打造出像人一般Q彈的機器人
打造出像人一般Q彈的機器人
2018.08.15 | 機器人

機器人就應該長得像「機器人」,還是努力讓自己更像人類呢?這是機器人領域持續發燒的話題。一方面,機器人以其服務人類的天職,有個類似工作服作用的機械外表作為與人類區分,也算是合情合理,更何況恐怖谷理論也明白指出,在可見的未來,是不太可能製造出外表及思維精巧到會被誤認成真人的機器人;另一方面,儘管機器人逐步取代人類的工作,但無論在機構、材質、控制策略上,人類仍保有許多值得機器人學習的優點,也因此我們大可趁著建造仿人機器人的經驗中,藉機掌握人體工學上的種種關鍵技術。

在機器人邁向「成人之路」,由羅賓.威廉斯所主演的科幻電影《變人》絕對是最佳指南,教戰守則第一條就是要讓機器人脫下金屬、僵硬的外殼,改換成具有人類肌膚質感的外表。機器人領域對這來自科幻世界的建議也相當認同,事實上,目前已經有為數可觀的人型機器人具有吹彈可破的肌膚,像是剛在七月下旬造訪台灣、全球首位機器人公民蘇菲亞,她的皮膚柔軟Q彈、近似人類觸感,更增添她與人交談時的親近感。

但讓機器人擁有肌膚的目的就僅僅是為了改變人類的觀感嗎?當然不是!在《肌肉,反射動作,和運動》(Muscles, Reflexes, and Locomotion)這本書中提到,「肌肉是唯一可以被煮來吃的機器」,這句略帶玩笑意味的話倒也點出它在工業應用上的潛力。肌肉具有彈性、可隨意彎曲,並且能夠提供動力,相較於傳統硬梆梆的馬達,這柔軟的特質讓它可以自由地貼附機器人身上的各個部位,所產生的動作也會更加自然、柔順,也就是這股巧勁與細緻,讓機器人在與物品或人類接觸時,不至於過於劇烈甚至造成損害,如此一來,機器人就有機會進軍像是食品、工藝、陶瓷等以往難以涉足的產業,一舉擴大它的事業版圖。

國際仿肌肉型馬達研究,雖稱不上蓬勃發展,但主要實驗室可就定位,在2017年,美國哈佛大學與麻省理工學院的研究團隊開發出可運用於機器人的新型態人造肌肉,特殊性在於挑戰柔性材料難以產生力量的迷思。一般我們總認為陽剛之物才有力道吧,但在摺紙結構的支撐下,這個人造肌肉足以舉起高達自身重量1000倍的物體,可說以柔克剛,稱得上是人造肌肉界的葉問。由於身兼彈性與力量,預期將可應用於像是微型手術器械、穿戴式機器人、可變形結構等。

數位時代六月號是人還是機器?日本團隊用「活體肌肉」打造機械手指報導了另一項突破性的進展,東京大學的團隊研發出「生化機械手指」,直接使用老鼠的肌肉作為素材,不像以往採用人造合成材料,研究人員在人造骨骼上裝上兩組老鼠肌肉,透過置於骨架兩端的電極刺激肌肉收縮,帶動關節運動、完成機械手指的彎曲。使用活體的肌肉當然會更逼近生物的表現,材質也更加精緻,但它有一項傷腦筋的限制,失去生命的肌肉僅能持續運作一個星期左右,而目前所能產生的力道也僅足以移動手指,即使如此,此項研究已然展現出生物與機械機制整合的可能性。

隨著人造肌肉的進展,未來機器人可望在外表與運動行為上更逼近人類,但這條「成人之路」有可能走的更遠嗎?

讓我們回到《變人》的教戰守則,第二個錦囊的指示是,讓機器人的內部擁有像人類一樣的器官,這難度也太高了吧?但此事還真的發生了!在2013年,有一群工程師將全球17個廠商所捐贈的人工器官合成一個具有人造循環系統、血液、腎臟、耳朵、視網膜與義肢的生化機器人,組裝完成後的機器人還真能運作,當然這其中的展示意味遠遠超過它在現實生活中的實用性。

在《變人》電影的最終,羅賓.威廉斯所扮演的主人翁完成了他成人的夢想,然而,橫在真實世界機器人的面前,卻仍是一條漫漫長路,畢竟要讓機器人裡裡外外都接近人類,這挑戰實在太大了!那為什麼總有機器人工程師執意要打造出像人的機器人呢?這也許就像上帝以祂的形象創造了人類,打造出以人為藍本的人造人,就是有它致命的吸引力啊!

