歷年回顧

2017年未來之星獎:Sugar Robot Plus

2017年未來之星獎:Sugar Robot Plus

通訊大賽主辦團隊

如果用兩三千元自製一台能聲控、能理解、能回答的機器人,有人想做嗎?在這樣的起心動念後,本作品Sugar Robot誕生了。它是一款能聲控與回答問題的機器人,兼具家庭娛樂、居家保護與監控功能,在實作上結合LinkIt 7697、7688 Duo、Arduino等等開發板,外殼機構以木頭、紙板為主,成本低廉並易於操作,可成為中產家庭的第一款家用機器人,成為孩子的好伴侶。

在家時可將手機插在機器人身上,對著手機說話即可控制機器人的動作,使用者人在外面,仍舊可以透 過手機遠端操控機器人開關家電,或是看到家中即時串流監視畫面。Sugar Robot的功能或許不如市面上的家用機器人,但是價格親民還能自己動手做,無論是學習程式或解決問題,都有很大的教育意義。

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2017年校園菁英獎:賽亞人的飛機維修輔助器

2017年校園菁英獎:賽亞人的飛機維修輔助器

通訊大賽主辦團隊

傳統上在維修飛機時,以查詢維修手冊和填寫工單為主,此種方式為工作人員帶來不少困擾,本作品可取代厚重的工作手冊,同時還提供清晰的語音維修步驟,也利用APP將填寫工單的動作簡單化。當檢修人員發現問題時使用APP輸入零件損壞資訊,不需像以往填寫維修單,然後利用熱感應式印表機列印QR Code並張貼在該零件上,以供維修人員快速地知道需要維修的地方。維修人員穿戴的裝置包括攝影機、光學顯示器、語音系統和主控器,主控器以LinkIt ONE為運算核心,攝影機拍攝QR Code後即可將維修資訊顯示在光學頭戴式顯示器畫面上,並依照語音維修步驟進行處理。作品名稱靈感來自卡通七龍珠,裡面很多角色配戴著的戰鬥力探測器,希望本系統能有效提升維修效率並降低失誤,讓乘客飛的更安全。

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2017年季軍:車輛相控陣列聲納環境偵測系統

2017年季軍:車輛相控陣列聲納環境偵測系統

通訊大賽主辦團隊

道路上常見的大貨車及聯結車因為車身體積大,駕駛視野容易產生死角,導致經常發生交通事故,因此我們推出本系統,包含主動式偵測、汽車黑盒子、行車狀況即時監測、交通數據資料庫等四大功能。透過感測器主動偵測汽車的周邊環境資訊並即時監視死角區域提醒駕駛留意,運用雲端儲存(MCS)及數據分析打造出高價位車種才擁有的雷達偵測系統,強化數據資料在行車情境的運用。打破既有車用超音波雷達只能用在倒車雷達上的觀念,本作品可以做到辨別方向、提前預警(例如聲音與LED警示),讓駕駛輕鬆得知周遭狀況,毋須分心觀看螢幕且成本低廉。本系統裝設容易,並導入車聯網概念,期待讓作品更普及,使更多車輛能夠在安全的環境下行駛,並守護用路人的安全。

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2017年亞軍:應用於教育之模組機器人教具

2017年亞軍:應用於教育之模組機器人教具

通訊大賽主辦團隊

專家說軟體正在吃掉全世界,可見培育軟體人才的重要性,從108學年起,程式教育列為國、高中的必修課程,從小開始培養。有鑑於此,本團隊打造的模組機器人以組合積木為基礎,使用者透過組裝不同功能的方塊,實作出機器手臂、遙控車、仿生獸各式不同的機器人。從技術架構來看,主機方塊裡面有LinkIt 7697作為整個架構的頭腦,負責處理與執行使用者的指令,並與其他功能方塊(超音波方塊、感光方塊、關節方塊、馬達驅動方塊)溝通、下達指令。

操作模式包括單機模式、手機遙控模式,也能以Scratch堆疊指令方塊,藉以學習程式邏輯。除了可應用在學生的程式與科技教育,對於未受過程式教育的使用者,也能透過此積木快速組合出一些生活上的應用,自己打造簡易版的居家機器人。

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2017年冠軍:無人小艇

2017年冠軍:無人小艇

通訊大賽主辦團隊

因創作者喜歡海洋休閒活動,觀察到海上救生、離島物資運送及清運海上垃圾有其急迫性與重要性,遂研發遠端監控無人駕駛小艇。控制系統以LinkIt ONE為核心,本身即有GPS功能,用以控制船外機轉向角度、螺旋漿轉速等等,並利用藍牙、WiFi、GSM進行遠端數據通訊,將無人船位置回報給使用者之專用手機APP(自行撰寫),使用者可下達指令給無人船,決定行進方位或位置,實施到海上任務。

搭配手機APP可顯示羅盤及船速並實施遠端控制,包括手動控制、自動控制、自動導航、自動返航等等模式,以自動導航為例,可以在APP畫面設定新路徑或選擇已存路徑。與市面上有遙控功能的玩具電動船相較,本作品具有遠端控制及無人駕駛的功能,可視為水上之高階無人飛機了。

