本論文設計仿生八足機器人，並嘗試以蜘蛛作為其模仿對象，擁有四對步足，區別於常見的多足機器人，每一步足擁有三節，並於第一對步足中加入新的自由度，以便於機器人擁有新的動作。最後，以仿生移動與仿生動作測試其設計完整度，包含新自由度的應用-挖洞、獵捕與捕食，並以現有影片作為參照。

This thesis designs a bionic spider robot and tries to use spider as its imitation object. It has four pairs of footsteps, which is different from the common spider robot. Each step has three sections and we adds new degrees of freedom to the first pair of steps that make the robot has new actions. In the end, the design integrity is tested with bionic movement and bionic motion, including the application of new degrees of freedom - burrowing, hunting and predation, with existing films as a reference.

致謝	I
目錄	IV
圖目錄	VI
表目錄	IX
第一章	緒論	1
1.1 研究背景	1
1.2 研究動機與目的	2
第二章	背景知識與相關研究	4
2.1 機器人發展	4
2.2 輪型機器人與足型機器人	6
2.3 多足機器人	8
2.4 蜘蛛的生態	11
第三章	系統設計	18
3.1 機構設計	18
3.2 硬體系統架構	25
3.3 追線系統架構	31
第四章	實驗結果	33
4.1 半自動步足移動實驗	33
4.2 仿生動作	35
4.3 追線實驗	40
第五章	結論	42
5.1 未來展望	42
參考文獻	43
 
圖目錄
圖2.1 (圖左)輪型機器人SHAKEY [1]，(圖右)足型機器人WABOT-1 [2]	5
圖2.2 ADEEPT HEXAPOD 六足機器人[7]	9
圖 2.3 ADEEPT HEXAPOD 實際組裝圖	9
圖 2.4 BIONIC WHEELBOT [8]	10
圖2.5 T8X SPIDER ROBOT [10]	11
圖2.6仿生T8X [10]	11
圖 2.7 蜘蛛的外部形狀 [11]	12
圖2.8 蜘蛛的腿型 [11]	13
圖 2.9 步足編號示意圖	14
圖 2.10 假設蜘蛛的移動方向	14
圖 2.11 跳蛛[17]	16
圖 2.12 金絲蛛捕食圖[18]	16
圖 2.13 毛蜘蛛[19]	17
圖 3.1 仿生關節設計圖	18
圖 3.2 關節自由度示意圖	19
圖 3.3 前足關節自由度示意圖	19
圖3.4 前足關節移動示意圖	20
圖 3.5 單步足角度示意圖	21
圖3.6 單步足彎曲站立示意圖	22
圖 3.7 八足蜘蛛淨重	22
圖 3.8 攝影機位置圖	23
圖 3.9 右旋步足順序示意圖	24
圖 3.10左旋步足順序示意圖	25
圖 3.11 線性移動步足順序示意圖	25
圖 3.12 RASPBERRY PI 3 B [20]	26
圖 3.13 PCA9685 [21]	27
圖 3.14 TOWER PRO MG90S	27
圖 3.15 行車紀錄器鏡頭	28
圖 3.16 MPU6050	28
圖 3.17 系統架構圖	29
圖 3.18 角度動作對應圖	30
圖 3.19 追線系統流程圖	31
圖 3.20 尋線系統流程圖	32
圖 4.1 常見的白額高腳蛛	35
圖 4.2 仿生挖掘動作	36
圖 4.3 蜘蛛隱藏自己	36
圖 4.4 蜘蛛會跳出土堆抓取獵物[23]	37
圖 4.5 依序為站立、跳出、捕獲、拖回	38
圖 4.6 結網型蜘蛛	39
圖 4.7 輔助獵食示意圖	39
圖 4.8 影像追線展示圖	40
圖 4.9 追線展示圖	41
 
表目錄
表 2.1 輪型與足型優缺表	6
表 3.1 各家舵機比較表	20
表 4.1 各種步態比較表	33

[1]	DARPA, “Shakey the Robot,” Stanford Research Institute, 1964.
[2]	H. R. Institute, “WABOT- WAseda roBOT,” Waseda University, 1970~1984.
[3]	R. Vidoni; A. Gasparetto, “Efficient force distribution and leg posture for a bio-inspired spider robot,” Robotics and Autonomous Systems, pp. 142-150, 2 2011. 
[4]	ciweek互聯網周刊, “2018值得關注的國產仿生機器人,” 每日頭條/科技, 2018.
[5]	台灣大學-鄒亞成、林沛群, “仿生多足機器人研發現況,” 機器人產業情報報告, 編號 47, 2010.
[6]	V. B. Jagtap, A. B. Jagdale, P. S. Kadu, “Hexapod: A spider for terrain and obstacle shunning by arduino,”Electrical, Electronics, and Optimization Techniques, 2016.
[7]	Walmart, “Auto & Tires/Automotive Replacement Parts/Replacement Auto Parts,”.
[8]	R. King, BiLBIQ: A Biologically Inspired Robot with Walking and Rolling Locomotion, 2012.
[9]	R. Shi; X. Zhang; Y. Tian; S. Dong; Y. Yao, “A CPG-based control method for the rolling locomotion of a desert spider,” 2018.
[10]	FESTO, “BionicWheelBot,” FESTO, 2018.
[11]	Robugtix, “T8X,”.
[12]	陳世煌, 台灣常見蜘蛛圖鑑, 行政院農業委員會, 2001.
[13]	Z. Y. Wang, J. T. Wang, A. Hong, J. Hong , K. Li , Z. D. Dai, “Movement behavior of a spider on a horizontal surface,” Chinese Science Bulletin, 9 2011.
[14]	A. Gasparetto; R. Vidoni; T. Seidl, “Kinematic study of the spider system in a biomimetic perspective,”International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2008.
[15]	M. F. LAND, “Stepping Movements Made by Jumping Spiders During Turns Mediated by the Lateral Eyes,” Journal of Experimental Biology, pp. 15-40, 8 1972.
[16]	朱耀沂, 蜘蛛博物學, 天下文化出版, 2014.
[17]	J. Fever, “Jumper Fever 跳蛛狂熱,”.
[18]	Beautiful Spider Web Build Time-lapse. [影片]. BBC, 2017.
[19]	嘎嘎昆蟲影像網, “嘎嘎昆蟲影像網,” 11 2017.
[20]	台灣樹梅派, “相關產品,”.
[21]	T. Studio, “產品型錄馬達與驅動器, 機器人套件模組, 機電馬達模組原廠 PCA9685 16路12-bit PWM控制板16路舵機驅動模組”.
[22]	P. Ramdya, R. Thandiackal, R.l Cherney, T. Asselborn, R. Benton, A. J. Ijspeert, D. Floreano, “Climbing favours the tripod gait over alternative faster insect gaits,” Nature Communications, 17 02 2017.
[23]	L. Sipes, 挖孔捕捉柬埔寨最大的蜘蛛 - 如何通过挖洞捕捉最大的蜘蛛. [影片]. Youtube, 2017.
[24]	H. Faraji, R. Tachella, R. L. Hatton, “Aiming and vaulting: Spider inspired leaping for jumping robots,” 於 International Conference on Robotics and Automation, 2016.