打開學理黑盒子 中央大學團隊打造高穩定度「抗擾」機器手臂

中央大學電機系副教授吳俊緯團隊，打造出兼具高精確度與高穩定度的「抗擾」機器手臂。圖／中大提供

隨着智慧製造與自動化技術發展，機器手臂已成爲現代工業與科技領域中不可或缺的重要設備。國立中央大學電機工程學系副教授吳俊緯團隊，整合強化學習、傳統控制與先進控制技術，打造出高穩定度的「抗擾」機器手臂，提升機器手臂精確度。該成果日前已獲國際頂尖期刊IEEE Transactions on Cybernetics刊登。

吳俊緯表示，這項研究最大的核心理念在於「從學理着手，打開黑盒子」，有別於許多機器手臂研究僅停留在應用端，團隊堅持從基本的學理出發，探究機器手臂運作的根本原理與底層邏輯，迴歸基本面，才能找到研究創新的價值。

現有的機械手臂實際應用上常面臨各種環境的不確定性、外部干擾以及高精度控制等挑戰。爲徹底掌握技術，研究團隊不使用市售展示用的機器手臂，秉持從零開始，親自設計打造機器手臂，並編寫運作程式，進而提出兼具穩定性與高性能的精確控制策略。

中大表示，此控制方法不需要高度依賴精確的數學模型，即使在環境不確定或系統高負載變化的情況下，仍能維持良好的控制效果，可以大幅提升機械手臂的適應能力與穩定性。其次，提出新穎的擾動觀測器設計架構，也能更快速且準確地應對突發或變動干擾，進一步提升控制精度與系統穩定性，同時降低對複雜感測與計算的依賴。

中大也指出，系統再結合行動者（Actor）－評論者（Critic）的人工智慧架構，讓系統一邊學習評估控制效果，一邊學習產生最佳控制策略。並且透過結合傳統控制原理作爲初始基礎，大幅減少實務上需要反覆調整參數的問題，使系統更容易達到穩定狀態，爲未來發展高度自主性機器人奠定研究基礎。

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