專案具體內容：

一、7項理念，機器人研發帶給孩子的優勢

1.不單只有程式
隨著AI時代的到來，機器人將越頻繁地出現在各種產業甚至我們的日常生活裡，其中人形機器人被預估為最具有商業價值的未來產品。由於機器人學習已然成為世界趨勢，也有許多家長注意到未來人才的能力標準中，程式語言重要性不輸給英語。然而程式語言相對單調，若以機器人製做為目標，順理成章地帶入程式語言教學，以及程式邏輯、電子電路、機械結構、製圖、3D列印、設計加工流程等，課程不但變得活潑有趣，能擴展跨領域的學習經驗，學生還可以尋找不同專長的夥伴成為團隊，一起研發專屬的救援型人形機器人，往拯救世界的夢想前進。

2.樂趣點燃熱情
只要有機器人、車子和恐龍的地方就是小男孩的天堂，但如今人形機器人不再只是玩具，也可以是引發學習動機的絕佳程式邏輯教具。我們發現，透過自己的學習和努力能讓一台機器人作出俐落的行動，無論男女老少都能獲得很大的滿足感和驚喜，這是驅動學習最強的催化劑，更在誘發學習一開始最需要的熱情。

3.熱情發展為興趣
熱情是完美的起步，然而要將激動的熱情轉變為熱衷的興趣才能持久。周杰倫十多歲能夠用鋼琴進行即興表演，臉書創辦人馬克佐伯格十多歲開始寫程式，可見青少年時期發展的興趣不可小覷，可能是把決定孩子一生發展與成就的關鍵鑰匙。我們藉著製做機器人的過程引發孩子的熱情、鼓勵發展成為興趣，讓他能勇敢走出自己的一條路。

4.興趣驅動學習
建立在興趣之上，我們更渴望看見孩子樂在學習，且以積極的態度克服各種挑戰，而不是因為分數壓力而被迫吸收；因此興趣具有驅動學習的能量，也是最佳途徑。

5.學習產生能力
研究顯示10年後的職場中，有65%的職業目前尚不存在，是現代人想都想不到的職業，但我們知道未來是科技的世界，必須具備相關能力。近年來各界對AI機器人的依賴大幅增加，程式語言、邏輯等科技能力是必備的，人道關懷更加重要，因為這是AI機器人再怎麼升級都沒有辦法達到的精神，也是開發救援型人形機器人時希望傳遞與教導的信念。

6.比賽拓展眼界
沒有舞台看不出能力，孩子的潛能需要有戰場才能激發出來，因此課程期間，我們培養孩子擁有國際比賽的競爭力，並由國際競賽經驗豐富且屢創佳績的盧建邦老師帶隊，實際參加國內智慧機器人大賽以及日本ROBO-ONE機器人大賽（採自願參加）。競賽對手不再是隔壁同學，而是說著不同語言的各國菁英，藉此讓孩子見識國際賽事的水準，也拓展世界級的眼界，激發他們更上一層樓的心志。

7.經驗注入自信
在這個階段，孩子從一開始的熱情到有能力步入世界機器人大賽的最高殿堂，這一路走來點點滴滴、或高或低和面對困難的經驗，將成為一生無人可奪的寶藏，無論日後是否繼續機器人研發之路，甚至在不同專業領域上，自信都會由內而外的發散。

二、五大課程主軸

人類是上帝奇妙創造，要能比擬人類的精細動作、融合救難邏輯與功效的救援型人形機器人，包含了相當多層面的知能和技術，例如電子電路、機械結構、程式設計、AI檢測、實機測試…等方面，並且必須藉著耐心和堅毅，來回不斷的試錯和驗證以找到正確途徑，我們依據學生的學習狀況進行調整，讓每個孩子都能循序漸進地完成搜救型人形機器人，以任務導向在跨領域的學習中獲得豐富收穫。未來只要是機械開發相關領域都可以活用下列五大主軸知識，比如目前在市場上很熱門的無人車設計，即是這個領域的延伸。