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2025年總統科學獎〉跨界40年!梁賡義院士在產官學研間,搭建科技、人文間橋樑
2025年總統科學獎〉跨界40年!梁賡義院士在產官學研間,搭建科技、人文間橋樑

2025年總統科學獎得主梁賡義院士,即便同時擔任逢甲大學春雨講座教授、浩鼎生技董事長,還為了協助國立臺東大學設立護理系而大力奔走,三不五時要環島、全臺走透透,日子忙得不得了,但他始終精神抖擻、滿懷熱情,只因他做的,是有益臺灣、社會發展的事。

事實上,梁院士從數學跨足生物統計,再投身高等教育與國家衛生,不僅以「廣義估計方程式」(Generalized Estimating Equations,GEE)改寫了縱貫式數據分析的規則,更以獨到的人文關懷,影響無數學子與政策制定。

從小,梁院士就喜歡數學的嚴謹與邏輯,1973年,他自國立清華大學數學系畢業後,便赴美深造,並在美國南卡羅萊納大學取得統計所碩士;接著,他又轉往美國華盛頓大學,攻讀生物統計博士學位。

從數學到生物統計,帶出數據背後的人性關懷

在研讀博士期間,他接觸到了當時炙手可熱的「存活分析」,意識到生物統計能直接幫助科學家、臨床醫師回答有意義的科學問題,對人類健康產生間接但深遠的助益,就此便踏上生物統計的「不歸路」。

教學界的老友們來到頒獎典禮,為梁院士祝賀殊榮。
教學界的老友們來到頒獎典禮,為梁院士祝賀殊榮。
圖/ 數位時代

1986年,已在美國約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)任教職的他,與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」。梁院士解釋,不論是實驗室、世代流行病學或臨床試驗,只要是縱貫式硏究(longitudinal study),產學研界都會用到GEE,進行統計分析。尤其在國際大藥廠最常用的「前後測臨床試驗」(pre-post design for clinical trial designs)中,GEE讓全球臨床醫師能準確評估癌症、心臟血管和糖尿病等新藥的療效,進而獲得各國食藥署通過,造福千萬病患。GEE發表至今,已被引用逾22,000次,並納入R、STATA、SAS、SPSS等主要統計軟體中。

雖然在約翰霍普金斯大學任教長達28年,梁院士卻幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。也因為始終心繫臺灣,讓梁院士在2010年,毅然辭去在美教職,回臺擔任國立陽明大學校長。

一方面,梁院士成功為學校爭取5年500億的計畫經費,成立腦科學中心、腫瘤免疫中心和高齡健康研究中心,將陽明大學打造成研究型大學,並在國際間嶄露頭角。另一方面,為了培育年輕人才,他選擇停下個人研究,建立起由資深教師帶領年輕教師的「師徒制」,鼓勵經驗傳承,「組織要永續發展,有賴於年輕人才的成長。」像是他自己儘管平常公務繁忙,仍活躍於社群,默默留心學生的大小事;他並邀請學生前往校長宿舍,定期舉辦「與校長有約」活動,這讓學生與他之間「零距離」,大至職涯規劃、小至生活瑣事,都樂於與他分享。

最重要的是,梁院士相當看重全人教育,因此廣泛開設人文講座、藝術文化等通識課程,尤其陽明大學以醫科見長,「所謂視病如親,醫護人員在專業之外,更需要具備人文素養,才能真正關懷病患。」

梁院士於頒獎典禮現場發表感言。
梁院士於頒獎典禮現場發表感言。
圖/ 數位時代

2017年,梁院士接下國家衛生研究院院長一職。這時,他又迅速轉換角色,每週檢視國際文獻、提供數十件政策建言,充分發揮國衛院的智庫功能。新冠肺炎爆發期間,他再度臨危受命,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,帶領國衛院在15天內,完成公克級瑞德西韋合成,並與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,預採購1千萬劑疫苗,達成防疫、安定民心的任務。

不斷跨界,帶著使命感堅定前行

一輩子都在「跨領域」的梁院士,堅信創新不僅來自技術,也來自跨域合作帶來的新思維。他在美國求學、教書時,不是發表完論文就沒事了,他還持續思考,自己的研究能如何被用在臨床,因此他積極參與思覺失調症、強迫症研究等多項計畫,與基因學家、精神科和流行病學醫師腦力激盪、挑戰彼此。但梁院士特別提醒莘莘學子們,「跨領域」固然重要,大學時期仍應先在一個領域「站穩腳跟」,如此才能擁有與不同領域對話、欣賞的紮實基礎。

在產官學界耕耘逾40年,梁院士絲毫未停下前進的腳步。如今,他仍在杏壇作育英才,也深入業界,期望將研究成果更直接應用在藥物,以造福病患,「這是我一直鼓勵學生進入藥廠的原因!因為他們對人類的貢獻,可能比發表文章更直接。」近來,他心心念念的最大任務,是以自身人脈連結資源,為臺東大學爭取設立護理系,填補偏鄉地區的醫護缺口。

賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

每一個統計數字背後,都承載著真實的生命重量;每一次跨領域的嘗試,都可能為人類帶來新的希望曙光。梁院士在統計學的精準座標中,繪製出一幅幅影響深遠的生命藍圖,持續為臺灣乃至全球的健康與福祉努力。

梁賡義 院士
專長:生物統計、流行病學
現職:逢甲大學春雨講座教授
成就:研發「廣義估計方程式」,讓全球臨床醫師得以正確評估許多如癌症、心臟血管及糖尿病等新藥的療效,造福嘉惠全球數以千萬計的病患;橫跨產官學界,為臺灣貢獻所長

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