服創所防疫期間配合政令宣導專區

配合政府 因應新型冠狀病毒肺炎防疫,防疫期間政令宣導相關內容

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政令宣導 新冠肺炎 疫情相關資動態訊 (更新日期109.02.21 09:10)
1.韓國旅遊疫情建議提升為第一級注意 民眾應遵守當地一般預防措施
2.指揮中心皆會立即發布確診資訊 爆料散播恐受罰
3.19例個案感染源已確認為浙江返台台商
4.4千所高中、國中、小學、公立幼兒園 公共環境清潔消毒 安心開學
5.高鐵、台鐵、客運、遊覽車、小黃加強清潔消毒
6.口罩產能提升 兒童口罩7天內可買四片
7.具國外旅遊史、接觸史、可能風險族群 加強採驗送檢
8.口罩產能提升 新增303處衛生所 可買到實名制口罩
9.政府提供額溫槍、酒精、645萬片口罩 提供各級學校公私立幼兒園備用
10.口罩持續徵用並禁止出口至4月
11.民眾違反居家隔離規定者可罰30萬元
12.民眾違反居家檢疫規定者可罰15萬元
13.入境檢疫及健康聲明電子化 可用手機上線申辦
14.中港澳居民 暫緩來台
15.口罩加倍支援醫療院所 請醫護人員放心
16.防口罩哄抬價格異常可撥打1950檢舉
17.口罩實名相關疑問可諮詢1919

服創所運用ICT技術發展智慧科學園區,導入6大智慧化服務與設施提升效能

資策會服創所盤點科學園區服務缺口與治理需求,規劃「運用ICT技術發展智慧園區計畫」獲科技部採納,並獲得行政院核定四年9億經費,以智慧交通、智慧永續、智慧治理為發展主軸,以科學園區為實證場域,推動科學園區設施與服務智慧化,協助我國三大科學園區解決交通壅塞、治理效能與環境永續災防與管理等問題。並建置智慧園區數據平台,匯聚26項園區數據,協助科技部發展數據應用。

於科技部舉辦智慧園區推動成果發表會

於108年12月30號在科技部舉辦智慧園區推動成果發表會,展示科學園區首度導入智慧化設施與服務四年之蛻變成果,以交通、水電、節能、環境永續、急救災及發展數據應用六大構面,榮獲國際安全獎(ISA)、APEC能源智慧社區(ESCI)智慧運輸金獎,及入圍亞太區智慧城市獎(IDC)等國際獎項及國內專利肯定,重新塑造我國科學園區成功模式轉型智慧形象,推升科學園區為世界品牌,以科技實力為台灣發聲。

因應園區發展需求,科技部擘劃四年「運用ICT技術發展智慧園區計畫」,以智慧交通、智慧永續、智慧治理為發展主軸,首度導入6大智慧化服務與設施,推動科學園區設施與服務智慧化,協助我國三大科學園區解決交通壅塞、環境永續、災防與管理等問題,提升維運與服務效能。今年入圍「2019 IDC亞太區智慧城市獎(IDC Smart City 2019-Smart City Asia Pacific Awards)」的「永續基礎建設(Sustainable Infrastructure)」獎項;去年榮獲「2018國際安全獎(International Safety Awards, ISA)優等獎(Merit)」,該計畫是623個參賽組織/單位中,唯一的台灣獲獎者;前年榮獲「2017第三屆APEC能源智慧社區(ESCI)智慧運輸金獎」,為參賽197件中的智慧運輸類首獎,且為該屆唯一獲獎之中央機關。

科技部發展智慧科學園區的六大面向
科技部智慧園區發展六大面向,圖片來源:科技部

竹科3D GIS系統一鍵掌握園區土地資訊

因應全球供應鏈的競合,近年來國外廠商及台商返台投資屢創新高,竹科為提升土地利用規劃及服務效能,建構良好環境,創建3D GIS系統,整合土地、設施、交通、安全管理等跨組系統平台,簡化查詢辦理流程,提升服務效能,有效協助招商引資及加速廠商進駐,竹科今年前10個月已有40家新廠商進駐,投資金額也比去年同期增加40%,營業額更已連續9年超過新台幣1兆元。

中科智慧水管理首創人工智慧預測水情

中科運用智慧科技進行智慧污水管理,包括生物急毒性及截點水質自動監測、智慧預警及電量監控、智慧管理平台整合資訊、導入客製化水情機器人等;以水質異常即時預警處理及設備異常預警修護,避免因污水廠處理效能受影響或重要設備故障,造成廠商須配合減排或停排導致重大營運損失;確保24小時污水廠放流水質符合國家放流水標準及比環評承諾加嚴標準,打造廠商安心投資環境。

中科研發智慧防災水情系統的模型展示
中科智慧防災水情系統-模型展示
中科汙水下水道系統智慧營運網-互動機器人展示
中科汙水下水道系統智慧營運網-互動機器人展示

延伸閱讀:公廁能怎樣靠著 IoT 物聯網以及雲端科技變乾淨、解決7成客訴,並且提昇120倍效率?

南科智慧防救災榮獲2專利,保障消防救災安全

台灣位處颱風、地震等多天災地區,且鑒於2016年台南大地震造成重大災損,現有防災系統無法提供即時現地資訊,加以園區地幅廣大,南科建置智慧防救災系統,介接園區跨單位資料庫及建置三維化學品資料庫,整合防救災資訊,導入無人機巡檢及可攜式質譜儀,以三維視覺化方式迅速提供完整的消防救災需求化學品、室內圖資等資訊,保障救災人員安全,提升災前預防措施,加速救災決策;並於今年榮獲「視覺化之化學品防救災系統」與「視覺化化學品監控管理系統」兩項專利,且通過無塵室實場驗證。

南科智慧消防救災展示影片
科技部於今(31)日舉辦智慧園區推動成果發表會,展示科學園區首度導入智慧化設施與服務四年之蛻變成果,圖為貴賓合影
科技部於今(31)日舉辦智慧園區推動成果發表會,展示科學園區首度導入智慧化設施與服務四年之蛻變成果,圖為貴賓合影,左起為科技部產學司江增彬專門委員、竹科管理局陳淑珠副局長、中科管理局許茂新局長、科技部許有進政務次長、計畫顧問交通大學林一平副校長、南科管理局鄭秀絨副局長、資策會服創所陳桂苓副主任及陳珈后專案經理。

未來三大科學園區將持續導入或運用前瞻科技,推動科學園區智慧化與創新轉型發展,協助高科技產業持續成長,且希望能以我國推動智慧園區的經驗,協助其他國家促進更多的智慧應用實例,帶動整體產業持續成長、進步。

科技部新聞稿

不再仰賴經驗法則!資策會攜手產學研發平衡訓練器材

「平衡力」三字給人十分抽象的感覺,過去想知道一個人平衡感好壞,大多仰賴物理治療師的經驗法則,但難免產生許多誤判,加上若無參考數據,難以延伸其他應用。資策會攜手各大產學單位,開發出一套「可視化平衡能力檢測」系統,透過數據與圖表,把抽象的平衡力可視化,讓一般民眾也能瞭解自身平衡能力。