1.電子電路
電子電路如同機器人的心臟血液。控制板、馬達和感應器的組裝，都需要學生藉由認識電路運作與熟悉度來完成。透過電子元件的增加和選用，讓機器人的救援功能更加完善，能及時達成任務。

2.機械結構
我們期望救援型人形機器人可以投入各種救災任務，但是不同類型的災情，需要有不同救援功能，因此學生必須活用知識，因應情況、學習調整，例如在需要搬運石塊、重物的地形上，會需要將機器人手部改成夾子，以利救援現場清除障礙。

帶學生參加比賽是我們專案中重要的一環，在各類型的賽事中，有著不同任務關卡需要我們的機器人去突破，比如手部要能夾物體、吊單槓以穿越困難的地形等…。一開始使用的初代機體不一定可以完成所有項目，同學們必須在規定內根據賽事做適度的改造，比如夾取物件到指定區域來說，除了改造手掌成為夾子拿取物件，也可做一個可以「拿住」物件的機械結構以完成要求。這個時候還會使用到學生電腦製圖、3D列表機、雷射切割器或其他數位工具的技能，將學生對機械結構的需求從數位素材，開發成實際的機體再加以測試。

3.程式設計
機器人要動起來除了上述兩項條件之外，還必須要寫程式來驅動機體，彼此缺一不可。學習程式設計需要先建立邏輯觀念，剛開始運用與一般所學截然不同的程式語言時，尚不熟悉同學們會不斷地遇到問題，必須透過一再的與同學、老師討論和激盪，找出最適解答。我們也會提供許多練習機會，培養並熟練學生解決問題的能力和彼此溝通的經驗。當學生的人際溝通越通暢、越能同理思考，就越知道如何寫出團隊想要的程式語言，使機器人做出期待中的動作。

4.AI學習
救援型人形機器人的開發需要注入AI人工智慧，讓機器人在沒有人指導的情況下仍可以進行救援工作。AI層面非常廣泛，以此專案來說，視覺辨識很重要，初期需要給予大量的圖片訓練出AI智慧模型，完成後再整合到機器人身上，讓它在行動時看到「人」或是「交通號誌」就能辨認出來，並且做出應對動作。

5.實機測試
當同學們根據課程或競賽關卡進行改造時，通常不會一次成功，總會遇到夾子做太小無法順利夾取要調整，或是訓練AI的視覺辨識取樣數不足導致機器人誤判…等，這都是在實機測試時一定會面臨的問題，需要經過討論、協作、改良，持續進步、突破難關才能達到任務的要求。一般大眾對機械開發往往有「獨來獨往」的印象，但其實學習機器人領域的過程非常需要主動詢問、團隊討論以及夥伴合作的特質，與夥伴共患難再一起得勝，整個歷程能獲得許多人際互動的寶貴體驗。

救援型人形機器人是項綜合技術的集合體，從5大特點我們可以連結到電子系、電機系、機械系、資工系、資管系甚至數學系。這些能力的養成可以從國小高年級開始，依照年紀增加學習的深度，並藉由參與各式競賽，大幅提升開發的能力且培養挫折忍耐力。當孩子具備了這些實作力和抗壓性，未來不管是求學或工作，相信都有很大的發揮空間和卓越展現。

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成果與效益：

一、機器人開發
今年4月，我們承襲了以往的設計經驗，開發了全新的人形機器人「齊格飛MKII」，它的穩定性和速度都超越以往，並且材料、零件有將近90%選用台灣製造的產品(MIT)，期許它在接下來的國際賽事發光發熱，學生上台領獎可以驕傲的說：這是台灣之光！

我們也在書籍《人形機器人必學寶典-AI智能篇》中與威盛PIXETTO團隊合作，將他們的「視覺辨識板子」整合進我們開發的機器人上，再次透過合作將MIT人形機器人套件推廣至國內外，成為孩子的驕傲和榜樣。

