些機器人的背後是由一個名為「天網」的人工智慧，也可以說是個不具人形的機器人，本來是美國研發的國防電腦系統，後來這個系統產生自我意識，並且判斷人類才是「世界最大的威脅」，於是就發動核戰毀滅人類，並且持續掃蕩殘存的人類反抗軍，並且派遣機器人穿越時間回到過去殺害反抗軍領袖的母親以斬草除根。

相對於艾西莫夫小說中以「機器人三定律」來節制機器人的能力，以消除人們的「科學怪人情結」，努力讓人類社會接受機器人；「魔鬼終結者」系列是反過來喚起觀眾的「科學怪人情結」，再加上「末日電影」的背景設定，來營造危機感與戲劇性，然後在人類與機器人的對立下順理成章的大打出手，「拳腳與槍砲齊飛，鮮血共煙硝一色」，讓本來是「低成本 B 級動作片」的「魔鬼終結者」成為娛樂性與思想性兼具的成功作品。就這個視角而言，「駭客任務」中的架構與設定，以及成功的要素也頗有共同之處。

二、遙遠的未來，機器人已經融入人類社會，共同面對更廣闊的星際世界——上述這種「人類與機器人的衝突與生死戰」的背景通常發生於「近未來」，故事舞台跟現代有相當程度的重疊，機器人進入生活的正面與負面效應，都比較能引起觀眾的代入感。如果是以「遙遠的未來」為背景，機器人與人類之間的「磨合陣痛期」已經過去，像是兩大名門「星際大戰」與「星際爭霸戰」，人類的足跡已經遍佈銀河系，見識過各種稀奇古怪的外星生命體，機器人也早就已經成為人類好伙伴，甚至被視為跟人類同等的存在了。

三、機器人是人類肉體的延伸，力量的放大器——另一方面，日本動漫畫作品中的機器人，除了早期的「原子小金剛」是走「真人的大小與外貌，且具有人工智慧」的路線以外，主流是象徵「人類力量的延伸」的「巨大機器人」類型。這種機器人不具有人工智慧，而是搭載操作界面與作業系統，由人類駕駛員來操作，相當於扮演其大腦的角色。以早期的名作「無敵鐵金剛」而言，所標舉的主題是「如果人類透過機器取得了巨大的力量，將會成為神？還是成為惡魔？」，這類作品有別於西方「機器如何變成人」，而是「人類與機器合為一體」的概念。

機器人是吸引目標觀眾目光的賣點，也是贊助或出資廠商販賣模型玩具的獲利神器，導致許多巨大機器人動畫作品一味強調機器人造型帥氣而不注重劇情內涵，被譏為「為了販賣玩具所製作的 30 分鐘廣告片」，不過由於出資者只要求「機器人玩具賣得好」，對於內容不太有興趣干涉，反而讓創作者有揮灑的空間，出現了「長濱忠夫三部曲」、「機動戰士鋼彈」等名作。1995 年的「新世紀福音戰士」，把前述「人類與機器合為一體」的概念推到極致，駕駛員是透過神經系統直接與機器人（稱為 Evangelion，簡稱 EVA ）「同調」連結，以精神力取代操縱桿與按鈕，直接操控 EVA——不過其實 EVA 與其說是機器人，「生化」味更重一些，劇中還曾出現駕駛員與 EVA 機體「完全融合」的情節。

四、機械化的人類——人與機器的關係，除了「機器→人形機器→機器人→人」這條路線外，也有反方向的路徑：由於疾病或受傷而失去部分身體功能的人，利用科技的力量改造身體，恢復正常的功能，甚至更為強大，這種被部分改造的人類稱為「改造人 Cyborg」（cybernetic organism），結合了「模控學」與「有機體」兩個字，也有人翻譯為「生化電子人」、「半機械人」，後來乾脆直接音譯為「賽伯格」。其實許多現實世界的人類已經多多少少變成改造人了：義肢、人工水晶體、心律調節器、人工關節等等，人們已經普遍可以接受為了維持身體機能以侵入性的方式改造部分器官，未來可以預見改造的範圍與精密程度必定會逐漸提升。

在這個「人體改造」的延長線上，我們可以看到像「機器戰警」中，殉職的員警被改造並且復活來執行正義，「鋼鐵人」受傷後在自己的胸腔裝了一個反應爐，成為裝甲動力服的能量來源；日系作品方面，有「無敵金剛 009」（後來改名為「人造人 009」，少了一股中二的氣勢）、「假面騎士系列」（真人演出的特攝片），這些作品中，並非前述因為疾病或受傷而修補人體，而是為了培養「征服世界用的超級士兵」，而將人體改造成具有超越一般人能力的戰鬥道具。

