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作者:陳長泰、曾介亭、李閔凱、鄭銘揚、黃柏堯基於數位控制應用於雷射振鏡定位技術介紹

現今電子產品之發展趨勢不僅須提供強大功能，其外型亦要求輕小。為了滿足此需求，於許多電子產品之製造上，雷射加工技術已逐漸取代傳統機械加工方式。在眾多雷射系統中，振鏡式雷射加工系統於近年來備受注目，其原因在於該系統之掃描元件－振鏡馬達具有高轉矩-轉動慣量比、時間常數小和響應速度快等優點。而目前市售雷射振鏡系統大多搭配類比式控制器，雖然類比系統擁有高解析度與取樣速率無限制等優點，但類比式控制架構卻有控制參數調整不易、控制策略之挑選受限制和參數容易受外在環境影響等缺點。為解決上述問題，本文將發展一應用於雷射振鏡系統之數位控制器。

在雷射振鏡系統之定位控制問題上，本文選用擁有線上運算容易和控制效果良好等優點之模型預測控制法則，再藉由田口方法尋求其最佳控制參數組合，並與基於基因演算法之比例積分微分控制器和本文所改良之虛擬微分回授前饋控制器進行性能比較，最後以實驗驗證本文所提方法之可行性。實驗結果顯示，模型預測控制法對於不同振幅之步階命令，均能有效地同時降低振鏡定位系統的安定時間、最大超越量與穩態誤差。

作者:黃緒哲、張巍瀚、林正彥嵌入式夾爪力量感測與即時控制技術

工業用機械手臂已廣泛應用於生產線上，夾爪需要夾持不同的物件，而不同的物件都有一定的受力容忍度，若不給予適當之力量監控，工件可能會被夾壞，或是無法正常夾起，因此如何控制手臂夾爪之夾持力量大小是一項很重要之主題。本文主要探討使用嵌入式微控制器作為核心之力量感測控制架構，配合自行設計的電路板與驅動電路，以及壓電感測材料，裝置於機器手臂之手爪上，達成以嵌入式晶片結合力量感測器之機械手臂力量控制。並建立機械手臂控制器與夾爪微控制器溝通之二位元通訊橋樑，使此系統可達成機械手臂具備挾持力量監控之物體夾取、搬運、放置自動化操作能力。

作者:鄭中緯飛秒雷射之精微加工技術

金屬雙極板具有低成本與高機械強度的特性，但是質子交換膜燃料電池的金屬雙極板因為操作在溫度較高的硫酸環境中，所以金屬板會遇到腐蝕的問題。透過雷射披覆碳膜於金屬雙極板上可提供抗腐蝕之保護。

作者:戴熒美2021年全球機器人市場預測

作者:陳志豪高速鑽孔攻牙中心機控制技術與實機應用開發

本篇旨在探討高速鑽孔攻牙中心機，除了需要加工路徑精準確，還需要的核心技術，高速剛性攻牙技術及熱溫升補償技術。高速剛性攻牙技術說明，從手動攻牙了解動作基礎，到CNC機台做剛性攻牙的技術要求及誤差，最後再實機驗證，及要追上國外技術，國內還需加強的重點。熱溫升補償技術說明，主要是確保機台在24小時運轉情形下，在內部、外部熱源的影響機台變形之下，還能夠利用軟體補償的方式，來確保加工精度。

作者:王明德激立—讓脊椎受損的朋友重新「站」上人生的路－工研院機械所助行醫療輔具機器人

現代人類在照護及醫療技術進步下，平均壽命大幅提昇，此趨勢將促使人口趨向高齡化，加上世界各國對人權的重視，健康照護需求急速增加，慢性病患照護需求與醫療經費相關支出亦逐年攀升，醫療照護產業呈現高成長。行政院預估2017年台灣高齡人口比例將超過14 %，達320萬人，對於健康照護相關產品與服務需求殷切，商機龐大。也因此，將健康照護產業列為2015年之前應積極推廣的6大新興產業之一，尤以具升降、傾躺、站立、平躺、旋轉等智慧型功能之電動輔具因技術門檻較高，恐供不應求。

作者:廖啟宏蝙蝠翼光學膜的設計與製造技術

相較於傳統燈源，白光LED具有很多的優點，如：高流明效率、低耗能、高可靠度和長壽命。因此，LED被認為是下一世代光源的最佳候選人，而且它將逐漸地被使用在我們的日常生活當中。

