公益發明:分散式AI建築機器人系統

盧鴻智
盧鴻智(Hung-Chih Lu),國立臺灣大學光電工程博士,因個性不擅社交、不愛與人互動,除了學校的學習之外,其他知識與技能都是無師自通,一個人自我摸索與學習,融合科技、藝術與文學於一身。 在學期間專攻半導體、電子電路與光學等,1999年將所學結合為一發明矽光子,先後獲得多篇相關專利,其中,光美國專利就有4件;Intel在2001年之後才開始投入研發。 在得不到資源的支持下,放棄矽光子,改投入消費性電子領域,之後又發明了石墨烯與奈米碳的散熱與電熱技術,並獲得一件美國專利。後來石墨烯開始被濫用,就再改投入彩色太陽能光伏的研發,後感於其與建築設計息息相關,又投入建築設計與數位孿生,並將太陽能、生態友善、裝置藝術、隔熱散熱與模塊化等相結合,並獲得多件相關專利,因著眼於公益創造的理想,就只申請台灣專利,領證不久後就不再維護,變成公共財,讓大家都能雨露均霑。 盧鴻智博士的理想是創造一個所有生命都能彼此良善對待與生態友好的美麗環境,所以從微觀的晶片到巨觀的城市、從科技到藝術,都能自己一手設計與規劃,打造美麗的生態烏托邦。圖 / 盧鴻智提供

我們現在的世界,貧富差距與極端氣候都越來越大,然而這些1%的富豪收刮全球一半的財富、10%的富豪製造全球一半的碳排放,而大多數人都在辛苦中謀生,可是我們卻在崇拜與歌頌這些富豪,而自身買個房都要花光畢生積蓄,真是讓人感嘆。

每個人都需要有房住,花光畢生積蓄,好不容易買個房,但鋼筋水泥建築理論壽命也才50年,臨老還要面對危老建築的都更,根本難以安享晚年。

這發明的出發點是為了全球上大多數人而創造的,不僅能讓建築快速建構,且低碳、環保、壽命長,還物美價廉,買個房可以住好幾代人,這樣不僅可以把買房的畢生積蓄省下,來真正享受生活,同時還能促進消費,從而讓整體經濟均衡的發展,並且延緩全球暖化,讓極端氣候改善,每個人都能從中受益。

這個發明全名為: AI機器人與建築系統,分兩個子項,先前已經公開展示此發明的建築體部分:「AI機器人像素化低碳建築系統」,這次要公開的是AI機器人的部分,命名為「分散式AI建築機器人系統」。

人因為主觀思維,慣於以人為出發點,所以我們猜想的外星人總是擺脫不了人型外觀,我們積極開發的AI機器人也都是人型,但人型機器人其實是非常沒有效率的,舉最簡單的來說,光是移動,兩輪的速度就遠比雙腿跑步快得多了,能耗也遠低,這還不算,人體不論視覺還是肢體活動,都是便於向前活動,背後全都是死角,機器人完全照抄人體機能,不僅讓功能受限,能耗也高,其實非常沒有道理。

我開發的機器人,不僅不要人型,甚至一體式的也不要,現在有了成熟的高速網路與AI系統,採用分散式型態,讓AI建築機器人能依需要倍數拓展AI的能力,執行各種複雜的任務,且靈活性高不會有任何死角,極大的提升能力與能效。AI機器人最擅長的是單一、重複性、危險的工作,開發這些AI機器人,能有效改善工作環境;基於這些任務,將AI機器人依粗工與細活分兩類。

粗工需要強大的力量輸出,所以必須要用液壓桿,而細活需要精準,所以要用馬達與齒輪,每個架構各有擅場,一般人形機器人的手指關節都是使用小型齒輪與馬達構成,無法大力量輸出,科幻電影裡機器人一手抓起車輛的情節,在現實是不可能發生的。

圖一搬運用分散式AI建築機器人的數位孿生展示。
這次公開的AI機器人命名為「分散式AI建築機器人系統」。圖中為圖一搬運用分散式AI建築機器人的數位孿生展示。圖 / 盧博設計工坊提供

