大家都知道，目前最流行的手機是基於 Android 作業系統的手機，市場佔有率高達約80%；此外，Android採取Apache軟體授權方式的開源軟體，成為人人可以免費使用及自行修改的軟體平台系統。UBOT的全名是：UBOTeam Unified Framework for Ro-bot Team）。它是高煥堂團隊基於Android平台的擴充，而成為機器人的共用程式設計環境及整合運行平台，它逐漸發展成為AIoT的共用程式開發及整合執行平台。UBOT的上層是App（提供使用者介面）；下層是外掛程式（Plugin）來促進機器人硬體設備的客制化特性；而UBOT則是位於中間層 的軟體框架（Framework），它是開源的軟體系統（圖1）。

圖1 : 開源開放的UBOT平台軟體

當協力廠商開發者基於UBOT而開發出上層App時，開發者可以自行決定其 App是否開源或閉源，亦即該App可以不開源；同樣地，當開發者基於UBOT 而開發出連接到硬體設備的客制化外掛程式（Plugin）時，仍由其開發者自行決定該外掛程式是否開源或閉源，亦即該外掛程式可以不開源。

如上所述，在UBOT裡，其應用框架(App Framework)層是開源的，開發者可以將它匯入到Android Studio開發環境裡使用，於是就可以使用您已經熟悉的Android SDK來開發多機器人的創新整合應用了，而不必花費心力於各機器人廠家的不同SDK，無論是學習或開發都將更加事半功倍。

由於在開發多機器人的整合應用時，各機器人產品往往來自不同的廠商，各廠商也常推出針對自己產品的 SDK（即App開發環境）。此時，開發者面臨多個SDK，各自獨立、不能相容，就會遭遇開發工作的複雜性，而變得困難重重。

其化解之道是：大家採用同一種SDK。在本文裡，筆者建議採用Android SDK，讓大家 都能使用多數人已經熟悉的Android Studio來進行App的開發工作，就可以省去學習各廠商SDK的時間和負擔。

例如，一旦使用Android Studio +UBOT（如藍牙模組）開發出來一支針對Ironbot機器人的 App。若想繼續整合另一廠牌的Dobot機器人時，就不必再花時間學習Android Studio和 UBOT，直接動手開發約 20% 產品客制化的部分程式碼即可，例如不同廠牌（或型號）的機器人，其傳遞訊息的格式（Format）大多不相同，這就是所謂的客製化部分。

以此類推，如果想繼續整合更多個（不同廠牌）的機器人時，一樣不必花時間學習新的 SDK，而迅速動手開發約 20% 產品客客製化的部分程式碼即可。因而，學生的學習效率提高、學習信心也提升了。

整合通信：以藍牙技術為例

藍牙設備能以固定的週期持續發送廣播，手機端App掃瞄（接收）到廣播後，解析廣播包，然後可進行以設備的識別、配對，連線和資料讀寫等。

於是，使用者的手機就能掃瞄到周邊的藍牙設備所發出的藍牙訊號。接下來，就能進一步與這些設備建立連線（Connection），才能對這些設備進行訊息傳遞，例如從BLE設備讀取資訊或把資訊寫到BLE設備裡，這些資訊就包括了控制指令及相關的參數等。

在Android手機裡的軟體結構裡（圖2），由myActivity模組提供 UI畫面，例如讓使用者隨機地選取一個RGB顏色，並依據該設備所能接受的訊息格式，傳遞給myFa-cade去進行訊息傳送的任務。此時，myFacade會透過Session來將訊息傳送給BLEMessage，再轉送給IronbotBLEMsg。

圖2 : 開源開放的UBOT平台框架

IronbotBLEMsg接到從myFacade傳來的訊息之後，就將訊息存入佇列（Queue）裡，然後依據先後順序，逐一從佇列裡取出訊息傳送給Android的BLE模組，然後以無線方式傳送給藍牙設備，此時履帶車上的LED燈的顏色就改變了。