二、全國專題競賽得獎
我們的學生以「救援人形機器人」主題參加「全國高級中等學校專業科群109年專題及創意製作競賽」榮獲專題組電機與電子群佳作。藉著教育部的肯定，也加深了學生朝這方向努力的決心和動力。過程中學生整合了不少感應器在機器人上，擴充了速度計等許多功能，讓機器人能夠正確能判定物體「倒地了」而非正常傾斜；另裝上光敏電阻，幫助機器人在暗處能自動開燈，增加救援的便利性。

三、ROBO-ONE國際賽事獲得專訪以及勇奪8強
日本ROBO-ONE競賽，2022年即將舉辦滿20年，可說是亞洲地區最大的人形機器人賽事。2013年時我們帶著學生拿下全國第二名的佳績，並獲得代表台灣到日本的參賽資格，從此幾乎每年我們都會去日本挑戰。2018年我們學生更成為全台首位獲邀「ROBO-ONE官方專訪」的榮譽，並在2020年的競賽中榮獲8強的卓越佳績。

四、成立團隊舉辦賽事
一個人走得快，一群人走得遠。今年年初我們與其他機器人類的機構合作，共同成立IBRESC團隊，一起推廣人形機器人的活動。今年4/24於華夏科大舉辦「第一屆 IBRESC 國際人形機器人實體電子運動競賽」，第一次舉辦參加人數就高達200多位，出乎我們的意料，也可探見此產業的未來。比賽項目除了有最熱血的人形機器人操控對戰之外，也開創了全新的3對3任務賽，關卡有上、下樓梯、走獨木橋、投籃以及吊單槓。賽事裡模擬了災區的狀況，讓這些救援型人形機器人挑戰各種救災任務，藉此激發學生對機器人功能的想像，並朝大型救災型人形機器人的設計邁進。

「一個右勾拳，白忍者瞬間被擊倒，沒關係，站起來立即出招反攻，給對手還以顏色！」機器人對孩子擁有天生吸引力，競賽更成為他們目不轉睛的對象，此時，程式編寫不再只是程式，而是召喚術，可以讓機器人執行各種動作；機械零件也不再只是枯燥的材料，而是合併起來就有救援、舉重、對打功能的科技魔術，因此藉由機器人當媒介的學習，能讓孩子更有完成任務的鬥志，啟發學習的想像力。

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影響力與擴散性：

一、多年下來，我們的教學和學生的努力漸漸被社會看見，無論是競賽奪名、教學理念、開發MIT機器人、演講展示，以及舉辦第一屆台灣機器人大賽等，從2016年起，陸續接受了蘋果日報、公共電視、壹電視、自立晚報、自由時報等媒體的採訪，有更多人知道人形機器人對教育的益處，願意投身關注此領域的未來。

二、藉著教育實作和學校社團，我們的機器人遍及國小、國中和高中。例如，日新國小、明湖國中、中和高中、板橋高中、能仁家商、清水中學、文化大學、長庚大學、元智大學和華夏科大；在學校中開設社團、特色課、多元選修等，甚至在大學端開設3學分的機器人課程。推廣至今，已有越來越多學校了解小小一台機器人，象徵了跨領域的科技學習和寬廣無限的未來。

三、我們把開發機器人的歷程、心得、國際交流的收穫整理成冊，出版了《人形機器人必學寶典-基礎篇(使用Arduino C與SIEGFRIED機器人)》，成為全台第一本人形機器人專書，內容包含硬體介紹、程式撰寫、機器人動作編輯等。目前也和學生正在撰寫《人形機器人必學寶典-機構篇》與《人形機器人必學寶典-AI智能篇》，將寶貴的經驗傳承下去，給予機器人開發市場逐漸熱絡的台灣，實際的參考資料。

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