突破性科技：球型機器人的全新控制系統

球型機器人是一種具有極高機動性的獨特機器人，能夠全方位移動。然而，控制這種機器人裝置顯然是一項極具挑戰性的任務。球型機器人系統在動態和不確定的環境中，特別是在保持平衡和穩定性方面，面臨著獨特的挑戰。傳統的比例積分微分（PID）控制器難以應對這些挑戰，而其他高階方法，如滑模控制，則會引入抖動等問題。因此，開發一種結合PID的簡易性和適應性，以及現今流行的神經網路學習能力的控制器，成為解決現實世界機器人移動問題的迫切需求。

最近，在一項創新研究中，由越南河內工業大學的範忠阮博士領導的研究團隊提出了一種全新的強健且適應性強的解決方案。他們的研究成果發表在國際期刊《工程科學與技術》上。該團隊包括日本芝浦工業大學的潘宣陳副教授、越南河內工業大學的阮國強先生和阮大南先生、英國貝爾法斯特女王大學的範米恩副教授、臺灣國立臺灣科技大學的蘇順豐教授，以及印度塔帕爾工程技術學院（被認為是大學）的哈里什·加格副教授。

他們的研究引入了一種新型的自適應非線性PID（NPID）控制器，結合了徑向基函式神經網路（RBFNN），為球型機器人提供了輕量級計算、卓越的穩定性、減少抖動以及對外部幹擾的強健性。該控制器的初始設定透過平衡複合運動最佳化進行選擇，並且在操作過程中不斷改進自適應控制律，以處理外部力的實時估計。

該研究團隊透過應用李雅普諾夫理論強調了系統的穩定性。透過模擬和實際實驗，他們展示了NPID-RBFNN控制器的效能，其表現優於傳統的PID和NPID控制器。此外，該控制器透過自學習和自調整能力適應表面變化。

阮博士設想了這項創新技術的各種應用，包括輔助機器人、服務機器人和自主配送。他進一步解釋道：「配備這種先進控制器的球型機器人可以作為輔助機器人，用於需要高機動性和精確性的任務。例如，它們可以幫助行動不便的人在複雜環境中導航。此外，它們可以在動態環境中作為服務機器人，如餐廳、醫院或機場，提供順暢的導航。」

他還補充道：「強健的自平衡能力可以應用於需要在不可預測的力量（如風或不平坦地形）下高效運作的配送機器人。」

值得注意的是，該研究解決了控制非線性和動態環境中的重大挑戰，專注於在需要自主移動解決方案的行業中的可靠性。透過最小化不必要的移動和抖動，該控制器可以最佳化能源消耗，促進可持續機器人技術。這反過來增強了球型機器人的可靠性，使其在公共和私人空間中的使用更加安全和可行。

「總體而言，物流、醫療保健和零售等行業可以從配備我們技術的機器人中受益，提高效率和服務質量，同時減少人類的工作量，」阮博士總結道。研究人員希望未來在這項研究上取得更多進展，使機器人在現實世界中的使用更加高效。