2011年1月12日 星期三

【非關科學】機器人還要走多久?

這一篇應該是最無聊的一篇了吧!
不過還是厚者臉皮貼上來,
反正不管我覺得寫的好不好也沒人願意看(鬧彆扭中…)

照例要感謝所有的老師同學,
尤其是謝銘原老師很熱心的幫我修改還教我怎麼回家。
也謝謝北台灣科大的的機器人博物館,
很不好意思沒有放你們照片。也謝謝你們幫忙。

這期最開心的是楊谷洋教授好帥人好好喔!
採訪那天穿運動短褲咧!(羞…)
而且還說我很聰明有概念等等,真是個好老師啊!害我很想去跟著他唸博班。

希望明天訪工研院也會遇到帥哥:p

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大標:機器人還要走多久?
副標:從實驗室到客廳

撰文/林韋萱(經典雜誌特約撰述)
攝影/陳弘岱(經典雜誌攝影)

幾年以後,一個人的生活或許沒那麼糟。

也許當你下班回家,就可以癱倒在床上讓機器人幫你按摩,自動化廚房也按照設定好的時程及菜單,煮了一桌熱騰騰的飯菜;這時候伴侶機器人可以陪你談天說地,甚至無條件捧你每個無聊笑話的場;更好的是,在這麼冷的冬天,你可以不用爬出棉被就有機器代理人幫你進公司開會、幫你被老闆訓話......。

科技始終來自於人性。因為人怕髒、怕死、怕無聊,所以有可以取代人類做3D工作(Dirty骯髒, Dangerous危險, Dull無聊)的工業、探勘和軍事機器人;因為我們怕孤單、怕沒人照顧終老,所以研發可以陪伴及照顧我們的居家照護和伴侶機器人。

五十年前,美國的「機器人之父」恩格柏格(Joseph F. Engelberger)與德沃爾(George Devol)開發出第一個產業機器人,接著被日本汽車產業充分運用在生產線上。如今,由科幻作品及2005年日本愛知縣博覽會引領的機器人風潮,讓機器人從工廠走入人們日常生活中。這些能夠與入共同生活、具有感測外界環境能力、並適當反應的機器人,我們稱它們為「智慧型機器人」。

智慧型機器人所需要的關鍵技術非常廣泛,像是驅動機器人活動的馬達、給予機器人感官知覺的影像和語音處理技術、相當於機器人大腦的智慧運算系統,以及讓機器人可以自由走動的導航與環境感知避障技術,當然還要有人進行機構及系統的整合設計,才能給機器人一個身體……。

小標:實驗室巡禮
Google「機器人、台灣之光」會發現總共有一百三十萬筆。新聞媒體一天到晚報導台灣哪些研發團隊奪得機器人競賽大獎、或是台灣又研發了具有特殊功能的機器人。但是,脫下這些新聞稿製造的形象,台灣的機器人領域發展到了什麼高度?未來的方向又該何去何從?

精密機械研究發展中心機器人發展組張乃文統計從民國九十年到九十七年,全台灣發表過與機器人相關報告的教授,竟然高達約一百六十位,足見學術界對機器人研究的熱忱。

像是由台灣大學電機工程學系羅仁權教授帶領的智慧型機器人暨自動化實驗室,就處處都是大大小小的機器人:粉紅色的Monica白天是接待員,晚上則兼差當保全;身材壯碩的「戰士」則是羅仁權在中正大學任教時開發出來的,具有保全和遠距醫療功能;可以用手機遙控、個頭很小的RenQ,則可以跟在小孩屁股後走動、陪他們玩遊戲。

台大研發成果中最令人感到興奮的機器人則是,如果有機會量產絕對會掀起風潮的按摩機器人。這個只有上半身、裝設在床上的機器人,與傳統的按摩椅相較,其最大特點就是可以躺著趴著享受、還可以按摩正面。按摩機器人不使用CCD攝影機,以免有照片外洩的疑慮,它擅長用是敏銳的觸覺來感應人的身體結構和肌肉壓力。

成功大學電機系李祖聖教授的團隊,最近差點上了當紅的綜藝節目,就是因為該團隊在2010 FIRA 機器人世界盃中勇奪最多獎項。這間實驗室的另一個主角,就是智慧型機器手臂「阿機師」,雖然外觀只是一隻手臂,卻也具備聲音、影像辨識等功能,還會跳舞、抓球、舉重、揮毫等。