與「機器人覺醒為人類、或自覺為超越人類的存在」的方向相反，在「改造人」這條線上會出現的問題則是「當人類持續被改造，被機械取代的部位越來越多，會不會因此變成『不是人類』？這個轉變的界線何在？」也是非常值得探討的問題，也讓「改造人」這類的作品更具有思想上的深度。

近年來日本動漫畫與好萊塢合流的作品逐漸增加，「攻殼機動隊」與「戰鬥天使艾莉塔」是其中翹楚，都是以「改造人與人類的分界線」，以日本原創的動漫畫作品為主題，結合好萊塢的資金與技術的大製作電影，都獲得了相當程度的成功。

交會

本文以包含小說、電影、動漫畫等科幻作品的角度來看「機器人與人」之間的關係。雖然不是從真實世界的科學與技術來進行嚴謹的探討，不過在「機器人與人」這個主題上，科技與科幻的發展路徑其實亦步亦趨、互為因果：如同艾西莫夫的「機器人學」與「機器人三定律」對真實世界的機器人科技有極大的影響一般，科幻的想像有可能成為引導科技發展的路標；相對的，科技的發展當然也會墊高科幻作品的根基。

前文我們看過了幾種「機器人與人」的類型作品：從機器人變成人、機器人與人共存、機器人與人合體、從人變成機器人。這幾種模式，各自以不同的視角來刺激我們思考「人到底是什麼」這個問題。從數十年來這個主題的科幻作品的發展看來，不論是從哪個角度切入，最後都指向一個共同的交會點：人類的大腦。

「正子人」中的機器人主角「安德魯‧馬丁」要爭取在法律上被認可為「人」，其起點是他的「正子腦」產生了類似人腦的感情、創造力、以及自我意識的自覺，在其兩百年的生涯中，他的「鉑銥合金正子腦」的運作模式與人腦越來越接近，應該可以通過任何像「圖靈測試」這種「能分辨人腦與電腦差別」的考驗。而他克服爭取成為「人」的最後阻礙的方式是：改造他那相對於人腦幾乎算是不朽的正子腦，讓它像人腦般會逐漸老化與死亡，終於取得了「人」的資格。

另一方面，「從人變成機器人」的這條路上，也是以「大腦是不是原裝貨」來作為人類與機械的分界點。身上的器官怎麼更換都沒關係，但是這個人的「自我」（identity）只存在於大腦的神經元之間的連結以及在內部儲存以及傳送的資訊中，如果大腦被換掉、或是內部的資訊消失了，這個人也將不再存在。更激進的說法是，連大腦的「硬體」都不重要，只有內含的資訊才是「人的本體」，所以只要能夠把腦內的資訊保留、複製下來，人將可以成為不朽的存在，就像「攻殼機動隊」的主角草薙素子，拋棄了已經多次改造的肉身，以及還是「原裝」的大腦，將腦內資訊轉進網路中，只要這個網路仍在運作，這組來自草薙素子大腦的資訊仍存在於這個網路中，她就相當於取得了永生。

回到現實世界，「人工智慧」與「腦科學」正好也是目前最熱門、進展也最快的科技領域，前者致力於「讓機器除了強大的計算與記憶能力之外，還能像人腦一樣能進行複雜的思考」，後者則是要「瞭解大腦如何學習、記憶、創造，以及人類的自我意識從何而來」，這兩個領域發展的進程與細節跟科幻作品當然不會一模一樣，但是在大方向上，「科學」與「科幻」實在有驚人的相似之處，最後兩個領域也有可能交會在同一點上。

看看社群網站的自動審查機制，以及電子商務網站的推薦系統，極權國家用來監控人民的社會科技體系，「不具人形的機器人」正逐漸接管我們的生活。也許在我們的有生之年，就可以看到這些科幻名作中的情節在現實世界中發生，至於人與機器人之間的關係，是對抗、共生、還是融合？人類社會未來的流向，仍然掌握在人類手上嗎？再不嚴肅思考這個問題，或許很快就會來不及了。

採訪、攝影／顏妤安、謝瑩霖
圖片提供／成大機器人實驗室

無論是在國外舉辦的RoboCup機器人足球盃競賽、FIRA RoboWorld Cup世界盃機器人大賽，或是國內舉辦的機械手實作競賽、智慧型保全機器人競賽，李祖聖老師所率領的國立成功大學先進智慧型機器人與系統實驗室「aiRobots」團隊都是大家耳熟能詳的常勝軍。

到底是什麼樣的實作經驗以及教學方式，讓該團隊總是能在每一年競賽中擊敗其他參賽隊伍，獲得亮眼的成績呢？而aiRobots團隊所開發出的機器人，又能為臺灣的智慧型機器人帶出什麼樣的未來呢？