AI賦能：運用語音AI的多機協同合作

藉助於UBOT/BLE框架的高度擴充能力，手機裡的UBOT/BLE模組更能同步發送藍牙訊息給多台機器人（如手臂和履帶車），順利指揮多機的協同合作，展開團隊行動。

例如圖3裡，讓 Zenbo 透過Wi-Fi來與 UBOT手機通訊，這樣可以充分發揮 Zenbo的AI語音功能，擔任迎賓服務者的角色。

從圖3裡，可以看人們透過語音AI來和Zenbo機器人（在此圖的左上角）對話，然後Zenbo沒有手，就拿Dobot手臂（右下角）來搭配起來，便能聽從客人的指示而準確按下咖啡機（的按鈕），泡出客人想喝的咖啡了。

圖3 : 多機協同合作的情境

圖4 : Dobot機器人泡咖啡

此時，如果再搭配匠客Ironbot機器人（左下角）來端送咖啡給客人，將是更加體貼的服務了。也就是，經由同一支UBOT/Android手機來精準安排Dobot泡咖啡，並且把泡好的咖啡交給Ironbot機器人，然後端送到客人面前。

在這個咖啡館的範例裡，是以 Ironbot、Dobot和 Zenbo三種機器人為主角，來進行創新組合，搭配語音AI的軟硬整合應用案例，其中闡述了AI機器人的軟硬整合技術，包括AI機器人的平台（Platform）架構，並詳細說明其開源的軟體原始碼。這非常有助於學習AI時代的科技知識和體驗。隨著AI（人工智慧）與機器學習能力的提升，與物聯網（IoT）結合機器人的創新 應用，將會更上一層樓。而以Android開發環境來演練 Java和Python程式設計語言，將形成一個先進的智慧物聯網（AIoT）的程式設計學習環境。

穩定結構：善用Android的多進程機制

最簡單的情況是讓兩台機器人（例如，一台Dobot機 器手臂和一台Ironbot履帶車）能隨時做創新組合、協同合作。當然也能進一步擴充為三或更多台的機器人，並且讓它們進行更多花樣的創新組合、協同合作。

圖5 : 兼具擴充性和穩定性的架構

為了兼顧擴充性和穩定性，在Android手機裡可以把數台機器人的相關軟體模組，各自安排在不同的進程（Process）裡，例如這三隻機器人的相關類別，各載入到不同的進程裡執行（圖5）。在這個架構裡，它們各自的相關類別都在各自的進程裡執行，可以提升整個App的穩定性、安全性、擴充性和並行性等。

打造生態：基於UBOT的開放API

目前的手機市場中，Android平台的App數量已經超過4百萬了。基於其龐大的客戶群，我們巧妙地從An-droid平台延伸出UBOT共用平台，將可替各種機器人產品，招來龐大的App開發者和使用群。

同時，UBOT平台也來支撐眾多的創客們來進行軟硬 體產品的創新。因此，UBOT可帶給App開發者許多幫助。就像Android平台一樣迅速累積許多App開發者。這些App只要稍做調整，就能執行於新產品上，因而 UBOT迅速為新產品帶來眾多的App，非常有助於創客的新產品迅速進入市場而獲利。

至於下層的機器人硬體廠商，為了能迅速獲得更多 App，其機器人產品就會來支援這統一而開放的API。於是，上層累積愈多App，下層也會吸引愈多的機器人產品，上層和下層相互加乘，就形成一個蓬勃發展的「生態（Ecosystem）」了。

開放API：掌握API，才有話語權

在本文裡，筆者拿UBOT機器人聯合平台來做說明，並且拿Zenbo、Ironbot和Dobot三種機器人產品來組合創新，闡述最基礎的機器人（Robot）軟硬整合、共用平台、開放API、以及App的開發技術。

其中的核心要素就是：API。掌握平台API的制定權，就能成為生態的盟主。此外，還要大膽開源軟體和開放API，就能促進生態蓬勃發展。