資策會攜手產學機構 將抽象的平衡力可視化

在經濟部技術處科技專案的支持下,資策會數位服務創新研究所(服創所),攜手輔仁大學體育系-陳譽仁助理教授,共同研發出「可視化平衡能力檢測」系統,希望能提供更精確的測量方式,解決運動員訓練與復健的問題。不過在計劃初期,資策會其實想利用鞋墊偵測平衡力,事先在鞋墊內安裝微型感測器,穿上後就能偵測重心、步態、腳踝角度…等數據,進而判斷人的移動性與平衡狀態,但考量到民眾換鞋意願低導致推動不易,在因緣際會下與建菱科技合作,在既有的產品Smart Board平衡板裝上感測器,就能輕鬆偵測人的重心變化。

服創所工程師受訪「可視化平衡能力檢測」照片
▲資策會服創所與輔仁大學合作,共同研發出「可視化平衡能力檢測」系統,服創所工程師鄭宇辰受訪時表示,希望透過更簡單的裝置,讓一般民眾也能瞭解自身平衡能力。

「可視化平衡能力檢測」實際體驗起來如何?當你站上平衡板,嘗試往不同方向傾斜,系統便能偵測重心偏移了多少,然後把收集到的資料,以淺顯易懂的傾斜平衡穩定能力分布圖、以及四方向平衡能力雷達圖呈現,實現平衡能力可視化的目標;收集到的數據如何應用?如果是腳曾開過刀的運動員,當站在平衡板上,維持相同角度一段時間,站立姿勢肯定與過去不同,物理治療師可參考平衡力散布圖,對比受傷前後差異,給予復健過程最佳建議;另外,也能針對特定運動訓練,例如某些碰撞較激烈的運動,訓練運動員能否在瞬間把重心扶正。簡單來說,透過「可視化平衡能力檢測」系統提供指標性資訊,解決運動選手任何與平衡相關的訓練問題。

可視化平衡能力檢測器材實際使用照片
▲當站上平衡板嘗試往不同方向傾斜,系統便能偵測重心偏移了多少,然後把收集到的資料以淺顯易懂的圖表呈現。

盼檢測器材儘速普及 讓平衡力不再受忽視

除了運動領域,「可視化平衡能力檢測」系統也能應用在一般人,美國運動醫學會(ACSM)建議,一名健康的成年人,每週至少要有2天的肌力訓練與伸展運動;至於65歲以上的老年人,還要加入靜態與動態的平衡運動,透過「可視化平衡能力檢測」系統,可提醒站姿、坐姿與步態正確的重要性,尤其台灣正邁入高齡化社會,普遍老年人髖關節冠狀面控制差、且活動角度不足,關節活動度與平衡問題長期被忽略,一旦平衡能力下降,將帶來失衡跌倒的風險,最終造成髖關節、腰椎骨折…等嚴重傷害。如果能事先透過「可視化平衡能力檢測」系統對平衡能力進行估測,就能針對不足之處進行補強。

傾斜平衡穩定能力分布圖與四方向平衡能力雷達圖
▲透過傾斜平衡穩定能力分布圖與四方向平衡能力雷達圖,讓物理治療師能對平衡能力更精確的估測,也就能針對不足之處進行補強。

去年底資策會與建菱科技、輔仁大學體育系與松山區精忠里辦公處,共同舉辦「平衡力講座與檢測活動」,當天搭載「可視化平衡能力檢測」系統的Smart Board首度亮相,讓現場近50位民眾進行體驗,大家對自己的平衡能力檢測結果都很關心,期盼透過這樣的體驗方式,推廣如何增強平衡力與優化核心肌群,打敗久坐痠痛症與預防跌倒。

▲在去年舉辦的「平衡力講座與檢測活動」中,當天搭載「可視化平衡能力檢測」系統的Smart Board首度亮相,也吸引現場民眾踴躍體驗。

如果「可視化平衡能力檢測」系統可行性高,資策會表示未來將積極與體育界或各運動聯盟合作,希望透過這套系統,簡化專業運動員訓練平衡度的方式,也期望之後具完整檢測與訓練流程的器材能盡快普及,加強大家的平衡力,讓平衡力不再受到忽視。

Fast Lab 3D列印平台打造3D 模型的雲端圖書館

2015年8月,資策會承接了經濟部工業局委辦的 3D 列印推廣的重責大任「 3D 列印產業發展推動計畫專案」。時任美國總統的 Obama 大力推動美國的產業升級,以促進「美國製造」以及美商的「鮭魚回流」。其中一個大力投入、令人矚目的明日之星就是 「3D 列印」技術。

在傳統的工業製程當中,一個產品從設計發想階段到量產是有相當漫長過程的。研發過程中需要多次製作出粗略的樣品,用以修正最終產品。這個步驟叫做「打樣」。多次打樣、修正完成之後,還要利用樣品拿去製作模具,這個步驟叫做「翻模」。在翻模之後,再利用模具以發泡、澆灌等不同工藝製作出矽膠、塑膠、金屬、陶瓷等各種材料的製品,再將其組裝起 來,就是我們今日常看到的手機、電腦、無人機、汽機車等等產品。舉例說明之,現在的手機有很多都是前後玻璃,而中間的骨架就會採用柔韌有彈性,可以吸收瞬間衝擊的塑膠製品。常見的機車,它的外殼,也都是大片面積的塑膠製品。每一片,都需要反覆我們剛剛談到的從打樣、翻模以及組裝的過程。聽起來,就是個不容易,而且成本高昂的流程,是吧?順利的話,可能打樣 2 次就可以量產。若是不順利,多次打樣,甚至成品翻模還有失誤,就還要花費大量成本和時間來修正模具。

資策會服創所的 Fast Lab 3D列印圖庫平台網站截圖
▲FastLab 是國內首驅一指的 3D 列印圖庫平台,除了圖庫之外,還舉辦比賽、Workshop等各種推廣活動

然而,在 3D 列印機出現之後,就徹底的改變了量產前的打樣過程。而且這個新流程速度快、成本低而且品質好,甚至有些情況下可以作到打樣即產品的程度。這是怎麼作到的呢?我們來稍微探索一下好了。

常見的 3D 列印技術

目前比較常見的三種 3D 列印技術是 FDM(熱熔融層積)、以及SLA(光固化)、SLS(雷射粉末燒結)。

第一種 3D 列印方法 FDM (熱熔融層積),聽起來有點複雜,但是其實是很簡單的。這個方法有點像使用熱融膠槍來製作 3D 模型。市面上甚至賣跟熱融膠槍長得很像的 3D 列印筆。FDM 的原理利用加熱噴頭持續的加熱 PLA 或者其他材料,然後就像是擠蕃茄醬一樣,慢慢的擠在列印平台上面,PLA一旦冷卻之後就固定成為堅固的塑膠。由於這個方法是以加熱的方式來製作模型,材料本身就不太耐熱。但是好處是可以輕鬆的使用不同顏色來上色,製作模型。有些模型愛好者,甚至就用 FDM 方法來製作汽車、機車、飛機模型。這種方法可以說是最為常見的 3D 列印方法了。設備也相對便宜。甚至還有 DIY 套件可以自行組裝。

