2018-08-20 高大教授團隊 跨領域合作 開發仿生表面黏著材料資訊系統 首年獲科技部補助700萬


高大教授團隊 跨領域合作 開發仿生表面黏著材料資訊系統 首年獲科技部補助700萬

【照片、文字提供:化學工程及材料工程學系教授鍾宜璋;公共事務組編修】
2018-08-20 「仿生科技」結合「人工智慧」會激盪出什麼火花?國立高雄大學鍾宜璋、俞肇球、吳志宏、洪宗貝等4位教授跨領域合作,預計以4年時間發展「仿生表面黏著材料資訊系統」,包括開發智慧仿生黏著材料,建置機器深度學習資料庫,形成智慧材料決策系統,並應用在開發新穎仿生材料、仿生夾爪、人工義肢,首年獲得科技部700萬元補助。 
該「仿生黏著系統」計畫由高雄大學化學工程及材料工程學系教授鍾宜璋擔任主持人,土木與環境工程學系副教授俞肇球、電機工程學系教授吳志宏、資訊工程學系特聘教授洪宗貝為共同主持人。

鍾宜璋研發諸多模仿生物型態或化學材料(仿生材料),例如從壁虎腳趾「剛毛」、章魚腳吸盤找尋靈感,陸續發表過「壁虎腳」、「章魚腳」等乾式無膠膠帶,最大負重可達8公斤且不破壞(汙損)吸附物品,可應用於搬運晶圓等高科技產業。

鍾表示,過往研究(第1代)開發仿生材料通常累積可觀失敗過程,從中獲得成功及優化的經驗,意即所謂經驗法則。第2代導入基礎學科的理論運作,此為現有教育和研究模式的重點。第3代利用電腦模擬套入理論、預測材料特性,但要達到精準模擬高分子特性實有相當難度。

藉由AI科技興起,可以建立仿生黏著資料庫,並從理論模擬建立機器學習,或由實驗驗證並修正偏差,藉以建立智慧材料決策系統。

鍾團隊成員各司其職,俞肇球根據動物爬行(施力)模式及表面微結構,協助模擬數值及建立理論模型,交由鍾宜璋實驗做出「原型(prototype)」,再與現有已發表過的相互比對修正;每次實驗結果則由洪宗貝建立資料庫,同時擷取全世界類似研究數據進行大數據分析,最終建立智慧決策系統,再由吳志宏加以應用,開發結合仿生貼片、智慧貼片的仿生夾爪和人工義肢。

未來執行進度方面,第1年主要工作擬透過現有文獻數據及觀察自然生物的數據,建置適用的模型和資料庫。第2年則透過資料探勘,讓資料庫分析並預測模型,同時以單層次的黏著貼片和材料模型模擬結果,讓機器開始學習和修正,藉由分析資料形成1個仿生黏著資料庫,並開發仿生夾爪的應用。

第3年工作對多層次複合仿生結構如章魚、樹蛙等吸盤類貼片進行觀察和開發,利用資料庫產生架構,建置實用的仿生膠帶。此外觀察仿生夾爪應用貼片以優化條件和累積實驗數據。

第4年將完成模擬和實驗資料的對照,建立智慧材料決策系統,推導更適用的模型。根據系統優化條件,實際產出高效仿生貼片,並結合高敏感壓阻感測片,形成智慧貼片,以建置智慧型人工手臂。