未來機器人將更貼近人們的生活，為人們處理生活中，各種高危險性任 務及高重複性任務。例如東日本大地震時，核電廠熔爐融化，導致核能外洩，
在高輻射環境下，不利人類生存及工作，此時就可依賴機器人進行此類工 作；生產工廠中，重複性極高的裝配作業、輸送作業，也都非常適合機器人 參與作業。機器人也並不局限於人型機器人，在很多情況下人形機器人，反 而不如其他類型的機器人實用。在醫學上的機器人也不具有人形外表[1-2]，
如外科手術用機器手臂(圖 1-5 至圖 1-9)。
圖 1-1 外科手術用機器手臂[1]
圖 1-2 外科手術機器手臂設計圖[2] 圖 1-3 外科手術機器手臂機構圖[2]
圖 1-4 外科手術機器手臂展示及使用圖[2]
圖 1-5 外科手術機器手臂使用圖[2]
機器手臂控制上有許多限制，編寫程式相當費時費力，操作者還必須受 過專門的程式語言編寫訓練，且編寫出之程式有相當大的單獨性，往往只有 本人能了解整個程式的運作流程。近年來，工業用機器手臂之控制研究有很 大的突破。運用加速規偵測加速度的方式，擷取操作者手勢及姿勢[3]。並透 過類神經網絡(ANN)訓練，與倒傳遞類神經演算法，辨識操作者的手勢及姿 勢，進而控制工業用機器手臂(圖 1-10、圖 1-11)。
圖 1-6 控制示意圖[3]
圖 1-7 加速度控制機器手臂[3]
無線運動控制裝置，也有加速規結合陀螺儀的慣性感測器模組[4]。將慣 性感測器模組，結合 ZigBee 無線傳輸系統，裝置於操作者下手臂上，控制 機器手臂。操作者手指處的滾輪，用來控制夾爪(圖 1-12、圖 1-13)。
圖 1-8 慣性感測器控制模組[4]
圖 1-9 運用慣性感測器模組控制[4]
控制機器手臂還有很多其他的方法，除了上述的加速規以及陀螺儀外，
還有透過夾具測量出操作者手臂運動[5-8]，進而控制機器手臂(圖 1-14 至圖 1-17)。
圖 1-10 運用夾具控制機器手臂[5]
圖 1-11 氣壓缸之鑽石結構控制機器手臂[6]
圖 1-12 力感測控制機器外骨骼[7]
圖 1-13 力感測控制機器手臂[8]
截肢者相當在各方面也依賴機器手臂。手指被截肢者，通常控制手指的 肌肉還存在，且可正常伸縮，若能正確分類出手指肌肉之 EMG 訊號，便能 順利控制。人體手臂肩關節和肘關節，可分為四個轉動之自由度，即四個維 度。分別為肩關節水平轉動、垂直轉動，肘關節軸向轉動及彎曲轉動[9-13]。
手腕部分的研究，也有運用手腕控制肌肉之 EMG 訊號，控制機器手臂執行 各種任務 (圖 1-18 至 1-20)。
圖 1-14 手腕 EMG 訊號控制手勢圖[9]
圖 1-15 測量 EMG 訊號之電極貼片位置[9]
圖 1-16 肌電訊號控制機器手臂圖[9]
近年來陀螺儀應用非常廣泛，可運用陀螺儀測量出直昇機的傾斜度，確 保直升機在飛行中的穩定度；在自走車控制方面，可運用陀螺儀搭配地磁感 測器，測量出自走車面向之東、南、西、北方位，讓自走車往正確得方向前 進。陀螺儀結合傾斜感測器，再運用 Kalman 濾波器量測出倒單擺自走車正 確的角度[14]，讓機器人保持平衡(圖 1-21、圖 1-22)。
圖 1-17 倒單擺自走車設計圖[14]
圖 1-18 倒單擺自走車實體圖[14]