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人物動畫
本計劃之研究主題為人物動畫之自動產生。動畫合成系統之效能取決於下列四項要素：對動作擷取之適度依賴、對一般動作之適用性、動作自然、以及位置之精確控制。目前，文獻中並無任何方法能將此四項要求全部達成，而本計劃即以發展一能滿足上述所有要求之合成系統為目標。我們將問題定為動作編輯，藉著要求擬合成之動作滿足一相對於參考動作之風格相似限制條件，以及手足位置限制條件，將所求之動畫自一時空受限之最佳化問題中解出。為使風格比較與時空最佳化之問題更易於解決，我們將以一精簡之動作表示法作為其觀察資料或變數之基礎。藉著考慮人類動作先天所受之限制，我們可將表示法中某些自由變數予以消去。
車型機器人軌跡規劃法研究以及在機器人足球競賽中之應用
本研究主要目的在提出一個全面的車型機器人路徑規劃方式。此方式將以路徑的最大曲率為限制條件,藉由搜尋的方式找出平面上的最短路徑。我們運用直線和三次螺旋線為規劃基礎,改進Y.J.Kanayama於1997年提出之三次螺旋線軌跡規劃法的諸多缺失,並且能夠進行單向或雙向(具有倒退機能)的軌跡規劃問題。此外,基於實用上的需要,本規劃法亦有基本的障礙物迴避功能。
我們並使用此一軌跡規劃法,進一步進行機器人足球賽中之傳球問題的探討。傳球問題還包括了多機器人合作,控制策略以及速度規劃之課題。近年來世界盃機器人足賽(RoboCup)已經成為國際間一項熱門的活動,在科技領域領先的研究機構與大學均有著名的機器人足球隊參與競賽,本實驗室亦將積極投入此一競賽。
可變形物體的碰撞偵測與應用
本研究主要探討空間中兩物體是否碰撞之問題，現階段可針對兩個任意物體（凹面體或凸面體），快速分析尺寸、運動與碰撞之關係。本研究成果可以應用於電腦輔助設計(CAD/CAM)，製程組裝分析、機器人路徑規劃與避碰，3D虛擬實境、電玩遊戲、電腦動畫、電影特效等等產業，對於台灣發展數位化資訊產業極有助益。本研究主要分為兩個階段，第一階段為改善以往碰撞分析常用方式之缺點，發展新演算流程判斷兩物體是否碰撞。第二階段為利用原始物體碰撞分析結果，快速分析物體經過移動（平移、旋轉）與尺寸改變（放大、縮小）後，是否仍會相碰。第一階段使用Ray-Triangle觀念，分析A物體上的任意兩頂點組成的線段，是否會與B物體上任意三頂點組成的面相交，以此判斷兩物體是否碰撞。此方法雖然較傳統GJK演算法慢，但卻可以避免GJK在兩頂點空間位置接近時，容易產生無法收斂之現象。第二階段使用了Decision
curve觀念，首先分析物體在保持不動的情況下，哪些尺寸比例會正好相交，且相交的特徵（頂點、線段、面）為何，建立一條Decision
curve(所有可以使兩物體相切的尺寸比例)。之後隨意移動物體，可以利用幾何關係式，直接找出新的Decision
curve，而不須利用Ray-Triangle或GJK等方式，重新計算Decision
curve，所以計算時間可以大幅縮減，也可快速搜尋尺寸比例與移動狀態之關係，找出符合設計需要的組合。因此，透過本研究之成果，可以有效率找出物體碰撞特徵、尺寸比例與運動向量間之關係，使用者能快速找出符合需要的組合，縮短設計時程，提升競爭力。
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