實驗室歷年開發項目

三十年前，比爾‧蓋茲曾預言個人電腦將全面進入家庭；而三十年後，比爾‧蓋茲再次預言：機器人也將重覆個人電腦崛起的道路，徹底改變這個時代的生活方式。成大先進智慧型機器人與系統實驗室正是秉持著為人類謀福利的精神，由成大電機系特聘教授，同時也是臺灣機器人學會理事長的李祖聖老師領軍，致力於機電整合研究與智慧型機器人的開發，企盼能讓機器人在2020年時進入家庭。該實驗室歷年來曾開發過的重要項目包括了車型機器人、小人形機器人、保全機器人等，現今則以開發大人形機器人與服務型機器人為主。

車型機器人

直到近幾年智慧風潮興起，各大廠紛紛投入智慧車的開發之前，大家對於智慧車的印象應該都還是停留在影集《霹靂遊俠》裡的「夥計」身上。但早在智慧車尚未普遍受到矚目的十幾年前，成大aiRobots智慧機器人團隊就已經開始著手開發「Smart-Car」車型智慧機器人。這是該實驗室於2000年至2005年間的主要研究課題之一，利用IC設計的概念以及紅外線感測的技術（研究後期改為超音波感測）來製作，使機器人可以自主完成轉彎、路邊停車，甚至是倒車入庫等動作，還能夠偵測路旁的停車格是否有障礙物再決定是否停車，如同有真人駕駛一般，可說是國內智慧車研究的先驅。

小人形機器人

在競賽中歸類為「Kid-size」的小人形機器人是從2005年開始進行開發，一開始的第一代的機器人尚無法像人類將腳抬起步行，只能以「走太極」的方式在地上拖行雙腳前進；而到了2006年時，機器人已經能夠進行上樓梯的動作，其重心的移動主要仰賴位於膝關節的馬達。

第三代的小人形機器人，已進化到能夠透過辨識貼在飲料罐上的紅色貼紙，精準地擊倒保齡球瓶。若無法一次全倒，還能判斷要如何解球，將剩餘的罐子擊倒，一系列的動作都是全自主（Autonomous）完成，無需仰賴旁人或另外的電腦控制。2008年，再度改良過的第四代小人形機器人身上多增加了一個關節，能夠順利完成舉重的動作，並在舉起40～60片光碟的重量的同時保持平衡步行，也能夠完成籃球、慢跑等項目，更加接近「十項全能」的境界。而後，實驗室陸續對機器人做出修正，包括更改了平行四邊形連桿的結構，以及替機器人穿上鞋子，使步態更穩定。2010年，成大智慧機器人團隊帶著小人形機器人參加了舉辦於新加坡的RoboCup世界賽，並拿下了技術挑戰賽的亞軍。

保全機器人

相較於前述的車型機器人與小人形機器人都是以單獨動作為主， 保全機器人在開發上則加入了團體合作（Team-work）的概念。保全機器人是由中型足球機器人改良而來，為上半身人形、下半身為輪型的機器人。由三∼ 四臺機器人構成一個小組， 具備了避障、身分辨識、自動充電等功能，可做為博物館的巡邏及導航機器人之用。在團隊合作的方式上，好比說如果有其中一臺機器人偵測到火警，便會發送信號通知另一臺機器人前來，第三臺機器人則能扮演引導民眾疏散的角色，充分發揮各司其職的功能。在導航方面，由於當時尚未具有建立地圖的概念，因此是透過事先在各區域布置好RFID 標籤的方式，讓機器人在接收來自麥克風的訊息後，能將使用者引領至正確的位置。

大人形機器人「David II」

正所謂機器「人」這一個名詞，顧名思義就是要像人一樣能雙腳站立與行走，而許多比賽如RoboCup和FIRA都有針對人形機器人所設計的競賽項目。來自成功大學電機系的先進智慧型機器人與系統實驗室，從2011年開始開發大人形機器人，實驗室內前後兩代的「David」都是由學生自己設計打造而來，從機構設計到軟體程式的撰寫全都不假他人之手，此種做法雖然需要耗費較多的精力，但假如機器人發生問題，負責的成員也能迅速找出錯誤，並在短時間內修改完畢。

服務型機器人「May」

服務型機器人——「May」，它的構造相當簡單，纖細的身體搭配靈活移動的底盤，既能透過頭上的眼睛來觀察環境，甚至還可以利用麥克風跟它對話。其上身長度的設計是為了因應家中環境，由於許多家具的高度通常都在70公分左右。所以開發團隊特地將身高設計成140公分，是為了降低在家中環境執行任務時，被家具影響到的可能性。在此種高度下，頭上的攝影機也可以完整地拍到人體全部的骨架，因此進行互動時，使用者不需將將腰桿彎得很低。