第二種作法,叫做光固化。這個方法有那麼一點點像是牙醫生補牙時候所用的技術,先把平台泡在光敏樹脂內,然後利用 UV 雷射或是 DLP 投影機照射光束在平台上來「列印」成品,然後再把平台漸漸的向上提起,最終完成的成品會「吊掛」在平台上面。光固化可以做出非常精密的成品,表面的呈現也是最為光滑。而且最終成品可以較為耐熱、強固。雖然較為昂貴,但是一般中小企業也還是買得起這樣的產品。

第三種作法,叫做雷射粉末燒結,這個方法有點像是雷射印表機的操作,先把一層薄薄的粉末平鋪在平台之上然後用雷射融化粉末,然後一層一層的堆疊上去。這個方法成本最高,但是可以做出精細而且機械強度很高的成品,例如假牙。

2013年,時任美國總統的歐巴馬支持的全國製造創新網路 ( NNMI: National Network for Manufacturing Innovation) 的主要計畫成功吸引 79 個合作夥伴,成立後僅一年內已經資助 7 件合作計畫。就像之前曾提到的,在計畫中,歐巴馬就特別提到了 3D 列印將是美國製造業的未來。

資策會服創所就是在 2015 年這樣的時空背景之下,一肩扛起在台灣推動 3D 列印的重要任務。

草創的知識推廣時期

一開始的時候,完全從零開始,資策會服創所計畫先從圖庫平台開始。先參考了國外著名的 3D 列印圖庫平台 Thingiverse ,打造了一套類似的平台「 Fast Lab

Thingive 3D列印平台
▲Thingiverse是著名的 3D 列印圖庫平台(截圖自 Thingiverse 官網 )

在草創初期的 2015 年至 2016 年,為了推廣 3D 列印,一開始的計畫是先建立圖庫平台。然而計畫執行團隊發現,當時的 3D 建模軟體昂貴,而且並不是一般人可以輕易上手使用的,雖然有開放原始碼的建模軟體,但是相對也比較不成熟。3D 列印機也是較為昂貴,或是玩家自己建造的 DIY 產品,需要掌握很高的知識水準才有辦法建造出能用的 3D 列印機。

光是要學會使用 3D 建模軟體,就是一個很高的門檻了。更何況,3D 列印機的選擇或是如何自己 DIY 做出高品質的 3D 列印機,也是一般人難以跨越的障礙。於是,FastLab先從拍攝教學影片開始。從「什麼是 3D 列印」開始、「3D 列印資源及軟體」、「3D 列印應用與材料」等等,以及建模相關的完整教學。服創所的執行團隊用影片帶著大家,從完全不懂 3D 列印的新手,可以沿路成長到自己建模、自己列印的熟手。

開始轉型工具型平台網站

時間來到 2016 – 2017 ,時間很快的經過了一年,因為 Fast Lab 的教學影片和 3D 圖庫平台開始做出名聲,一些自造者空間(Maker Space)開始與 Fast Lab接觸合作。自造者空間、駭客松這些活動,只要是跟 3D 列印相關,就可以免費利用 Fast Lab 平台來放置 3D 模型,好像是 3D 模型的雲端圖書館一樣。

在沒有 Fast Lab 之前,自造者基地因為開放給不特定的人使用。專用於 3D 列印的電腦裡面一團亂。這裡一個資料夾、那裡桌面又放了一份,同一個 3D 模型一直重複浪費空間不打緊,更麻煩的是版本的控制。印出來模型之後,才發現版本錯誤是很容易發生的事情。除此之外,某個模型找不到,也是大家很困擾的事情。

3D 列印跟家裡常見的噴墨式印表機可不一樣,家裡印表機的列印速度是每分鐘好幾張紙,而一般比較中低階機種的 3D 列印的速度往往是好幾個小時才列印一個小零件。而且列印平台這個零件並不便宜,一般不會準備好幾個列印平台。一旦被一個錯誤的零件給佔用了,造成的麻煩可想而知。

看到越來越多人使用3D庫圖平台進行創作及列印作品分享,執行團隊規劃了一場成果展,邀請這些好的創意及作品一起來推廣,讓更多人了解3D列印,喜歡3D列印,結果受到極大的迴響。經濟部工業局的長官們看了展覽,也都很驚訝於 3D 列印可能引發的產業革命。然而,受限於 FDM 使用的材料機械強度不高,3D 印製物的機械強度難以製作可動零件,所以絕大部分列印出來的零件都是較為靜態的模型、生活器具之類的。這時,經濟部工業局的長官就提出了他們的疑問:是否能夠印製一些比較「可動」的產品?

3D 列印競賽再創國內技術與應用的高峰

時間來到了 2018 年,由於之前經濟部工業局長官的勉勵,執行團隊認為經過了這三年,由於 3D 印表機價格降低、材料成本降低並且品質持續提高、軟體的品質也在提昇,還有自由軟體可以選擇。 3D 列印可以算是比較成熟的階段了。

於是 FastLab 開始舉辦 3D 列印主題創作競賽,第一年主要設定為比較動態的 IoT、機器人、以及工業 4.0 的主題,大會規定至少機殼要採用 3D 列印製作,再加上電子電機組合起來一些較為可動的成品。

也因為這樣的競賽,FastLab 也開始擔任中介媒介者的角色。其中一個著名的案例,就是同為服創所的智慧廁間」。智慧廁間內,一個相當重要的 IoT 裝置就是廁紙監控感知器。它的外殼就是 FastLab 協助設計以及製作的。

延伸閱讀: 公廁能怎樣靠著 IoT 物聯網以及雲端科技變乾淨、解決7成客訴,並且提昇120倍效率?

Fast Lab 平台舉辦 3D列印主題創作競賽
▲ FastLab 3D 列印主題創作競賽

2018-2019 協助業者組成聯盟成功輸出海外市場

時間來到 2018-2019 年,Fast Lab 開始輔導業者走出國外。其中,與「馬來西亞華校董事聯合會總會」、以及「台灣嵌入式暨單晶片系統發展協會」(TEMI 協會)合作的「3D列印智造基地」-就是以一個品牌的概念整合國內業者及3D 列印圖庫平台 Fast Lab 成功輸出到符合南向政策的馬來西亞。

這個過程當中,國內的廠商也相當支持,透過初期捐贈 3D 列印機協助培訓當地老師,再結合每年馬來西亞全國華文獨中跨領域科技營,培訓學生建立3D模型及使用3D列印機製作參賽作品外型,讓生們因為已經熟悉了該廠商的 3D 印表機,未來出社會工作也會比較傾向台灣品牌的 3D 列印機及來自台灣的材料。

蔡組長與我們分享幾個有趣的案例,如機車的改裝零件,可以由社群共創 3D 模型,然後再由業者輸出 3D 列印的成品或是集資開模。再或者,也有專門代工 3D 列印的全自動化 3D 列印工廠,一開始是從模型槍開始,後來結合了設計師與圖庫平台,也開始接受列印馬克杯、音響、機器人零件等等產品。

2020 未來展望

經濟部工業局五年計畫到了 2019 年來到尾聲。服創所的蔡組長對於未來,是相當的有信心:「我們過去的幾年在推廣 3D 列印上成果斐然,而且也帶領著國內業者到國外開疆闢土獲得不錯的成績,雖然計畫即將結束,國內3D列印產業已經具備跟各產業應用接軌的基礎。相信未來的發展是無限的!

