AI與人腦的合作打造科技時代的數位工匠,以工匠技術為核心工作,需要將工匠智慧數位化,並彙集眾多工匠的智慧,提供數位的工作體驗,而國際顧問公司Gartner的五大戰略技術之一 – 「數位分身」(Digital Twins) ,是打造數位工匠的關鍵技術。

AI+HI 未來的新工作型態

許多科幻電影中,人工智慧的機器人將取代人類執行任務,不免令人擔心工作被取代,管理顧問公司麥肯錫對八百多個職業、二千多項工作進行了詳細分,現有的技術能夠使45%的工作自動化;60%的不同職業中,至少30%的工作能夠被機器和現有的技術取代​。

然而,事實上人是很萬用的sensor,能輕鬆感知需要大量IoT設備才能收集到的訊號,人的跳躍式思考特性,讓不少複雜性高、互動性高的工作,如傳統工匠技藝是現今AI技術無法立即取代的,而結合AI與人類智慧(Human Intelligent, HI)的優勢,將會成為未來的工作型態。

如何打造一個數位分身

那麼,人類的智慧該如何與AI協作,打造數位工匠的工作體驗呢?首先,要把藏在人腦的隱性的知識,也就是工匠的智慧顯性化,再把知識數位化,並彙集眾多工匠的智慧,提供工匠數位的工作體驗,把人類的知識變成機器學習模型,在作業現場結合AI與HI打造數位分身。

而要打造一個數位分身應用,用技術角度有4件事情

  • 知識模型封裝​
  • 模型調用管理​
  • 廠級數位分身​
  • 即時稼動戰情​

首先把藏在人類腦海的知識變成一個一個的機器學習模型,也就是知識的封裝。到了現場的時候要用甚麼模型去協助人類工作,就是模型調用管理,最後就是廠級數位分身​跟即時戰情。

數位分身技術架構圖
圖說:數位分身技術架構圖

數位分身應用類型與應用場景

數位分身的類型可以分成以下五種架構:

  1. 場聯網​ (System Twins)​
    整合場域內機、人、智、客的數位分身,增進對場域整體狀態的了解與預測​
  1. 客聯網​ (Demand Twins​)
    外在環境與客戶的數位分身,增進對外部需求的了解與預測​
  1. 智聯網​ (Process Twins​)
    人機互動流程的數位分身,增進對工匠智慧施作的了解與預測​
  1. 人聯網​ (Human Twins)​
    人員生理狀況的數位分身,增進對員工身心狀態的了解與預測​
  1. 機聯網​ (Device Twins​)
    設備、機器的數位分身,增進對現場硬體狀況的了解與預測​
數位分身應用類型
圖說:數位分身應用類型

在製造業上,數位分身的應用場景可以說是五花八門,例如可以用數位分身來做人類機械手臂的調整,透過感測器數據進而判斷機械手臂故障問題,並且透過互動式人機介面進行診斷。
而在倉儲AGV人機協作上,數位分身可以模擬整場倉儲物流、工序、排程、取物型態、動線、人機協作、動態調整倉儲物流資源,以因應少量多樣客製化訂單需求。
而金屬加工的例子上,經由數位分身技術自主蒐集與學習專業人員「跨自動化系統」的參數, 可解決專業人員數位傳承與人機協作瓶頸。

智慧機器人數位分身加工路徑模擬與雲端部署
圖說:智慧機器人數位分身加工路徑模擬與雲端部署

跨領域數位分身應用情境

除了製造業,更為傳統的農漁業中,數位分身技術也能大展身手,例如智慧魚塭的數位分身可以建議在不同的環境、種苗、魚蝦健康狀態下的水質、用料、用藥策略。服創所的智慧農業數位分身技術更是斬獲國際級 2019 R&D 100 Award 大獎。農漁民長久經驗更是珍貴的隱性知識,透過數位分身技術結合人工智慧(AI)最強的邏輯左腦,與漁民智慧(HI)珍貴的經驗右腦,除可數位化保存與精進漁民技能, 更能提高科技漁民的「精準化生產」能力。

延伸閱讀: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?

服創所的養殖達人數位分身技術
圖說:服創所的養殖達人數位分身技術

結語

科技的進步致使工作環境的改變,人與機器之間的合作變得更為即時與頻繁​,人在未來的智慧工廠中並未被邊緣化、而是由勞力工作的操作者升級為生產過程的設計者、決策者與流程的管理者,用機器取代人力能夠完成得更好、更高效,因而能夠抽出更多時間專注機器和算法無法取代的人工的核心價值所在​。

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