機器人教育與實踐

在機器人的教育與指導上，李祖聖老師表示：先進智慧型機器人與系統實驗室的學生都十分積極主動，老師不需要擔太多的心，只要給個大致的方向，大家就會自行分組討論，並在每周一次的Meeting上以四人為單位進行發表。不過他也強調：研究生與大學生最不同的之處，在於必須找出「Something New」或是「Something Different」，而不是像大學生一樣以現有的方法或過去學過的東西來製作專題。「新穎性」、「進步性」、「實用性」三者皆不可或缺，製作出來的機器人或研究出的理論才真正具有價值，也才能受到智慧財產權的保障。

即使目前機器人領域還有許多未知的情況需要探索，但也代表了還有無限的可能性等待我們去發掘。相信秉持著這樣的信念投入機器人產業的研究菁英們，在將來都會是注入臺灣機器人產業的一股活水，也能夠開發出更多兼顧理論面與實用面的智慧機器人，讓我們的生活如同比爾‧蓋茲所預言，全面進入一個嶄新的時代。

文章節錄自《ROBOCON》國際中文版2014/1月號

泛泛泛科學Podcast這裡聽：

在台灣剛有電視的五六零年代，當時引進的動畫，在為數不多的節目中掀起全民追番風潮！無敵鐵金剛、科學小飛俠、阿爾卑斯山的少女、小甜甜……那時動畫的兩大特色：巨大機器人與沒父沒母的悲催童年，不僅塑造了五六年級生的回憶，也影響了下一代的作品如《鋼彈》以及宮崎駿等作者，影響力巨大，直到現在還深深影響著我們與當代創作者。

本集泛泛泛科學就邀請 y 編的忘年之交兼日文 KTV 夥伴：工頭堅，聊聊上世紀動畫，還有那些創造童年的偉大作者們吧！

【前言】

• 01:09 現今許多動畫都是受過去影響
• 02:07 台灣電視發展史

延伸閱讀：《時代的風：四段人生與半個世界》by 工頭堅

【巨大機器人】

• 03:08 y編與工頭看的鋼彈是哪一代？
• 04:46 五年級生的共同回憶《無敵鐵金剛》
• 07:43 鋼彈是比較寫實的巨大機器人
• 10:25 永井豪《無敵鐵金剛》《蓋特機器人》
• 11:27《六神合體》原來改編自橫山光輝的漫畫《MARS》
• 14:15《科學小飛俠》成人向的角色設定
• 17:23 戰隊的始祖《假面騎士》 
• 19:41 機器人動畫的成熟之作《鋼彈》
• 20:25 五六年級生的成長經歷《星際大戰》
• 21:58 太空歌劇《宇宙戰艦大和號》《超時空要塞》《銀河鐵道999》《宇宙海賊哈洛克》
• 23:27 如果一生只能讀一本書，工頭推薦《千面英雄》

延伸閱讀：超巨大機器人科學嗎？那我們來說說《重甲機神》到底有多重｜重甲科不科？04 | PanSci 泛科學

延伸閱讀：【水木一郎 Music video】《劇場版 無敵鐵金剛／INFINITY》3/30 指揮艇組合

【沒爸沒媽的悲催童年】

• 24:25 沒爸沒媽的主角們
• 25:41 世界名著改編的動畫才是工頭小時候的主流
• 27:19《小英的故事》
• 27:29《小天使（阿爾卑斯山的少女）》影響了宮崎駿
• 28:35《小甜甜》
• 29:47 當時的動畫配樂就很講究了
• 30:35 不同時代的收視習慣
• 32:06 解嚴之後開放日本歌就不再改編主題曲了
• 33:28 沒爸沒媽的主角源自於千面英雄的神話結構
• 35:04《千面英雄》的影響力

【創造童年的動畫作者】

• 36:17 手塚治虫《怪醫黑傑克》《原子小金剛》
• 38:48 後來改編自原子小金剛的作品《PLUTO ～冥王～》
• 39:48 藤子不二雄《哆啦A夢》
• 40:30 逼迫你長大 v.s. 停留在童年
• 40:53 宮崎駿版《魯邦三世》
• 42:11 吉卜力工作室《風之谷》《巨神兵》《螢火蟲之墓》《紅豬》
• 46:39 工頭最喜歡的吉卜力作品《龍貓》
• 48:25 動畫音樂讓人想起自己原本是一個什麼樣的人
• 49:20 y編喜歡的吉卜力作品《心之谷》《魔法公主》
• 50:53 y編與工頭喜歡的男女角色：心之谷天澤聖司、魯邦三世峰不二子、 鋼彈女軍官、福音戰士葛城美里
• 53:48 舊作品翻新《宇宙戰艦大和號2199》《銀河英雄傳說》
• 58:02 舊的永遠比新的好嗎？《閃光的哈薩威》《星際大戰》《銀河英雄傳說》《中華一番》《獵人》《宇宙戰艦大和號2199》《攻核機動隊》
• 1:01:55 三十年前的神作《阿基拉》