Fast Lab 3D 列印平台連結

不會程式語言,也能寫程式!一站式開發平台 IDEAS Chain 讓創意不卡關

我們想讓你知道的事情是

找資源,是許多創業者及新創團隊必須面對的課題。台灣擁有電子製造業的核心能力,但外國的代工訂單,讓台灣在地的開發者經常面臨量小無法開模或沒有資源能夠接觸到上游廠商的情境。有感於此,資策會服創所蔡明宏副主任說「為了快速、有效的呼應物聯網產品在研發及行銷上的需求,我們建立了一條龍的服務。」

創業第一步示意圖
從提出想法,到做出原型是每一個創業項目的第一步。(圖/envatoelements)

資策會服創所開發的 IDEAS Chain 是一個以速創物聯為服務宗旨的一站式開發平台,平台內簡易且安全的開發模組工具,讓新創團隊或產品開發端可以準確地與物聯網技術對接,不論是晶片業者、系統整合商、軟硬體工程師、產品設計師、數據分析研究,甚或是不會編寫程式的創新者等等,都能因而縮短製作產品原型(prototype)的時間。

平台內提供了四個好用的開發模組

  • 可視化任務流程編輯工具
  • Block Chain 區塊鏈技術
  • 資料分析及指令編輯
  • 軟硬連結套裝工具
資策會服創所IDEAS Chain一站式開發模組工具的四大功能面向
IDEAS Chain 一站式開發模組工具,包含了四大功能面向。(圖/資策會服創所)

IDEAS Chain 四大開發模組

首先「可視化任務流程編輯工具」(又稱視覺化編程工具),能夠降低編寫程式語言的技術門檻,採用圖形化的邏輯組合,使用者經由直覺拖拉任務方塊,進行任務情境編排,合作的台灣IC、SI、服務業者包括如凌通、松翰、瑞昱、旗標、智高、安譜等。透過 IDEAS Chain平台上所提供的物聯網開發模組,讓創意原型與量產接軌,快速推出市場、進行測試、取得早期使用者體驗數據,協助開發者持續產品優化。

資策會服創所IDEAS Chain一站式開發模組工具的拖拉方塊編排流程介面
視覺化編程工具採用拖拉方塊編排流程,透過快速的任務模擬,打造產品原型。(圖/資策會服創所)

接著應用「資料分析及指令編輯」,將回傳的資料進行關聯化數據分析(Dashboard Design),並以直覺的可視化圖像報表,呈現出一目了然的不同維度分析結果,幫助開發團隊掌握裝置運行時所蒐集到的關鍵數字,以利後續有效地進行產品優化。此外,「軟硬連結套裝工具」(Connectivity Suite),則提供開發者以ROS為基礎之API,降低各類物聯網裝置與雲端系統串接的門檻,幫助開發者快速串接雲端智慧派遣功能。

隨著物聯網的廣泛應用,消費者也逐漸開始重視數據安全的議題,「Block Chain 區塊鏈技術」技術模組即呼應了此一市場需求,導入區塊鏈(Blockchain)的晶片等級 IoT 上鏈管理方案,對 IoT 感測裝置「原生資料上鏈」的支援,並滿足資料合規機制,讓數據應用創新得以實現,而透過 Blockchain 去中心化架構,也能降低資料收集的成本。

延伸閱讀: 走入生活!服創所打造「區塊鏈生活實驗室」: 一步步打破與使用者的藩籬

以 IDEAS Chain 運用聯發科 MTK2625 單晶片延伸開發而成更易上手的  NB-IoT 開發套件 - DSI2598 為例,便提供新創團隊昱景科技技術支援,共同打造出可監測生理狀態與即時定位的 NB-IoT 路跑智能手錶,也是國內首度將「智能運動手環」結合「物聯數據平台」的賽事輔助配備。

IDEAS Chain 開發案例

而在健康科技務聯網領域的應用上,現行市面上有許多健康檢測產品如血壓計、體重機等,因裝置品牌不同,而有許多分散在不同裝置及數據內的資料,因此資策會 IDEAS Chain 開發平台與躍獅連鎖藥局合作,導入區塊鏈加密技術,將多品牌裝置及健保署健康存摺中的健康資料進行個人化數據資料歸戶,提供只要透過個人帳號登入就可以看到自己的健診量測、健康存摺等個人專屬健康資料,簡化民眾整理個人健康量測資料的過程,也一併提供如處方箋預約領藥等個人化專屬服務。

資策會服創所IDEAS Chain一站式開發模組工具案例-躍獅藥局健康存摺 app
躍獅連鎖藥局應用 APP 公版套件打造健康存摺,進行如健康狀態追蹤、風險評估等個人化健康專業服務。(圖/資策會服創所)

一站式模組 IDEAS Chain 不只提供可選擇之半客製化快速開發模組,也提供現成開發套件,幫助開發者能以無痛的狀態進入量產。蔡明宏副主任認為「除了為物聯網新創團隊打造了易用的快速開發工具平台外,我們也持續串聯更多國產IC大廠,從硬體開發的源頭下手,希望能為團隊提供更多量產導向、簡易上手的國產IC硬體開發套件。」開發者可依需求選擇不同的套件工具,如 AMR 套件、量產導向 IC 套件以及 APP 公版套件等,降低自主開發的技術門檻、更快速完成創意發想後的準量產雛型產品製作。

IDEAS Chain 一站式開發平台連結

智慧英語學習教材 STEM UP,讓英語課變得好好玩

智慧校園不僅是全球教育產業的趨勢,中央及地方政府也積極投入並努力推動,希望透過導入運用數位科技打造的教材,加強學生對於學習的渴望與成效。

多媒體影音與圖文所構成之數位教材,除具有活潑生動、豐富多元的教學內容之外,最大優點是不受時空的限制,可以隨時隨地的學習。而近年來虛擬實境(Virtual reality, VR)、擴增實境(Augmented Reality, AR)、人工智慧(Artificial Intelligence, AI)、語音辨識、影像辨識等前瞻技術的導入,讓數位教材具有更多樣的互動形式,不再是生硬乏味的平面教材。

一開始資策會教研所及服創所與高雄市教育局合作,為高雄市英語村的開發幾套AR/VR英語教材,試圖為學童帶來與以往不同遊村體驗,並驗證AR/VR對於語言學習的成效。後來服創所團隊將此過程所累積的經驗,研發一套通用版的國小AR英語教材「STEM UP」,並結合平台服務的概念,打造成AR英語教材產製與教學的平台,讓AR數位教材加速擴散到各個學校。

