零距離科學:回顧與前瞻——人工智能篇

零距離科學:回顧與前瞻——人工智能篇
現在的技術已能製造出與人類極相似的面孔,有部份人覺得因為太像,令人毛骨悚然。

我們想讓你知道的是

今集《零距離科學》,將會帶大家「上天下海」參觀研發不同類型的動物機械人,探訪已在人類社會工作的人工智能機械人,及討論人工智能的未來發展方向,千萬不要錯過!

文:馬學綸(香港中文大學微生物學系博士)
圖:香港電台

硬件與軟件——機械人與人工智能的過去與未來

「ROBOT」,我們稱為「機械人」,典型的形像是和人類一樣:一個頭、兩隻手、兩隻腳,姿態是站立的,專門幫人類做重覆或粗重的工作。也許是因為受了各種動漫、模型、遊戲、電影等的影響,潛而默化讓人認為機械人就該是人的樣子。

然而,試想想人屬能站立也只是近數十萬年的事,相比起地球上以億年計的生命歷史,和各種生物的多樣性,真的要堅持只製作「人形」的機械人嗎?

Human_robots
科學家研發了跟真人相似度甚高的機械人,能流利對答和做出各種表情。

向演化學習——以現存或已滅絕的動物作藍本

正所謂「入水能游、出水能跳」,生活在每個自然環境中的生物都有適應其居住環境的身體結構,讓牠們比其他生物有更好的存活和繁殖機會。近年科學家亦發展出以不同生物結構為藍本的機械人,以便在不同環境工作。所以,要一個「人形」機械人能做到所有工作,就不太真實了。

科學家已研發出尾巴由柔軟物料製成,能模仿魚尾游泳時的擺動姿態的機械魚,他們認為在水中工作的機械需要融入自然環境,在不驚擾其他生物的情況下工作。

世界各地的科學家也製作了不少以陸地生物為籃本的機械人,用四肢跑的獵豹、用六隻腳的蟑螂,也有在已有生物上再「改良」的「合成獸」。有科學家研發了像神話中的人馬獸,上半身像人有兩隻手,下半身像馬有四隻腳的機械人,這種設計有利於在惡劣環境中行走和執行任務。

科學家正研發全自動版本,讓機械人可以自行在倒塌的樓房等災難現場搜索和救援遇難者。

BIRD_DRONE
雀鳥形態的機械人能代替猛禽在機場驅趕其他雀鳥。

除了代替人類工作,製作機械人這件事本身也能帶來科學知識。科學家嘗試還原一種學名為Orobates pabsti的生物,存活於三億年前,被認為是爬蟲類、鳥類和哺乳類的共同祖先,早已滅絕。

根據骨骼化石和足印化石,科學家造出了完整的機械人,讓它「動起來」,對研究古生物的身體結構及步姿如何演化有很大幫助。

Orobot
科學家按著骨骼和足印化石製作了已滅絕的古生物的機械人,重現了生物的步姿和活動方式。

人工智能的界線——人類能讓機械人掌生殺大權嗎?

當製作了擁有在一個特定環境活動所需要的形態的機械人,人類自然會想它做一些特定工作。

澳洲的科學家發明了一種能辨認吃珊瑚的海星的水底機械人,它會對這種海星注射毒藥殺死牠們。這是救了珊瑚,卻也是殺死了活生生的個體。以保育珊瑚的角度來說,當然是好事,但以海星的角度來說,牠們就是遇上了機械人帶來的大災難了。那麼,會有一天是我們遭殃嗎?

人類社會在尚未有能力製造自動機械人前,已有人考慮過這個問題,科幻作家艾西莫夫(Isaac Asimov)曾經提出著名的機械人三定律(Three Laws of Robotics),認為人類製作的機械人需要遵守三條規則,總括來說是把人類的安全和性命放在第一位,機械人自身是次要的。

ROBOT_CAT
除了人型機械人,寵物型機械人也能24小時陪伴長者。

在現階段研發附有人工智能的機械人中,大多都是靠不斷學習,來改善解決特定問題的能力,例如接待客人、作詢問處、在餐廳內送餐等。這些環境內的變數有限,機械人也可在負責人的監察下工作。

另一類人工智能機械人和人類的關係更密切,像是照顧老人起居飲食和陪伴小孩的機械人,就需要能仔細觀察人類表情和身體語言的變化,作出適當的,人類能了解的反應。

這兩種機械人在設計和應用上,基本上不會違反機械人三定律,但當牽涉事件的人類多過一人或一方,問題就來了。

例如,我們要設計一個人工智能來駕車,它能控制整架車的各個部份,我們會教它看交通燈和路牌,教它按路面情況行車或剎車等,讓它成為一個良好的道路使用者。

不過,正所謂「人算不如天算」,若發生了緊急情況,例如有小孩突然衝出馬路,若人工智能把車轉彎就不會撞到小孩,但自己的車會撞向另一條行車線的對頭車;如果不轉彎,自己的車會沒事,但小孩會被撞飛。

人類尚且難以決定,我們又該如何教導人工智能?

