| 作品介紹 |
在智慧製造與自動化技術迅速發展的時代，技職教育正面臨設備昂貴、耗材成本高、教學落差大的困境。傳統氣壓教學多依賴教師講解與實體示範，不僅準備時間冗長，學生在操作過程中也容易出錯，導致元件損壞與氣源浪費，教師則難以即時掌握學習成效，造成理論與實務脫節的問題。為解決這些痛點，我們開發了「PRAECS 機械手臂氣壓教學協作系統」。
本系統結合人工智慧辨識、機電整合與虛擬實境互動，打造一個兼具「模擬、訓練與評估」功能的智慧教學平台。學生能在安全的虛擬環境中完成拆裝、接線與模擬操作，教師則可透過系統監控與資料回饋，即時了解學生的表現。這套系統讓教學從「AI 看懂」到「手臂動作」，再到「虛擬操作學習」，完整串聯為自動化的智慧學習流程。
PRAECS 的核心包含四大階段。首先是元件辨識階段，系統能即時判斷氣壓元件的種類與位置，並建立資料庫。接著進入手臂控制階段，系統根據辨識結果自動完成取放操作，讓學生熟悉元件擺放與裝配的邏輯。第三階段為互動學習，虛擬模組會即時顯示元件名稱與功能，學生能以「即拍即解釋」的方式進行學習與練習。最後進入回饋分析階段，系統會自動記錄學員的操作時間、操作，教師能依據紀錄進行分析，提供個別化指導與修正建議。
經測試，PRAECS 能將課前準備時間從約四十分鐘縮短至十分鐘，拆裝訓練時間減少六成，氣壓模擬與檢查效率提升達七成，整體課程時數可由三小時縮短至一小時內完成。這不僅節省了教學成本與耗材，也讓教師能專注於學習診斷與成效分析，實現「可視化、可追蹤、可評估」的智慧教學新模式。在教育層面上，PRAECS 讓氣壓訓練流程數位化、標準化，學生能在虛擬環境中反覆練習、累積實作經驗，教師則能即時追蹤學習進度並提供回饋。在產業層面上，系統可延伸至自動化、機電與能源領域，作為企業員工再訓練與技能檢定平台。在永續層面上，透過虛擬模擬取代實體耗材，大幅降低訓練成本與能源消耗，符合綠色教育與永續製造的發展方向。
未來，我們將從五個面向持續深化系統發展：一是研究深化，蒐集操作數據以建立能自動調整教學內容的智慧模型；二是技術拓展，擴展至電控、自動化維修與機械實務訓練領域；三是資料與模型優化，強化再訓練與行動端辨識效能；四是教育永續發展，推動跨校共享與地方學習普及化；五是產學應用深化，導入企業題庫 |