如何提升學生主動學習動機是老師們共同的痛點

在進行需求訪談時,很多老師都反映學生上課時專心程度低落,一位老師在課堂上很難顧及到每一位學生,所以有些學生很難保持專注,這時候數位科技就可以很好的發揮功效。

相信大家對於風靡世界的寶可夢 (Pokémon GO)並不陌生,其新奇的遊玩方式讓大家認知了AR技術的應用潛力。使用AR開發的數位課程做學習就如同玩遊戲一樣,學生拿個平板到教室各個角落去探索,發掘有趣的新事物。不同於傳統教學是以教師為中心,AR的教學方式是以學生為中心,讓學生自行去探索、解決被賦予的任務。

資策會服創所技術-STEM UP智慧英語學習app畫面

而學生對於使用3C產品本身就非常感興趣,又配合遊戲式的學習過程,在幾場的教學實證活動觀察下來,學生普遍滿意度都很高,大家都很專心在解題,一堂課一下子就過去了。而且小朋友在學校玩到這個APP,也會想回家玩給爸媽看,等於延長了學習的時間。

資策會服創所技術-STEM UP智慧英語學習app 在阿蓮國小demo照片
資策會服創所技術-STEM UP智慧英語學習技術在阿蓮國小demo照片

化身虛擬伴讀助教,提供個人化的學習體驗,讓學生安心學習

聽說能力是國小英語教學上的重點,但是老師要評量學生的聽說能力是相當耗費時間的,很難一個一個確定學生的發音有沒有念對。「STEM UP」利用語音辨識技術,讓學生直接對著平板對話,可以自動判斷學生回答的結果並記錄下來,老師則可透過教學管理後台查看學生的學習履歷,了解學生通常在哪些問題回答得不好,可以加強教學及調整教學內容。

而且對不愛開口、較害羞的小朋友來說,因為不用直接面對老師,或是怕念錯被人笑,可以有效降低學習的焦慮感,回答正確的話也因為螢幕顯示笑臉及音效可以讓學生得到鼓勵跟肯定。

STEM UP app語音辨識即時互動

課程內容編輯及共享機制,擴大教材生命週期

雖然有了AR數位教材,但是若是課程數量不多、涵蓋的教學主題太少,對老師來說其實實用性沒那麼大,最終可能只被用於短暫的體驗活動,無法持續融入老師日常教學中。

但工程師畢竟不是老師,開發團隊無法知道老師想要教的內容是什麼,若要一套一套為老師客製化課程也很花時間,所以「STEM UP」提供了簡單易用的編輯工具,讓老師自行設計課程內容,連AR內容使用的3D模型都可以在平台提供的素材庫中挑選。

這樣一來老師可以很方便的使用「STEM UP」實施差異化教學,因為老師自己要做差異化教學,在準備課程方面的負擔蠻重的,用此 APP 可以讓老師輕鬆一點,因為可依照每位學生的程度下去設計適合他們難度的課程,讓學生先完成簡單的課程建立信心後再繼續往下挑戰。

「STEM UP」當初的目標就是要成為一個線上AR課程的平台,所以除了老師可以自行設計課程以外,也可以取得線上其他老師貢獻分享的課程。最終平台將彙集大量老師教學知識結晶,吸引更多學校、老師的參與。

資策會服創所技術-STEM UP智慧英語學習app介面-3D模型
資策會服創所技術-STEM UP智慧英語學習app學習介面

未來的挑戰

目前團隊已完成5間學校完成試教活動,試煉產品的可用性及收集使用回饋,並已在高雄市阿蓮國小常態性的導入使用。但團隊在推廣的過程中,還是發現重重的困難有賴解決,包括學校數位教學資源的缺乏、老師不熟悉使用數位產品、老師如何管理整間教室學生、…等等,這些都是一個產品要成功導入的關鍵,團隊將持續學習及了解老師教學現場的現況與需求,開發出解決方案,讓產品更成熟可靠。

應用案例小檔案 

  • 應用場域:高雄市阿蓮國小
  • 技術提供:資策會服創所
  • 產品/服務:STEM UP-AR英語課程協作平台
  • 應用技術: 擴增實境、語音辨識
  • 問題情境:傳統英語教學方式不易引起學生學習興趣,老師需要一對一與學生對話來評量學生口說能力耗費大量時間。
  • 達成效益:透過AR互動提升學生學習動機與專注力,降低老師一對一對話評量工作。

「知識圖譜」打造衛教小天使,回答孕期遇到的大小問題

人工智慧(AI)發展日新月異,以往提供制式化問答的智慧客服已經不敷需求,繼之而起的,是已建立知識圖譜應用的智慧助理,透過知識圖譜,智慧助理可以化身櫃姐-知無不言、言無不盡地服務客戶,讓消費者以最省時、省力的方式找到自己喜愛的商品。

對於消費者而言,日常生活中最常接觸到的AI應用,就屬智慧客服或智慧助理。以智慧客服而言,客服機器人主要要解決顧客的提問,然而卻常常面臨到客服機器人回覆過於制式、僵化且缺乏彈性。

運用知識圖譜建立智慧助理

為了建制一個問答流暢的智慧助理,必須特別優化自然語言處理、語意分析引擎、多輪對話、情境感知、情感辨識、個性化等技術,資策會數位服務創新研究所(服創所)在經濟部技術處的支持下,所研發的領域知識建置與管理工具,可以協助將企業網站、資料庫及文件等,透過人工智慧辨識模型,直接轉成企業知識圖譜。如果用在智慧客服上,當客戶詢問的問題很模糊時,就可以依據知識圖譜進行主動反問,並透過多輪的對答,提供精確的答案,以節省專業知識人力成本及詢答時間,並能提供消費者更好的消費服務體驗。

資策會服創所組長陳棅易指出,一般簡單的智慧助理,是透過串接固定的 API,並依據固定的資料格式,設計回應的樣板,例如,透過Line、Facebook messenger查詢包裹運送過程、到貨時間,十分簡單。但若是針對客戶靈活的問題,如防癌保單條款、信用卡申辦條件、法律諮詢等專業問題,就必須仰賴更複雜的技術。在技術上,必須能夠讓人工智慧將文件檔案、網站,甚至於社群網站等非結構化的資料,轉換成電腦可以理解的模式,也就是建立企業知識圖譜。

簡單地說,知識圖譜主要藉由抽取所有資料的重要文字,以及標註文字與文字之間的關係,自動化建立起所有人、事、物之間的關係圖。以知名連鎖飲品店「50嵐」為例,電腦可以從社群資料中,取得並自動判斷南投跟烏龍茶的關係叫做「產地」,而從 50嵐的商品資料中,建立50嵐跟烏龍茶的關係叫「產品」。一旦消費者希望了解「50嵐的烏龍茶是哪裡產的?」,系統即可透過知識圖譜的推論,提供「南投」的答案回應消費者,讓客服更加聰明與專業。

另一方面,智慧助理不再是被動地接收問題,還能夠主動通知提醒消費者,例如,孕婦在生產前定期產檢非常重要,透過知識圖譜,智慧助理知道孕婦何時要做羊膜穿刺,會透過 Line 和 Facebook messenger 主動通知,讓孕婦產前檢查不漏接,安全更有保障。

資策會服創所研發的智慧助理,已逐步應用到零售、金融及醫療業,包括信用卡優惠諮詢、商品規格諮詢,以及醫療衛教諮詢等,並有多家廠商已完成實證,未來更可串接外部社群資料或開放知識圖譜,未來也將持續與合作夥伴,共同推進知識圖譜應用於各種新型態的人工智慧服務。

