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進入中大團隊研發智慧化結構監測技術 研究成果登頂尖國際期刊
2026/05/08 10:21 記者楊綿傑／台北報導
ROADRobot 於中央大學大型力學館實驗場域進行光纖布設實驗，三連張展示機器人沿預設軌跡自主前進並同步完成光線布設與膠材塗布的連續過程。（中央大學提供）
推進智慧監測技術！中央大學土木工程學系教授林子軒帶領「機器人與基礎設施感測實驗室」，成功研發具備自主布設能力的「ROADRobot」分布式光纖自動化布設機器人，可大幅縮短分布式光纖感測 （DFOS） 的安裝時間並提升施作品質，將可應用於各種管線及下水道等設施監測，研究成果獲營建自動化領域頂尖期刊《Automation in Construction》接受刊登。
隨著橋梁、隧道與管線等大型基礎設施邁入老化階段，結構健康監測 （SHM） 已成為國際工程界關注的重要課題。林子軒說明，分布式光纖感測技術可沿著數公里長的光纖連續量測應變與溫度，被視為次世代結構健康監測的核心技術。傳統光纖布設仰賴人工點膠、貼附與整型，膠珠厚薄不均直接影響感測精度，在橋梁箱型梁、隧道內壁等高處或密閉空間作業，工人更須冒著高空墜落與通風不良的風險。感測技術已經成熟，真正卡住產業化的是「最後一哩路」的施工瓶頸。
ROADRobot 採用模組化三層式架構，在僅500×300×300公釐、約7公斤的緊湊機體內，整合5套關鍵子系統。包含可穩定控制光纖張力的閉迴路張力調節系統、可依行進速度同步調節膠量的精密點膠系統，雙紅外線循跡導航與後置整型刮刀等設計。其中，閉迴路張力調節系統可將光纖張力穩定維持於0.5至2.0牛頓；雙紅外線導航系統則能達成毫米級橫向偏差控制，確保光纖布設品質與應力傳遞穩定性。整體系統由微控制器搭配 FreeRTOS 即時作業系統管控，並可透過 MQTT 通訊協定遠端遙控。
ROADRobot 於中央大學大型力學館完成光纖布設測試，可沿預設軌跡自主前進，並同步完成光纖布設與膠材塗布。實驗顯示，機器人不僅可在密閉空間中穩定完成光纖布設，橫向偏差控制維持於2公釐內，完成2公尺布設僅需66秒，且光纖未受損，顯示自動化布設技術兼具效率、穩定性與施工安全優勢。
研究團隊未來將與加州大學柏克萊分校教授 Kenichi Soga 團隊深化合作，將 ROADRobot 的研究成果延伸至管線監測應用，雙方將攜手探索自動化光纖布設技術於地下水管、油氣管與下水道系統長期監測的可行性，期為智慧基礎設施監測產業注入新動能。
台美團隊將深化合作，把 ROADRobot 的研究成果延伸至管線監測應用。（中央大學提供）