小標:高齡社會推動機器人時代
交通大學電機系宋開泰教授的智慧型系統控制整合實驗室也是研發保全機器人的重鎮。這實驗室有個又大又圓頭部的「阿伯(UP. Bot)」鎮守,阿伯配有攝影機和SIM卡,一有風吹草動就可以撥打相關人員的手機號碼,並且立即傳輸影像畫面。
交大的另一個居家看護機器人RoLA(Robot of Living Aid),則可以確保家裡銀髮族的安全。只要透過銀髮族身上配戴的三軸加速規,偵測到摔倒時,RoLA會鈴聲大作,並立即透過網路定位巡航到銀髮族的身邊,將即時畫面傳送至遠端,讓醫生、家人或相關人員可以透過即時視訊判斷是不是真的摔倒受傷,再做出因應。
同樣因應高齡社會,交通大學電機系楊谷洋教授團隊,就不侷限人形限制,研發輔助行走的行動輔助機器人「i-go」。這個必須被人推著走才會動的「被動式」機器人,每個把手上有十四個壓力感測器,可以透過感測使用者雙手手掌施力的分佈情形,來判斷使用者想往那邊走的意圖。知道使用者的方向後,i-go會順應使用者意圖給予重力補償、引導或煞車及省力的運動輔助。例如在上下坡時,因為i-go的重力補償,讓使用者不會一路滑下去。
往技術門檻較高的醫療機器人發展也是一種趨勢,像是由台灣科技大學電機工程系郭重顯教授帶領的醫療機器人實驗室,就研發縮小開刀傷口的手術機器人、電子義肢。最近也連同包括醫學、建築等不同背景的團隊,製作出協助下半身障礙者的智慧型輪椅。

台灣科技大學機械工程系林其禹教授團隊也創建了全球第一台與真人等高的仿真人臉、雙足人型機器人Janet,他們還打算開發多個這樣的機器人,組成機器人劇團。

小標:感官世界
很多人看到機器人有個頭,就直覺反應裡面應有眼睛耳朵嘴巴等功能。其實,機器人的感官功能需裝置及整合各種系統才能達成。

比方說,CCD攝影機像是機器人的眼睛,可以感應物件的顏色、特徵、位置,來辨識或追蹤物件或人;麥克風陣列就像機器人的耳朵,接收到聲波轉換成電壓來進行語音或語意辨識。機器人可以透過全球或室內定位系統知道自己的位置;雷射測距或超音波測距讓機器人可避開障礙物;觸覺感應器可以讓機器人對擁抱、撫摸有反應……。

當然,用這些系統和程式設計出來的感官,目前仍無法和生物的感覺神經系統媲美。比方說當前的語音辨識系統,在安靜的環境可以辨識百分之九十的單字,但是在吵雜的環境下,辨識成功率就會降到百分之五十。而這還只是「單字」的辨識而已。如果在台灣這種多語言的環境,你跟機器人說一句「挖嘜七seven-eleven買思樂冰(我要去7-11買思樂冰)」,你的機器人可能就要當機了。

想讓機器人的肢體動作和真人一樣流暢也是一大挑戰。就連機器人界的運動健將Asimo也曾在表演中從樓梯上滾下來,嚇的一群工程師衝上台,趕緊用屏風遮著維修。如果有機會看RoboCup(機器人世界盃足球賽),就有機會看到機器人摔成一團,或傻愣愣看著球從身旁穿越進入球門。雖然,現有的兩足機器人走起路來還像小嬰孩包尿布。但是RoboCup聯盟很有信心的認為,到2050年,機器人已經可以和真人比賽足球,而且贏定了!