知識圖譜應用: 衛教小天使對話機器人

新手孕媽咪們,在懷孕期間總會遇到不少的問題,如孕吐、飲食、胎兒的健康、產檢注意事項等,不但影響到睡眠作息與個人健康,更可能進一步影響到胎兒健康。

資策會服創所與華馨健康科技合作,針對懷孕期間可能遇到的大小事情,透過人工智慧技術,將衛福部衛教手冊、社群討論文章進行自然語言處理與知識圖譜技術,打造衛教小天使。

服創所知識圖譜Line bot 衛教小天使介面
服創所與華馨健康科技合作開發針對懷孕期間的大小事情回答的衛教小天使對話機器人

如果有產檢相關的問題,可以透過產檢ABC進行詢問,系統會藉由互動問答的方式,提供產檢是否需自費以及可以檢測的病症等資訊。若希望針對孕期的飲食、健康狀態有問題,就可以使用懷孕萬事通,透過自然語言進行發問,系統則會提供與問題最相關的專家答案。此外,還有好孕資源、福利補助等資訊,提供孕媽咪們參考。

服創所衛教小天使line bot實際使用介面
衛教小天使可以以自然語言進行發問,系統則會提供與問題最相關的專家答案

衛教小天使 Line bot連結

資策會服創所開發衛教小天使Line bot
衛教小天使的 Line Bot 連結 QR code

快速客製化你的聲音: MORE特定人物角色語音模擬技術

想到語音合成技術 (Text to Speech, TTS ) 或是文字轉聲音技術 ,大部分的人聯想到的都是 Google 小姐或 Siri,試想如果是自己喜歡或熟悉的聲音,例如林志玲聲音來代替 Google 小姐,將有更具溫度的對話,而資策會服創所團隊的 MULTI-OBJECT REALITY EXPERIENCE (MORE) 技術實現了這樣的情境!

客製化特定角色語音合成 : 高成本問題

目前一個語音合成模型製作除了演算法技術外,大量的「錄音」與「標音」作業使得客製化一個特定角色聲音之成本高居不下,例如 Siri 中文聲音就是錄製 2~3 萬句才完成的TTS,成本要 AI 大廠才可負擔,做出的角色聲音,也未必適用所需的場景,資策會服創所團隊聽到業界有許多需求:是要小朋友或長者的聲音,同時希望不要有大陸口音,而台灣本土很少著墨這一塊。

資策會服創所 MORE 技術提供語音合成 SDK 服務
資策會服創所團隊的語音合成 SDK 提供離線下即時語音合成服務

少語料的語音合成技術

資策會服創所團隊花了兩年時間研發出「少語料」語音合成技術,大幅降低製作一個角色聲音所需錄製之語料,由 2~3 萬句減少到 3000 句,即可客製化一個你想要的角色 TTS,作業成本減少 60% 以上,未來讓人人都有自己的 TTS 這件事成為可能,可以想像:未來可以讓自己的 TTS 代替忙碌的你說故事給小孩聽。

語料減少,語音合成品質是否就會降低呢? 資策會所產出的每一個角色語音模型皆會由 20 位專家進行平均意見分數 (Mean Opinion Score, MOS) 聽測,與其他 2 家國外大廠透過一則 300 字短篇故事合成做比較,分數無顯著差異,並可產出具多種情緒之聲調,包括開心、生氣及難過等。

豐富的應用場景

109 年資策會服創所提供 4 個角色 TTS,包括可愛小男生、可愛小女生、男性導覽員、女性導覽員,提供 API (連網下)、SDK (無須連網)及網站上音檔直接輸出方式,並可產出具多種情緒之聲調,包括開心、生氣及難過等,可整合至兒童故事機、影片自動配音、陪伴機器人及動畫製作配音等應用上,另外針對客製化角色語音部分,製作一個知名大師之 TTS,可於 2 個月完成角色聲音模型上線完成。

資策會語音合成TTS網站連結

資策會服創所語音合成TTS技術網站截圖
資策會語音合成TTS網站上提供多個角色輸入文字直接產出音檔服務

走入生活!「資策會」服務創新研究所打造「區塊鏈生活實驗室」: 一步步打破與使用者的藩籬

區塊鏈生活實驗室 Blockchain Living Lab

在行政院、資策會、工研院及一群對區塊鏈抱持著信念的支持者們的努力下,《區塊鏈愛好者年會》在今年也聲勢壯闊地邁入了第 4 屆;除了有來自產官學研界的各大領域專家帶來精彩的演說外,還有一個引人注目的焦點 —— 首次在大眾面前公開展示的產業推動計畫「區塊鏈生活實驗室 Blockchain Living Lab」。

區塊鏈生活實驗室( Blockchain Living Lab )實景照
資策會服創所區塊鏈生活實驗室( Blockchain Living Lab )

區塊鏈生活實驗室是在資策會旗下的數位服務創新研究所(DSI)動區動趨 BlockTempo 聯手開辦,為參與者提供了一站式服務的體驗專區,讓平常被掩藏在幕後的區塊鏈應用實驗搬到台前,讓稍顯陌生的區塊鏈技術能更貼近一般民眾的視線。

在今年的區塊鏈愛好者年會上首次亮相,區塊鏈生活實驗室呈現了挖礦、去中心化金融(DeFi)、硬體錢包及 POS 機等多達 10 種區塊鏈應用,讓與會民眾能在專業人員的指導下,直接了解其中的運作原理、發展樣貌,並更深刻地進入區塊鏈 11 年的歷史。

不過,區塊鏈生活實驗室的故事並不是單靠一場活動就能寫完。

延伸閱讀:DeFi 很好,但開戶是硬傷 — 區塊鏈新創 Pelith 創辦人陳品:最好的錢包就是沒有錢包

讓區塊鏈技術貼近生活

作為因 2008 年全球金融風暴而催生的比特幣(BTC)的技術基底,區塊鏈誕生至今已經長達 11 年了,然而這項技術仍會真正地走進大眾的生活;事實上,即便是政府機構、大型企業、傳統產業都未必完全理解區塊鏈世界的全貌,更遑論一般民眾了。

值得振奮的是,這種情況在近幾年裡出現了變化。

延伸閱讀:鏈與製作人|邁向完美「區塊鏈使用體驗」- 什麼是元交易Meta-Transaction?