分散式AI機器人可以適用於不同行業,但因為為人們解決安居問題是全球共同的課題,而我的發明可以很好的解決,所以率先開發建築用途。建築施工,對於粗重的工作,可以採用「搬運用分散式AI建築機器人」,如圖一所示,車體內部安置AI電腦主機,所以要兼顧車體的安全與電腦的散熱,材料使用黃銅,並且以履帶行進,另外為了能更好的搬運重物而不致傾倒,四個角落設有千斤頂,在搬運前,升起車體打樁來穩固機身。

車體的上方有轉盤,機器手臂的臂膀與轉盤以三根液壓桿相連,讓機器手臂能360度旋轉且強力的輸出,臂膀與手肘、手肘與手掌,其連接處也都是以液壓桿驅動,而液壓管路不採明管採暗管走線,是為避免在作業中損壞;手掌的部分可以依任務需求更換,不過同時AI也要經過相對應的訓練,才能運行。

此發明主要是為搬運像素化建築模塊,此模塊採用全鋼材打造,並且以仿木與仿大理石的工法來美化模塊,便於方便入住且減少裝潢,立柱與橫樑也都是鋼材,採用鋼構榫接加螺絲固定,這樣能更好的提供強大的地震與颱風的保護力,機器人手掌採用三指大掌結構,就是為了能穩定的將模塊搬到定位並加以榫接。

圖二:固定用分散式AI建築機器人的數位孿生展示
圖二:固定用分散式AI建築機器人的數位孿生展示。圖 / 盧博設計工坊提供

建築施工的細活部分,可採用「固定用分散式AI建築機器人」,如圖二所示,前面「搬運用分散式AI建築機器人」將像素化建材模塊搬到定位並榫接好後,建築模塊須再以螺絲鎖定,這樣更牢靠,因此需要做細活的AI機器人來執行。

固定用分散式AI建築機器人的車體,同樣有AI電腦主機與轉盤,因考慮到不需要大力量輸出,所以用輪子移動即可,這樣靈活性更高。手臂的驅動全採用馬達與齒輪,鎖螺絲雖是簡單工作,但分兩個不同機器人來協力執行,效率更高,因此將其中一個機器人的手掌換成二指握持,如綠色機器人所示,將螺絲拿到螺絲孔處放定位等待,另一個機器人的手掌換成電動螺絲起子,如藍色機器人,將螺絲鎖好。

與眾不同的是這些AI機器人的眼睛都不是固定安置在機器人身上,而是採用多台無人機做眼睛,這樣可以提供機器人遠近、多角度的全方位視野,獲得無死角的環境數據,AI與人不同,完整環境數據相比視覺圖像對AI更有用。這些AI機器人,可以設計成獨立自主執行,也能透過無線網路來由中央AI大腦統籌來操控;當然也可以不要AI而由人來操作,只是機器人是分散式系統,由人來操控,存在一定的難度。

我的理想是創造生態繁榮而美麗的世界,讓世界上的所有生命都能美好的生活,雖然明知大家都崇拜那些收刮他們的富豪,並不會對我的公益創造領情、更遑論支持,但這項發明可以給全球大部分人帶來益處,所以花光我畢生積蓄也沒關係,能讓世界上每個人都能省下買房的畢生積蓄,過上更有意義且自在的生活,於願足已。

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盧鴻智博士 專欄
盧鴻智(Hung-Chih Lu),國立臺灣大學光電工程博士,因個性不擅社交、不愛與人互動,除了學校的學習之外,其他知識與技能都是無師自通,一個人自我摸索與學習,融合科技、藝術與文學於一身。 在學期間專攻半導體、電子電路與光學等,1999年將所學結合為一發明矽光子,先後獲得多篇相關專利,其中,光美國專利就有4件;Intel在2001年之後才開始投入研發。 在得不到資源的支持下,放棄矽光子,改投入消費性電子領域,之後又發明了石墨烯與奈米碳的散熱與電熱技術,並獲得一件美國專利。後來石墨烯開始被濫用,就再改投入彩色太陽能光伏的研發,後感於其與建築設計息息相關,又投入建築設計與數位孿生,並將太陽能、生態友善、裝置藝術、隔熱散熱與模塊化等相結合,並獲得多件相關專利,因著眼於公益創造的理想,就只申請台灣專利,領證不久後就不再維護,變成公共財,讓大家都能雨露均霑。 盧鴻智博士的理想是創造一個所有生命都能彼此良善對待與生態友好的美麗環境,所以從微觀的晶片到巨觀的城市、從科技到藝術,都能自己一手設計與規劃,打造美麗的生態烏托邦。

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