即使機械人配上人工智能可以為人類帶來各種方便,人類始終不能完全「放手」,我們自小與不同人互動的經驗,和作出抉擇帶來的因果,以現在的科技還未能「完全複製」給人工智能。

人類的「有血有肉」不一定是缺點,而是經由人類社會的建立一步步形成的結果,是「機械人」還要很努力才有機會趕上的人性。

Motorbike_trained_by_human
除了私家車一類的汽車,科學家已研發了自動電單車,能在人類協助下學習適應路面環境。

今集《零距離科學》,將會帶大家「上天下海」參觀研發不同類型的動物機械人,探訪已在人類社會工作的人工智能機械人,及討論人工智能的未來發展方向,千萬不要錯過!

《零距離科學》(節目網站)集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31播映。本集於1月29日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。

責任編輯:Alvin
核稿編輯:Alex


猜你喜歡


圖解智慧國家四大關鍵科技,從不同角度帶你了解台灣的科技應用實力

圖解智慧國家四大關鍵科技,從不同角度帶你了解台灣的科技應用實力

我們想讓你知道的是

大家都知道台灣有座半導體護國神山,也聽過許多媒體對台灣科技實力的盛讚,但台灣的科技實力到底強不強?我們從四個面向帶你看台灣作為「智慧國家」到底有什麼實力!

大家都知道台灣有座半導體護國神山,也聽過許多媒體對台灣科技實力的盛讚,但台灣的科技實力到底強不強?自己說不如讓國際單位做的調查更客觀顯示。瑞士洛桑管理學院(IMD)每年9月公布的世界數位競爭力(World Digital Competitiveness Ranking)評比,最近一次報告2021年台灣在全球64個主要國家及經濟體當中排名第8,獲得歷年來最佳名次

而且值得關注的是,支持數位競爭力的核心要素之一,也就是「科技」競爭力。IMD評比報告揭露台灣拿下全球第2的佳績,從2018年的第11名年排名持續上升,顯見台灣無愧於科技強國之名。

科技小百科:
瑞士洛桑管理學院(IMD)是一個長期研究國家與企業競爭力,在國際上具盛名及公信力的評比機構,並自1989年起發布「世界競爭力年報」World Competitiveness Yearbook,其評比報告與調查結果更是各國政府擬定相關政策之參考。IMD每年會定期公布兩份競爭力評比報告,其一是「世界競爭力年報」,每年在6月公布,2022年台灣在63個受評比國家中排名全球第7名。另一份報告為「世界數位競爭力評比」World Digital Competitiveness Ranking,每年在9月底公布,本篇文章引用的資料為這兩份研究。


也因為科技與國家發展息息相關,有哪些技術是台灣不為人知的優勢?或是未來產業可大力投資布局的領域?我們找出其中四大項與智慧國家最有關的科技,展現台灣具備強勁的科技能量,或許你已經受惠,也或許你能從其中找到發展的機會。

關鍵科技一、融合海陸空領域的多維通訊

圖解_2_1

隨著國家管理範圍逐漸擴大,通訊範圍多元且彼此關聯,相關科技如低軌衛星、5G通訊、海底電纜等,形成環環相扣的多維通訊聯網。

仔細洞察2021年的IMD報告,台灣在「行動寬頻的用戶比例」這項指標,拿下全球第1的傲人成績。顯見台灣在通訊基礎建設的投資及普及率,是走在全球領先位置。

尤其5G/6G關聯科技更是未來多維通訊的具舉足輕重的地位,原因是5G衍生的價值鏈相當廣泛,舉凡從晶片、模組、終端、邊緣、系統、到應用服務,可形成完整生態圈。為了強健台灣5G專網的自主技術與供應鏈,從2018年先後成立5G產業發展聯盟、5G垂直應用聯盟、以及5G Open Networking平台,逐漸形成5G國家隊。

除了把5G領先國視為戰略目標,當創新技術落地,更能帶來龐大商機。根據工研院的預估,將5G的小基站、邊緣運算、網路虛擬化等關鍵產品、模組、元件加總起來,2025年的市場規模上看2,510億美元(約新台幣7.5兆元),其他國家還在積極推動5G聯網建設,顯見相關商機仍有相當大發展空間。

關鍵科技二、新型態數位經濟與網路服務

圖解_2_2

邁向Web 3.0的交叉點,元宇宙被視為下一代網際網路的新機會,市調機構Gartner預測,2026年全世界將有25%的人口,每天至少有一小時投入元宇宙虛擬世界,進行工作、社交、教育、購物、娛樂等活動,並藉由虛擬貨幣、NFT進行數位資產的交易,虛擬經濟逐漸成形。

所謂元宇宙,需要以5G/6G高速網路為基礎,透過VR頭盔/眼鏡作為進入3D虛擬世界的載體,在元宇宙的各種互動體驗則需仰賴AI運算、雲端/邊緣儲存、區塊鏈等核心技術支援。人們在元宇宙內可以滿足從現實世界做不到的事情,形成穿梭虛擬、現實之間的生活體驗與商業模式。