自世界經濟論壇(WEF)點名區塊鏈技術將成為繼網際網路後第四波工業革命的潛力科技之一後,各國政府都開始加速了科技創新的腳步;身為地球村一員的台灣當然也不落人後,除了在今年由國發會主導成立了台灣區塊鏈大聯盟外,也屢次與民間區塊鏈公司合作打造區塊鏈溯源等應用。

而作為台灣資訊科技發展的重要基地,由經濟部成立的資策會可想而知地也一腳踏入了區塊鏈的研究中。

這次打造出區塊鏈生活實驗室的服創所就埋頭鑽研了區塊鏈技術長達 4 年的時間,在對各種應用場景進行研究與分析後,驚覺區塊鏈的應用仍舊有些本位主義,導致區塊鏈技術與生活中的應用仍舊有些格格不入,讓他們催生出了開辦區塊鏈生活實驗室的念頭。

對一般民眾來說,以區塊鏈的去中心化特性所發想的諸如募資、供應鏈溯源、版權存證等應用,與中心化系統下的場景其實並無分別;就一個不熟悉區塊鏈的人來看,開發商無法說服用戶從中心化轉向去中心化的好處。

也就是說,當產品無法有效地讓大眾感受到區塊鏈的價值,區塊鏈也理所當然地無法打入民眾的生活。

這也是為什麼,服創所得出的結論就是 —— 我們需要「區塊鏈生活實驗室」。

延伸閱讀:前 DEXON 技術副總,正在開發一款「跟普通應用程式一樣簡單」的加密貨幣錢包

業者與使用者

每一項技術都需要一個應用典範,而這需要的不僅只是產官學研界的組合力量,還需要消費者的切身經驗。

區塊鏈生活實驗室的目的,就是讓民眾在體驗區塊鏈創新服務的時候,能直接地與開發商進行溝通,互相理解對方身處不同角度時所產生的思路,除了讓使用者能在專業人士的解說下給予廠商更真實的反饋,也能讓民眾更加理解區塊鏈的優點。

這意味著,區塊鏈生活實驗室能讓一般大眾最大程度地從業主的視角去認識區塊鏈,明白由多種技術結合而生的區塊鏈能為生活創造出什麼樣的幫助;另一方面,業者能知曉消費者究竟是在哪個層面上看上了區塊鏈的優勢,從而更清楚自己該如何為產品做推廣。

區塊鏈生活實驗室走向大眾

今年的《區塊鏈愛好者年會》是區塊鏈生活實驗室的首次亮相,但服創所想實現的不只是設置攤位做展覽而已。

有鑒於在這個資訊爆炸的時代裡,吸收知識的管道又多又雜,所以服創所希望能透過與各界人士的緊密合作,以更多元、直接且正確的方式來協助將區塊鏈技術的相關背景常識深深地植入人心,包括新創、傳統產業、大型企業都是他們想積極聯手的對象。

延伸閱讀:第四屆《台灣區塊鏈愛好者年會》完美落幕,首創「一站式區塊鏈體驗區」窺探應用場景

對服創所而言,他們希望能讓區塊鏈生活實驗室就像是「TED Talks」一樣,讓「值得傳播的思想」能藉由他們與業者間的合作,讓民眾對於區塊鏈的認知能跳脫單純的產品框架,進而更有效地倡導區塊鏈的正確概念。

服創所想要藉著這次的機會,呼籲任何對區塊鏈推廣有想法的廠商或民眾與他們聯繫,一同發想並衍生出更多具有代表性的價值傳遞手段,讓區塊鏈技術能真正意義上地跨越那條與使用者之間的鴻溝,一點一滴地融入普通生活中。

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2019區塊鏈產業技術峰會-資策會、工研院資深研究員 / 羅國書專訪

智慧農漁業數位分身:一個高效率、永續經營的農漁業升級解決方案。養殖漁業如何靠著稱為「數位分身」的AI 技術達成三倍產量?

智慧農漁業數位分身:一個高效率、永續經營的農漁業升級解決方案

靠著九種感知器偵測水質、以及監控養殖物生長狀況和漁民行為決策,「智慧農漁業數位分身」人工智慧解決方案,可以大幅增加產量至 300%。「開心農場」式的高科技整合的解決方案,可以讓新手也快速上手,農漁業可以大幅降低對於經驗的倚賴,增加年輕人回鄉加入農漁業的誘因。

前言

曾經有一段時間,Facebook 遊戲剛剛開始流行的時候,因為「開心農場」這個熱門遊戲,可以說是人人皆農夫。上班族中午休息時間一一拿出手機,開始了手機上的快樂農夫生活。有些人還調皮,上班時間偷偷連上 Facebook ,偷了同事的菜。由於這個遊戲實在太療癒,有些人還真的就踏入真正的農田,當個小小的假日農夫。如果說,「開心農場」真實存在,你相信嗎?由資策會服創所領頭開發的「數位分身」-「智慧溫室」以及「智慧養殖場」解決方案,就是貨真價實存在的「開心農場」、「開心水族箱」。

在這裡,基於 IoT 的 9 大感知器,會持續監測水質等作物 / 養殖物生長環境的「設施因子」,並且透過控制盒上傳雲端。而雲端中的 AI 機器人會在系統內持續模擬出一個數位的分身,在收到外部的水溫、溶氧量等等「設施因子」、以及持續蒐集作物 / 養殖物生長狀況的「生長因子」,雲端系統裡面創造出一個模擬的養殖漁民的「數位分身」,AI 機器人也會按照過往漁民的成功策略來運算出合適的「行為決策」。

在含氧量低、水溫超標等等情況下, AI 會建議你開水車、開增氧機,或是用藥等等行為決策,漁民則可以考慮自己的經驗或是知識,再判斷是否要採用。事後,系統也會比較判斷結果,漁民也可以就結果來判斷,究竟是真人的決策比較厲害,還是「數位分身」的行為決策比較厲害。

除此之外,智慧農業的數位分身AI ,在背景也是 24 小時運作不打烊,它默默的紀錄並且分析養殖漁民在智慧養殖場中針對各種「設施因子」以及「生長因子」的對應「行為決策」,由此慢慢的建立起養殖策略的最佳解模型。慢慢的, AI 像是個小學徒,在漁民身邊默默的學習這些「隱性知識」,使得這些知識不會因為漁民退休而失傳。

不僅如此,除了「種魚」還可以利用同樣的技術方案去「種菜」,這些最佳化養殖 / 種植模型可以成為珍貴的資料庫,即使是剛入行的新手,也可以跳過摸索的過程,直接成為大師。

三難一貴,是目前最大的挑戰:人力不足、老年化、經驗失傳三大難,新科技導入貴

台灣農業技術、養殖技術都聞名全球,然而小農結構普遍都有人力不足、老年化的趨勢,數位轉型勢在必行。然而,要導入新技術的成本,是 80% 的小農小漁都負擔不起的。由於環境因素有太多不確定因素,如氣候的變遷、水質變化等等,都高度倚賴經驗來處理。因此,最嚴峻的挑戰,來自於農漁民退休而年輕農漁民又不及接班,多年的經驗因無法傳承而失傳。

智慧農漁業的數位分身,持續最佳化不停機

「數位分身」是一個結合 AI 人工智慧,與 HI 工匠智慧的新興技術,國際研究機構 Gartner 連續三年將其評為全球未來關鍵十大技術之一。經濟部技術處在 2016 年就開始布局數位分身的研發,認為領域產業除了自動化效率之外,同時也需要將各產業的經驗技藝數位保存下來,建構 AI 與 HI 交互學習與最佳化的人機協同技術。
以水產養殖這個領域來說,透過「魚電共生魚塭」的 AIoT (人工智慧物聯網 Artificial Internet of Things)的「數位分身」,將漁民的種種隱性知識數位化。利用各種水質數據所建構出的「設施因子」、魚、蝦體影像的影像資料、病徵影像等等的「生長因子」各種數位資料的分析,加上養殖漁民的「行為決策」來訓練 AI 人工智慧,可以得出水質管理、水產生長管理、水產疾病管理等等最佳化模型。