而要讓機器人呈現擬真表情也很不容易,南台科技大學機器人中心主任謝銘原團隊與工業技術研究院,合作開發可呈現擬真表情的互動玩偶機器人。後來發現最難控制的是嘴部表情,因為玩偶的嘴動起來一點都不真。而美國聖地牙哥加州大學(UCSD)開發的愛因斯坦機器人,臉部表層覆蓋著一種近似人類皮膚的橡膠材質,並裝置了三十六個馬達來拉動臉部肌肉,因此可以做出各種精細的表情。

幾經努力後,有的科學家就發現,靠這些電路設計無法達到類似人類完美的感官能力。如果連感官都沒辦法和人類一樣,更不用說擁有類似人類的智慧了。也因此從生物技術複製人類的倫理課題,才會每每在機器人領域上也參了一腳。

小標:等一個天才
除了人工智慧的瓶頸外,智慧型機器人的技術在實驗室已經初步實現了。雖然不盡完美:可能你花大錢買的保全機器人,卻怎麼樣都跑不過小偷;可能你請它幫你播放昊恩家家的「不自由」,結果語音辨識不精準,而播放成澎恰恰的「種瓠仔生菜瓜」。但比起技術上的無法完美,更大的問題在於無法商品化。

現在來做個調查,你願意用多少錢買一台萬能的機器人,可以幫你燒飯做菜開車、打掃家裡?告訴你,即時你有十五萬美金(相當於五百萬台幣),也只能租到Asimo一天。如果有這麼珍貴的機會,你希望Asimo能幫你做什麼?

穴道按摩?太強人所難了。倒水打掃嗎?十五萬美元都可以請好幾個林志玲來幫你倒茶水了。踢足球?以Asimo要偵測球體、運算反應的速度,跟家裡老狗踢還比較有趣一點。仔細想想,你會發現生活中,其實找不到非要機器人的理由。

講起機器人未來的應用,每個人都可以講的天花亂墜、無邊無際。但是,交大楊谷洋教授引用了資訊工業界的老話:「什麼是機器人的Killer application?
(什麼是機器人最了不起的應用)?」冰箱可以防止食物腐壞、汽車可以幫你快速移動,那機器人呢?

如果答不出來?那這個東西的銷路可能會是問題。但令人好奇的是,在答案揭曉前,大家究竟在忙什麼?南台科大謝銘原主任說:「大家在等一個天才的出現!」在等一個革命性的想法,和一條清晰的方向。

小標:產學研必須大串連
也許在現今包山包海的廣大研究範圍下,會有特定的領域,尤其是攸關性命的探勘、戰爭及太空探索上,機器人會被廣泛應用。但是,多功能的居家服務機器人,商品化之路恐怕還有一大段路要走。其實,正因為機器人產業發展及市場需求仍不明確,研究團隊才有天馬行空拼創意的空間。這樣的創意漫遊,也許尚未聚焦但卻充滿希望及樂趣。

不過,學者也憂心因為全台灣有非常多團隊都曾涉足機器人領域,造成資源分散。成大學李祖聖教授認為,機器人領域的經費規劃要從「計劃性經濟」和「民生經濟」雙管齊下。都是計畫經濟,那科技大學、技術學院就會被排除其外,若都是民生經濟,則會缺乏突破性的發展。

台灣大學羅仁權教授也表示,台灣太多單位做的研究都重複了,非常浪費資源。在政府資源有限的情況下,一定要規劃分工。比方說研究型大學,就盡量發展攻擊性、原創性專利以及核心技術。科技大學和技職體系可以成為業界和學界的橋樑。而業界就負責評估市場需求、整合各項技術、降低成本。

過去台灣的機器人領域,學界、業界一直是各走各的路。近年來因為台灣機器人學會、台灣機器人產業發展協會及幾個法人研究單位的努力,台灣的產、學、研單位才逐漸開始密切的溝通合作、整合各單位專長。

小標:業界的疑慮
而業界最擔心的也不是技術,而是消費者能接受機器人的程度。以通訊起家的華寶通訊,新技術開發部副處長黃國聰認為,機器人「做不做的到」不是最大的問題,「能不能接受」才是重點。如果叫機器人花十分鐘拿杯水,的確是達到「拿水」的目標,但是消費者能接受嗎?或是機器人不小心碰撞到了人體,人們會以對自己人一樣的寬容來原諒機器人嗎?