然而，LED直接輸出的光型通常會造成照度不均勻的圓斑，這點將使LED難以符合照明規範的要求。因此，LED這種發光體將逐漸地被要求需透過一次光學或二次光學元件來使得光場形的能量被重新分佈，進而達到高均勻性、高照度品質的光斑。因此，本論文將透過微結構光學膜、擴散板來使LED光型被重新分佈，而所有的設計概念與製造技術的細節將在本篇論文中被清楚說明。

作者:陳錦城、吳孟儒、張家銘、劉瑞弘、彭致勛、林其光大型風力機軸承故障問題評析

本文針對台灣風場大型（500 kW - 5 MW）陸域風力機之軸承故障問題分析，透過大型風力發電機主軸承故障案例應用力學分析，評析軸承故障問題與改良型式軸承之差異。於軸承故障分析方法建立三維度結構網格數值資料，詳細考慮風力發電機各主要部件產生之合成動態負載，分析與探討應力集中後造成的結構形異問題。並規劃軸承之振動分析方法與規格，提供軸承故障預測診斷方案，並進一步說明過去及未來於台灣風場安裝之軸承差異，提供主軸承應用完整的方案說明。

作者:李鈞函、黃建融雷射披覆碳膜於質子交換膜燃料電池金屬雙極板之應用

金屬雙極板具有低成本與高機械強度的特性，但是質子交換膜燃料電池的金屬雙極板因為操作在溫度較高的硫酸環境中，所以金屬板會遇到腐蝕的問題。透過雷射披覆碳膜於金屬雙極板上可提供抗腐蝕之保護。

作者:黃仲宏智慧型穿戴式機器人的發展契機與競爭分析

工研院穿戴式外骨骼機器人的品質已有了很大的精進；且在行動輔具、居家輔具、居家安養服務及遠距照護等領域皆具備發展能量；再加上台灣擁有ICT產業、機械產業以及家電製造的優勢基礎，已不應缺席醫療照護機器人領域的產品之發展。能源、巨量資料、醫療健康、自動化/機器人、智慧型交通，這五個產業在未來都將可能有長期而穩定的成長，對智慧機器人產業來說，除了人力（成本、缺工）的需求外，機器人也會滲透到醫療、交通等等行業，變成自動駕駛機器人、手術機器人、物流機器人、穿載式機器人……，機器人是未來資料數據化的執行者。從工業機器人開始，然後到物流、再到電子商務，最後落實陪伴照顧、輔助行動的消費型機器人。

作者:季宇文、黃昆平垂直成長及摻雜奈米石墨烯壁及其應用

本研究使用低壓微波火炬化學氣相沉積（MPT CVD）設備製作垂直成長及異質元素摻雜奈米石墨烯（X-dope graphene nanowalls, X-GNW）的觸媒極片，透過掃描式電子顯微鏡（scanning electron microscope, SEM）、拉曼光譜儀（RAMAN）以及X光光電子儀（XPS）分析，分析證明有效將異質元素植入奈米石墨烯壁的結構中，氮元素最高含量可達15 at%。嘗試使用不同金屬摻雜對氮摻雜石墨烯（NGNW）特性的影響，藉由電化學量測得知在2% CO環境毒化下，鈀氮摻雜奈米石墨烯壁（Pd-NGNW）、鎳氮摻雜奈米石墨烯壁（Ni-NGNW）、鐵氮摻雜奈米石墨烯壁（Fe-NGNW）之個別電化學活性仍可維持在65%、82%以及90%。其中Pd-NGNW電極作為陽極，在質子交換膜燃料電池（PEMFC）模組測試下放電，達到反應過電位相較於20 wt%鉑金/碳為50 mV、極限電流達到1400 mA/mg。

作者:洪于展從國際發展歷程解析我國氫巴示範推動關鍵議

先進國家因應2050淨零排放要求，採用電氣化實現交通部門碳中和，其中氫能電動巴士因零排放，且燃料供應運作方式與柴油巴士接近，因此被國際主要國家廣泛推動。本研究探討歐盟進行資助的示範運行案例，盼對國內推動中的氫巴示範計畫，提供關鍵議題與政策的參考建議。

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