近七成投入元宇宙相關應用的企業,認為元宇宙在未來5年一定會蓬勃發展,虛擬音樂會、虛擬時裝秀、媒體及產品聯名展示活動,將是元宇宙優先發生的商業體驗。

那麼台灣要投入元宇宙有何利基?解析元宇宙供應鏈版圖,主要可分為晶片、光電、通訊、AR/VR裝置、內容以及AI技術,台灣科技可從硬體方面,包含晶片、感測IC、光學零組件、伺服器等擅長領域切入。像是大家熟知的半導體大廠台積電,對於相關晶片的供應就至關重要,另外光電產業也有揚明光、玉晶光、中光電等企業,讓投影技術更精緻,再來連接元宇宙的通訊技術,也有聯亞來支援,而裝置軟硬體、AI技術則是有創意、世芯、智原等企業投入,最後想到AR/VR集大成者,就不能遺漏宏達電在這一塊的耕耘,同樣威盛電、佐臻、未來市(XRSPACE)等品牌也積極佈局,可見台灣已有完整的供應鏈,接下來有志於加入元宇宙的廠家,不妨從自身的專長去思考,相信不論是哪個領域的企業,都能有更多的創新、應用內容投入,完善整個元宇宙生態。

關鍵科技三、疫後時代興起的智慧型代理人

圖解_2_3

近年因疫情持續延燒,越來越多領域開始導入「智慧型代理人」,像是零售業者引進半自動化機器,協助人力處理訂單、點餐;又或是醫院使用機器人,藉由AI辨識功能分擔部分醫護工作。

所謂智慧型代理人,以它所知的知識範圍內,自主完成人類所給予的指令任務。智慧型代理人發展至今,能協助人類的廣度、深度越來越多,主要是受惠機器學習的技術更為先進,加上其他的自動規劃、互相協調等演算法的成熟,讓智慧型代理人成為下一波產業發展重點。

世界先進國家紛紛把AI納為國家產業重要發展策略,台灣從2018年就推出「台灣AI行動計畫」,全面啟動產業AI化。發展至今,AI應用已從測試階段逐步應用於各式產業,資策會統計發現,掌握AI技術的新創企業在台灣有300家,逐漸摸索出不同的商業策略與獲利模式。

尤其資通訊、醫療照護是台灣兩大擁有頂尖人才的雙軸產業,在疫情之下,就可以看到醫療+科技所衍生的智慧型代理人應用。像是過去為了解決醫療量能不足,開發「5G智慧防疫機器人」,用來隔離病房消毒、運送餐盒及藥品物資,比傳統人力消毒方式有效節省50%時間,還能降低醫護人員感染風險,讓醫事工作更有效率。

關鍵科技四、資訊安全網保護每個人數位資產

圖解_2_4

我國面臨網路犯罪、駭客入侵政府、機關,甚至竊取個人資料事件持續增加,如何保護國民安心使用數位科技、保障財產安全將是未來重要方向。隨著AI普及所衍生的龐大資料量之隱私及資安問題,成為棘手的挑戰。從國際AI資安發展現況來看,歐盟在2021年提出人工智慧規則草案(Artificial Intelligence Act),鼓勵值得信賴且道德的AI進行研發與應用。微軟更在今(2022)年禁止提供AI推測情緒技術,並制定「負責任AI標準第二版」、Google則停止AI機器人具有自我意識、能與人類溝通等爭議事件,這些做法也都反映美歐在立法之際,業者也在努力自行節制敏感AI技術。

AI資安,是挑戰也是機會。未來,台灣政府與企業也須密切關注美歐相關草案的立法動態,找出AI規範的共同點,以此界定使用AI產品與服務之要求;因此,AI資安不僅需透過科技來防禦,更需要治理與法規,降低AI所帶來的衝擊。

另外,針對5G資安議題,台灣有展開大型科技防禦策略,包含5G資安防護系統、跨機關資安聯防。5G資安防護系統致力確保業者使用的5G系統具備安全、可靠、信賴,與國內5G專網業者進行服務驗證,以強化國產5G系統的整體資安防護能力。跨機關資安聯防的目標放在建立政府與民間的資安聯防體系,藉由橫向整合跨部會,全面提供威脅情資,減少機關隱匿資安事件,降低事件誤報與漏報。

持續提升台灣的科技能量 打造全方位的智慧國家

圖片_1
圖片資料來源:IMD 2022 世界競爭力年報

台灣的科技能量持續提升,從2022年的IMD世界競爭力年報可發現,而且該報告還指出我國擁有高素質勞動力、經濟活力、企業治理能耐、高教育水準等優勢。上述四項與智慧國家高度關聯的新興科技,涵蓋「數位基盤、數位創新、數位包容」等元素,如何借助科技打造創新、包容的社會,在台灣強勁的科技應用產業鏈上,補強創新的能量,並延續發展優勢項目,將是台灣要持續努力的方向。

了解更多智慧國家方案
看更多智慧國家相關報導

行政院科技會報辦公室 廣告


猜你喜歡