南台科大謝銘原主任也以保全機器人為例,萬一配戴武器的保全機器人傷錯人了,誰該負責?是主人、賣方、還是設計者要負責?抑或是受害者要自認倒楣?在無法釐清責任歸屬前,業界當然不敢輕舉妄動。

這問題也會擴張到人類對機器人的害怕和敵視,尤其在西方社會更加明顯。歐美因為受到宗教影響,認為只有上帝能造人,因此對人形機器人,尤其是具備五官的擬真機器人更是排斥。加上十九、二十世紀,工業化造成大量人口失業的歷史背景,讓歐美社會視機器人和人工智慧為威脅。大量的早期電影像是「2001:太空漫遊」「大都會」,以及幾年前才出版的《機器人咬人:專家教你戰勝機器人的保命技巧》書籍都反應了這樣的恐懼。

以當今的技術來說,擔心機器人叛變有點多慮了。機器人沒有意識,既然沒有意識,就不會叛變。交通大學楊谷洋教授覺得,現在的確面對到機器人的倫理問題,但要規範的對象不是機器人,而是設計者和使用者。機器人只是工具,用在對或錯的地方則是我們的責任。

機器人要從實驗室走到人們的生活中,還要通過消費者、產、官、學的層層考量。若缺乏串連、溝通,機器人就只能永遠待在實驗室和科幻電影中,而讓「家家都有機器人」的夢想,越來越漫長。


BOX:

大標:創造屬於台灣的機器人

每個社會的文化特色,可以從機器人的發展看出些端倪。

比如說特別重視人民福祉的歐洲社會,為了因應高齡社會,發展出各種居家照護、醫療用途機器人。同時,各地區也都有各具特色的機器人,像是瑞典有個小兒痲痺患者發明了可以協助餵食的機械手臂、義大利有真實版的「瓦力」,可以上街收拾垃圾並且監測空氣品質……。

美國的機器人發展則著重在軍事太空,已經有多種機器人士兵逐步被開發並且取代真人。預計2015年有三分之一的陸軍會機器人化。像是名叫「大狗」(Big Dog)的四足機器人,就比坦克車更適應崎嶇不平的地形,還可以運送上百公斤的彈藥和補給品;偵察機器人則能配有機翼與足,可以上天下地;芝加哥大學和iRobot公司合作的「化學機器人」(ChemBot),外型就是一團濕軟的物體,可以感測環境而改變形狀,東鑽西爬不成問題,未來可以應用在軍事偵查和救災上。

反觀憲法禁止發起戰爭的日本,就致力於發展因應高齡社會的居家照護機器人。隨著高齡人口的增加,工作人口逐漸無法負擔照護銀髮族的工作,因此對居家照護的需求提高。但是,日本社會很重視種族純淨,對於外籍看護的態度並不開放,加上重視尊嚴、不願在人前失態,所以看護機器人將是發展重點。同時,銀髮族的心靈照護也不能缺少,因此可愛的機器寵物,像是對於聲音、觸摸、光線都有反應的Sony的愛寶狗和雪白毛茸茸的Paro小海豹也隨之開發出來。

另外受到1950年代「原子小金剛」的影響,不少工程師因此投入機器人領域,連帶讓日本的人形與擬真機器人也聞名全球。像是有廣大粉絲的本田汽車Asimo、豐田汽車會拉小提琴的機器人。大阪大學的石黑浩教授,也製作了和自己如出一轍的擬真機器人,還有另一個擬真的女機器人,前陣子也客串百貨公司客服人員招呼客人。

而企圖心很強的韓國,力求在2013年可以成為全球製造機器人的前三大國。韓國最有名的機器人,就屬與美國聖地牙哥加州大學合作開發,模仿愛因斯坦臉部表情的Hubo機器人,第二代的Hubo甚至還可以跑跳和打太極拳。

比起上述國家,台灣的機器人文化則顯得比較保守。從1968年漫畫家劉興欽的作品《機器人》就可以看得出來,劉興欽筆下的「劉型機器人」不用對抗什麼邪惡博士、也不用拯救地球,而是老老實實的幫忙種田割草、抓小偷強盜等等。劉型機器人相當人性化,甚至會怕胖想減肥、也有筋骨酸痛的問題。

而現今台灣的機器人發展,則大多跟在其他國家腳步之後,東做一點西摸一點。雖然主力在居家照護、教育娛樂機器人,但卻沒有做出特色和口碑。對此,台灣大學羅仁權教授認為,將中華文化融入機器人中也許是一個賣點,比方說會穴道按摩的機器人、會功夫的機器人,說不定會是擦亮台灣機器人招牌的一條路。

1 則留言:

  1. 台灣都以生產科技為主 但是很少人在做機器人

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