GARMI：專為高齡社會設計的輔助機器人平台

GARMI：專為高齡社會設計的輔助機器人平台

隨著全球人口持續高齡化，對照護資源的需求不斷攀升，研究人員正積極探索如何運用機器人協助長者維持生活自主，同時減輕醫療體系的沉重負擔。慕尼黑工業大學（TUM）旗下的慕尼黑機器人與機器智慧研究所（MIRMI），其設於加爾米施-帕滕基興（Garmisch-Partenkirchen）的老年機器人學研究團隊，正透過 GARMI 這款專為真實長者照護場景設計的移動操作平台，積極應對上述挑戰。

自2026年起，GARMI以全向移動的 Clearpath Ridgeback 平台為基礎，將移動性、操作能力、遠距臨場及以人為本的設計整合於單一研究平台，協助研究人員將輔助機器人技術從實驗室帶入日常生活。

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以真實人類需求為核心設計機器人

研究團隊的工作源自一個簡單的觀察：人們壽命越來越長，但照護人員的數量卻遠跟不上需求。多數長者希望盡可能在自己家中生活，然而許多日常任務隨著年齡增長而日益困難。

研究團隊並非為了技術而技術，而是與長者、臨床醫師及照護提供者密切合作，找出機器人技術能真正發揮效益的切入點。

GARMI 正是這項努力的核心。這款人形服務機器人設計用於支援日常生活活動、遠距醫療與遠距復健等醫療照護應用，以及讓家屬或醫療專業人員透過機器人進行遠端互動的沉浸式遠距臨場體驗。該平台在一間設備完善的試驗公寓內運作，並與照護機構 Caritas 合作開發，讓研究人員得以在貼近真實的居家環境中評估新的機器人功能。

「我們在真實的日常環境中開發並測試輔助、遠距臨場與安全技能。GARMI 是我們探索機器人如何支援高齡社會的核心實驗平台。」

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為何選擇移動操作平台，而非腿式人形機器人？

雖然外界目光往往聚焦於行走式人形機器人，但研究團隊選擇了不同的方向。針對居家、診所及照護機構等環境，他們判斷輪式移動操作機器人比雙足步行機器人更具實用性。

「這些空間大多是平坦且結構化的室內環境，正是全向輪式底盤最能發揮優勢的場合。」

這項決策綜合考量了安全性、可靠性與實用性。輪式移動操作機器人能為肢體互動提供穩定平台，支撐完整上半身系統所需的有效承載，無需持續平衡而節省能源，並具備長期實地研究所需的可靠性。研究團隊同時希望打造一款未來有望大規模普及的平台，而腿式系統在這點上難度將大幅提高。

由於 GARMI 預計在許多身體較為脆弱的長者身邊運作，安全性始終是核心設計考量。機器人的全身柔順控制能夠安全回應意外接觸，而穩定的移動底盤在互動過程中也能給人可預期且令人安心的存在感。

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為何選擇 Ridgeback？

GARMI 早期版本採用自行研發的差速驅動移動底盤。雖然在初期開發階段行之有效，但隨著平台進入越來越貼近真實的照護環境，這套底盤逐漸成為限制因素。

「舊底盤的非完整性約束，在精確定位與機動操控上已成為真實的瓶頸。」

在最新一代平台中，研究人員選擇了 Clearpath Ridgeback，因為其全向移動能力、有效承載量及成熟的 ROS 生態系統高度符合專案需求。全向移動能力讓 GARMI 得以在狹窄的居家與醫療環境中精準定位，更易於執行操作與輔助任務。

同時，該平台能舒適地承載機器人的升降柱軀幹、雙 Franka 機器手臂、感知硬體及通訊系統，並維持穩定的低重心。對一個致力於複雜輔助機器人挑戰的研究團隊而言，成熟的 ROS 軟體支援讓團隊得以快速整合平台，將心力集中於更高層次的研究問題，而非維護自製移動底盤的基礎架構。

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賦予 GARMI 生命

GARMI 最具特色之一是其外觀設計。研究團隊刻意迴避大眾文化中常見的威嚇感人形機器人形象，根據長者與醫療專業人員的回饋，打造出體型較小、親切易近的設計。

最終成品的機器人身高約 165 公分、重約 105 公斤。圓潤的輪廓、緊湊的上半身、向前延伸的手臂，以及大型互動式頭部顯示螢幕，均刻意營造友善親切的印象。研究人員將這套設計哲學描述為「低調承諾、超越預期」，這個做法在整個開發過程的使用者測試中均獲得良好反應。

然而，將完整系統整合在一起絕非易事。最新版本需要研究人員將 Ridgeback 底盤、升降柱軀幹、雙臂操作系統、感知感測器、頭部機構，以及全新的 ROS 2 軟體堆疊整合為單一可上場實測的平台。據研究團隊表示，這次硬體與軟體元件的整合是開發過程中最具挑戰性的階段之一，所需的調試工作遠超出最初預期。

如同所有研究平台，GARMI 反映了一系列工程取捨。團隊刻意優先選擇緊湊親切的外型，而非更大更具壓迫感的設計；目前導航時機器人手臂需折疊於底盤範圍內，待完整的3D全身感知導航系統完成後方可改善。

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打造可實際驗證的研究平台

目前，GARMI 運行於基於 ROS 2 的軟體堆疊，結合 Clearpath 的移動平台軟體、MoveIt 2、libfranka 及研究團隊自行開發的自主運行框架。研究人員建立了一套可重現的環境，將移動底盤、機器手臂、感知系統及自主運行軟體整合為單一平台，可跨實驗一致部署。

在導航方面，機器人採用基於 RTAB-Map 的處理流程，結合車載 3D 相機與 2D LiDAR 感測器的資料來建立地圖並在試驗公寓內定位。Nav2 則用於規劃無碰撞路徑，並引導平台移動至目標位置。這套軟體堆疊不僅是 GARMI 目前的導航解決方案，也成為未來評估自主運行方案的基準，為研究人員建立可靠的進階能力開發基礎。

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展望未來

隨著平台開發工作大致完成，研究團隊的重心正轉向實際場域驗證。即將進行的工作包括透過與 Caritas 的合作夥伴關係，在倫理審查通過後，與長者及照護人員共同進行真實照護環境中的實地試驗，評估 GARMI 的輔助能力。

與此同時，研究團隊持續擴展平台的技術能力。目前的研究工作包括：開發考量 GARMI 完整三維幾何形狀的導航系統、整合語義地圖與基於導航的操作，以及透過機器人通訊介面探索大型語言模型驅動的人機互動。研究人員也正在開發沉浸式遠距臨場體驗、由次世代無線網路賦能的遠端照護應用，以及可支援安全驗證與未來認證工作的數位孿生。同時，機器人衰弱評估與認知篩檢等新型醫療照護應用也在探索之中。

然而，對 TUM 研究團隊而言，長期目標始終如一：將機器人研究成果轉化為可實際支援高齡社會的工具。隨著輔助機器人技術持續演進，GARMI 展示了當研究人員以真實用戶、真實環境及真實挑戰為核心進行設計時，所能達到的成就。

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