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2017年佳作:智慧網路防護及服務品質管理系統

2017年佳作:智慧網路防護及服務品質管理系統

通訊大賽主辦團隊

近年資安災情頻傳,而不時出沒的惡意程式與電腦病毒,也讓電腦使用者不堪其擾。面對這些日益進化不時變身的惡意攻擊,傳統的防毒軟體及防火牆都來不及因應了。針對這種困境,本團隊採用了符合OpenFlow規格的服務閘道器,使用機器學習技術,並進一步結合SDN的網路防護機制,來快速檢測網路行為是否為攻擊行為,若是惡意的立即加以阻斷,如此敏銳而快速的反應可以大幅減低傷害。除此之外,這個作品同時也是一套智慧服務品質管理系統,善用了機器學習技術來即時分析網路現況,然後進行最佳化的動態負載管理以及提出最好的服務品質(QoS)配置,因此能夠提高網路服務品質,進而提升效率彈性化地管理好使用環境。

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2017年佳作:基於SDN架構之負載平衡機制

2017年佳作:基於SDN架構之負載平衡機制

通訊大賽主辦團隊

分散式阻斷服務攻擊(DDoS)到處肆虐,傳統防火牆已經無力解決網路流量壅塞及瞬間巨大流量的問題,而我們的設計能夠達到平衡負載的作用,自動化調節配置,免除不必要的運算及節省管理成本。本作品採用SDN架構,在OpenStack上結合網路入侵偵測系統(IDS)來研發相對應的動態分流機制。先透過SDN Switch監控封包流量,在達到某個臨界值時立即觸發鏡像動作,將流量導至OpenStack上的IDS進行處理。若面對的是大量封包的DDoS攻擊,就在OpenStack動態新增一個IDS節點進行分流,以負載平衡消弭對方的龐大攻勢。本作品的創新之處在於不局限於單一系統或控制器,能夠相容於不同的架構,應用範圍廣泛。而在實作過程中,曾遇到OpenStack雲端外部無法連線到雲端內虛擬機的問題,最後將OpenStack節點以橋接的方式連接主機才解決,這也是比賽過程中意外的收穫之一。

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2017年佳作:頻寬保證之虛擬乙太網路交換機

2017年佳作:頻寬保證之虛擬乙太網路交換機

通訊大賽主辦團隊

現有乙太網路存在許多缺失,因此本團隊選定具備網路控制與管理能力的SDN技術進行改進,設計出多用戶頻寬保證的虛擬乙太網路交換機(NVES),可依使用者所需的Port數量和Port最大頻寬來客製化,讓多用戶共用實體網路以節省成本,用戶間的訊務完全隔離,而且各用戶頻寬獨立保證,不受其他用戶使用狀況影響。本作品的NVES依循OpenFlow協定,由OpenFlow控制器控制,負責資源分配、路由、位址學習及STP協定處理等工作。此外,還能夠同時設置多部NVES且不會互相干擾,而每部交換機皆具備傳統乙太網路交換機的STP處理、位址學習、隨插即用(Plug & Play)等功能。在實作過程中曾碰到一個難題,團隊為了提高底層網路資源的利用率,系統採用多路徑路由技術。這麼做雖然提高頻寬使用率,但也出現封包錯序及額外的錯誤控制問題,為此我們特別開發出Multi-Path Agent來保證多路徑路由封包正確性以及錯誤控制。

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2017年佳作:FASIC

2017年佳作:FASIC

通訊大賽主辦團隊

一般企業為了節省成本,大都採用頻內(In-band)的方式來架設網路,但在如此的環境下,Flow控制變得不易,因此本團隊開發了FASIC(Fast-recovery Adaptive Spanning in In-band Control plane)這個作品,就如作品本身的名字一樣,FASIC具有快速自動化修復的智慧,並可針對控制層進行改善。以往所有的計算都必須透過Controller來運算,當交換機發生斷線時,只能藉由傳統的修復機制重新與Controller連接。但FASIC完全不同,它是一個以自治方式運作的頻內控制平面,可賦予Switch智慧,使其擁有備援的候選Controller表單,當Switch與Controller意外斷線時,能夠快速自動修復。此外,也可經由Controller來監控Switch上各條Link的流量,藉此收集建立備援機制時所需的相關資訊,若不幸真的發生連線壅塞,利用這些資訊就能夠事先導開Control-link,避免發生斷線的憾事。

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2017年佳作:SDN之可擴充式管理與模擬系統

2017年佳作:SDN之可擴充式管理與模擬系統

通訊大賽主辦團隊

在單一實體主機或虛擬主機上安裝Mininet來模擬管理軟體定義網路,這種作法目前看來似乎非常普遍,但隨著網路規模及頻寬不斷地變大,這個SDN模擬工具似乎就漸漸地力有未逮,結果失準那就更不用說了。現今的資料中心,內部建置的SDN交換機、實體主機、虛擬機動輒破千破萬,想要在一台螢幕上清晰呈現出所有SDN Switch、網路拓樸、路由路徑等重要管理資訊,可不是一件易事。本團隊針對這項管理需求,整合了SDN、OpenStack與MaxiNet來模擬超大型SDN網路,精心打造出一個簡單、具視覺化、可管理大量的交換機與虛擬主機的可擴充式管理系統,並提供具有正確效能指標的自動化模擬系統,藉由可擴充式的多層級拓樸圖來視覺化呈現網路拓樸,徹徹底底地讓網路管理工作變得非常直覺易懂。

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