▲ 「設施因子」、「成長因子」再加上漁民在不同情境下會採取的「行為決策」,就可以在雲端伺服器裡面創造一個虛擬的「數位分身」。(示意圖來源:台鹽綠能股份有限公司委託三奕設計顧問有限公司設計)

將這些 AI 管理模型組合起來,就成為了高存活率、高換肉率的智慧養殖解決方案。養殖的整個過程都有數位化的監控資料、品質可分析、而且產銷履歷甚至可以回溯至養殖初期,藉以大幅提升水產品質、價值以及產量。

雖然前景看好,但是仍然有著重重挑戰

資策會服創所與「數位分身」的緣份,是由 2018 年時經濟部技術處支持的前瞻科技專案開始。當時技術處認為各領域產業除了自動化效率之外,也需數位保存領域產業的工藝知識,用以建構 AI 與 HI 交互學習與最佳化的人機協同技術。
後來,行政院農委會農業試驗所接續支持「數位分身」在智慧農業當中的應用。協理蘇偉仁指出,「數位分身技術應用在農業,協助小農經驗數位化積累,並透過群體經驗與人工智慧交互作用,精進農業技藝,解決農業智慧化最大挑戰」。在農業場域當中的「智慧農業數位分身技術」,在產品化之後預期可以提高生產效率 30% ,可以說是前景相當看好。

資策會服創所-邱璟明組長受訪照片
▲邱璟明組長:「厲害的漁民所作的行為決策,以結果論,硬是要比一般的漁民還要強三倍。」

後來,與台鹽綠能合作, 共同獲得經濟部工業局的業界計畫支持,資策會服創所才將數位分身的技術應用在「智慧漁塭」的場域當中。負責養殖漁業場域應用的邱璟明組長指出,「在養殖漁塭當中,漁民在面對各種環境改變時的行為決策,往往是不同的。其中,厲害的漁民所作的行為決策,以結果論,硬是要比一般的漁民還要強三倍,例如白蝦的存活率,一般的平均是 10% 左右,有些漁民就是可以獲得 30% 的高水準產量。如此一來,生產成本降低,賺的錢也是原本的三倍。
數位分身的技術,就是可以將這些達人的隱性知識傳承下來,最終推動整個產業的升級。」

9大感知器、魚體影像以及漁民行為決策組合而成的「數位分身」

9大感知器監測項目
▲9大感知器,時時監控水質等「設施因子」

為了取得各種養殖場的環境數據,服創所採用了包括了有溶氧、水溫、酸鹼度、鹽度、濁度、氨氮、硝酸鹽、葉綠素 a、 氧化還原電位 (Oxidation-Reduction Potential, ORP ) 等九大感知器來監控水質,這些又被稱為「設施因子」。
另外,漁民也會定期把魚、蝦從池中撈上來,或是透過沉水攝影機拍攝水下的養殖物影像。藉以得知目前養殖物的大小,來了解生長狀況,這又被稱為「成長因子」。

▲ 「設施因子」、「成長因子」再加上漁民在不同情境下會採取的「行為決策」,就可以在雲端伺服器裡面創造一個虛擬的「數位分身」。(示意圖來源:台鹽綠能股份有限公司委託三奕設計顧問有限公司設計)

有了這兩個因子,在加上漁民在不同情境下會採取的「行為決策」,就可以在雲端伺服器裡面創造一個虛擬的「數位分身」。

在這個好像遊戲一樣的「數位分身」中,我們可以盡情的模擬,藉以找尋不同「設施因子」下,最佳的「行為決策」,藉以取得最佳化的「成長因子」。

換一個比較容易理解的說法,各位讀者不妨想像我們現在有個「開心漁塭」遊戲軟體。其中,漁塭的各種環境參數,都是由真實情況所記錄下來的。我們也紀錄下每個「開心漁塭」玩家在不同環境參數下所做出的行為決策以及最終的成果。當紀錄下來的資料組數量夠多,得到 ML 機器學習( Machine Learning)而來的魚塭數位分身模型,再經由即時數據進行模擬,就可以找出各種最佳化組合。而這個模擬世界,就是「開心漁塭」的「數位分身」。

▲「設施因子」儀表板,可 24 小時監控環境

感知器容易損壞,如何解決?

然而,研發的過程總是有些挑戰。例如水下的感知器如水溫和溶氧感知器,經常由於藻類增生而損壞。水下紀錄魚體大小的攝影機,也經常因為池底泥沙或藻類污染而模糊不清,無法辨識。

為了克服這些感知器的損壞問題,有兩個方案,一是定期從池中打水上來經過感知器來偵測,二是將感知器製作成一個盒子,每天定期泡入養殖池當中用以偵測水質。

至於魚體和蝦體的生長狀況,只需要漁民每日定期打撈上來拍照量測即可。成本低而且有效。

▲邱組長表示:「我們目前正在研發9合1的水質偵測盒子,成功整合完成之後,就可以準備量產,並且以銷售盒子加上連線月租費的方式來商業運作。」

資策會服創所的邱組長說:「這些感知器的損壞問題,是個成本問題,雖然說帶來的效益很高,但是若成本太高,漁民不願意採納也失去意義了。我們目前正在研發 9 合 1 的水質偵測盒子,成功整合完成之後,就可以準備量產,並且以銷售盒子加上連線月租費的方式來商業運作。
我們目前已經非常接近完成整合,非常歡迎廠商來洽談合作」

漁民行為決策難以紀錄的困難

另外一個挑戰來自於漁民,部份漁民會自覺的紀錄每天觀察的水質以及環境指標,並且紀錄自己的操作策略和結果。但是,並不是每個漁民都會這樣操作,這時候,就需要引進 AI 人工智慧當中相當重要的 GAN (Generative adversarial network 生成對抗網路)技術。
GAN 會依據過去的資料,生成漁民的可能策略,也就是「猜」漁民的決策,用以補足漁民沒有輸入的行為決策。若是事後得到漁民補完,也不影響訓練資料集。

得獎技術量產化之後, 300%的生產效率不再是遙不可及

「數位分身」技術目前全球應用案例多運用於航太、製造業,目前只有台灣與荷蘭率先投入數位分身在智慧農業的研發。因此,「智慧農業數位分身」獲美國 R&D全球百大科技研發獎也是國內技術領先的證明。目前正在完成整合的水質監控盒以及整套解決方案,在產品化後預期提高生產效率 300%。

未來「數位分身」技術不只是可以應用於農業和養殖漁業當中,還可以擴展至原本仰賴「隱性知識」的產業當中,如製茶、漁業等等。由於全程數據化,品質不再是靠著經驗以及「看天吃飯」。藉此,可以提高農民的「智慧化監控」和「精準化生產」科技層次,除了提昇傳統農漁業的生產力,也很有機會達成永續經營,促成整個產業升級,提昇年輕人回鄉參與農漁業的誘因。