103年度科普活動

計畫名稱

「微型機器人」之 科普素材研發、推廣研習營及競賽

計畫主持人

潘吉祥

海報名稱

2015微型機器人素材、研習會及競賽之科普海報比賽

摘要

微型化概念已廣泛應用於現代之科技產品,譬如:3C 產品越來越短小輕薄就是微型化明顯的例子。同樣地,在今日機器人科技快速發展、廣泛應用並對人類社會產生日益重大影響之際,微型化機器(Micro Robot)人也逐漸被重視。微型機器人又稱為「明天的機器人」,它是機器人科學領域的一支,也是明亮之星。微型機器人的尺寸可從幾百毫米(mm)到幾十微米(μm),甚至到微米以下的超微型機器人(或稱奈米機器人)。 微型機器人的結構尺寸微小,器件精密,其開發依賴於微加工技術、微機構、微致動器、微感測器、微控制器、微電源和微機電系統整合技術的發展。微型機器人的特徵不只是尺寸微小,其構造及機構設計、驅動原理、移動方式、控制方法及能源供應方式等都可能有別於一般的機器人,對於研發者具有多元性、多樣性、創新性的發揮及挑戰空間,是一個新穎又具有重大挑戰性的課題。微機器人大多還處於實驗探索時期,存在許多關鍵的問題須更進一步解決,然而這些問題的解決過程中同時帶動許多相關學科的發展。因此,微型機器人已儼然形成一個牽動眾多科技領域發展的新興學科,各國均爭相投入科學教育及技術研發。微型機器人應用之處逐漸擴大,可應用在探勘、(防)監測、鑽洞、細縫管道工作、航太、醫療、軍事、農業和工業等用途。微型機器人的應用層面是多樣性、特殊性,無限制性,因此對於微型機器人的普及教育及研發是勢在必行。 環顧這些年來,機器人的研發及相關競賽活動如雨後春筍蓬勃發展,唯獨微型機器人似乎著力不多,然而前瞻微型機器人在未來應用上的潛力無窮,而且微型機器人的科學教育及研發具有未來性、創意啟發性、趣味性,而且製作成本也相較一般機器人來得便宜許多,非常適合學生或一般民眾投入學習。為了推展該類科普教育活動,本 人本著曾經於民國93~96年承接教育部顧問室「精密機電整合人才培育計畫」,在國內推動四屆全國微型機器人競賽的經驗,於過往曾兩次向國科會科教處申請科普計畫 (NSC 99-2515-S-167-001-)及NSC 101-2515-S-167-001-),讓微型機器人的科技教育可延綿不斷擴展及進深。前兩次執行的計畫除了延續以往教育部四屆競賽方式之外, 並在競賽中增加了創意設計比賽及研習會。雖然經由幾次競賽活動的舉行已使微型機器人的教育認知推廣出去,透過平面及電子媒體報導的家數近十幾家,但由於微型機器人尺寸微小,在設計、製作、組裝及量測上需有相當的學理、技術及經驗,因此能夠實際參與競賽的學校及隊伍並未能有明顯的增長,顯示在這些學理、技術及經驗的普及教育上需要更多的著力,好讓更多的校系學生及民眾不會卻步,進而願意及容易投入。因此,本次計畫的重心將增加素材的研發及推廣、種子教師的培訓研習營會,其次才是競賽活動。本計劃希望透過深入淺出、化難為簡之素材的研發編製,將不易理解的微型機器人科技知識,以實體教具模型、電腦模擬動畫及國內外相關教案之蒐集匯整等方式,編寫成一套適合高中職或大專學生研閱讀的科普化教材,以使高中職、大專校院學生及與一般民眾容易理解。此外,經由培訓研習營會培育有志推廣微型機器人科普教育的種子教師,增強親身參與動腦、動手、動口的學習機會,並可從活動中推廣研發之素材,讓微型機器人之科學教育素養的培育可更普及化及深入化,並日後結合競賽活動之彼此觀摩學習。競賽活動主要目的在於培養學生從「做中學」的能力,發揮創意,也期盼競賽經驗有助日後工作的團隊精神。本次繼續向國科會申請微型機器人科普計畫,期望以更多元性及系統性的規劃內容及貫徹的執行力,全面提升高工職及大專院校在微型機器人認知的科學素養,讓此科技教育延綿不斷,並擴大到更多的學校參與,甚至做為日後舉辦兩岸三地或國際競賽活動的基礎。

海報成果