在現實世界拓展機器學習應用的三種方法
在現實世界拓展機器學習應用的三種方法

稱為NeurIPS(神經資訊處理系統會議)的全球人工智慧領域盛會剛剛結束,出席者人數創下歷史新高,即使採取抽票制也難以容納。9,000張門票在12分鐘內售完,顯示了世界各地對AI興趣的爆炸性增長。

然而,儘管AI創新走出學術界,開始在產業界出現,大多數公司在落實AI解決方案時仍然面臨困難。在NeurIPS向AI世界發出警鐘的同時,機器人產業似乎對機器學習(ML)解決方案落地有更務實的考量。

推薦閱讀:AI機器人將會如何顛覆製造業?

我任職的公司提供機器學習軟體,使工廠和倉庫中有更多具自主性和更靈巧的機器人。為了彌補技術和產品落地中間的差距,我們和機器人公司與系統集成商密切合作,將最前端的機器學習研究產品化。

日前我飛到東京,參加全球最大規模的機器人展會「國際機器人展覽會」(IREX);在這裡,領先的機器人公司展示了將AI以及ML應用在機器人領域的各種方法。

從「自動化」到真正「自主化」,AI造就的機器人技術領域,最大成果是從原先的「自動化」(工程師藉由程式設計編寫規則,讓機器人遵守)邁向了真正的「自主學習」。

在先前的文章中,我談到AI如何造就新一代機器人2.0時代。傳統機器人主要用於大規模生產線,工程師事先編寫程式,讓機器以高精度、高速度執行相同的任務,但機器本身無法對變化或意外做出反應,因此彈性有所不足。

然而,隨著消費者對客製化產品需求的增長、和勞動力的不斷萎縮,我們需要更加自主和靈活的機器人。

也因此,有公司開始嘗試將ML應用於機器人領域,使新一代的機器人能夠處理傳統機器人無法完成的供作。在IREX中,我們看到了ML用於改善機器人的視覺、控制、以及提高真實使用案例的擴增性。

【延伸閱讀】Robotics 2.0(1)— AI重新定義機器人

機器視覺:在識別、可擴充性和自主學習方面的突破

即使是最先進的3D結構化光相機也難以識別具有透明封裝、反射或深色表面的物體,因為光線會散射或被吸收。

由於物品相互重疊,雜亂堆放的場景帶來了更多的挑戰。這就是為什麼大多數製造商都使用振動台,或零件進料器來分散物品的原因。

此外,傳統的機器視覺系統不夠靈活:你需要通過事先上傳每樣物品的3D 模型來登錄物件,以便後續進行影像及物件本身的匹配。只要過程中有任何一個小變化,都必須重新登錄物件、或是修改程式設計。

但是現在,隨著在深度學習、語義分割和場景理解等領域的進步,我們逐漸可以用一般相機來識別透明的、或是會反光的包裝。

在FANUC的展位上,「LR Mate 200iD」拾箱機器人利用深度學習演算法、以及3D視覺感應器,來示範拾取隨機放置在一個箱子裡的相同的金屬零件。FANUC表示,由於他們的系統可以即時執行3D圖像及物件比對,所以不需要預先登錄。

在FANUC展台旁邊的川崎重工(KHI),則利用來自Photoneo和Ascent兩家新創公司的ML技術,展示了類似的隨機物件揀選方案;在另外一邊,KHI則與Dexterity公司合作,展示了機器人可以同時處理、搬運各種尺寸盒子的自動處理存貨解決方案。

在另一個展覽大廳,日本機器手臂大廠DensoWave以及舊金山的ML新創公司OSARO首次展示了「物件方向辨識」(Orientation)功能,讓機器人可以從雜亂的箱子裡取出透明瓶子;不僅能夠識別最佳拾取點,而且還能識別物體方向、並將瓶口朝上放上輸送帶。

DensoWave機器人事業部總經理Yosuke Sawada評論:「OSARO新開發的『定向』功能是客戶一直在等待的技術之一。此一令人興奮的新功能,有助於識別對機器人較為困難(例如透明)的物品,並提高操作員和工廠自動系統的揀選率。」

在這項展示中,使用的瓶子是完全透明的,因此很難用傳統的機器視覺感應器識別;而且,過去還沒有其他公司展示過類似的功能。

這項讓技術機器手臂不僅可用於簡單的拾取和放置,還可用於更複雜的零件裝備(kitting)、包裝(packaging)、機器裝載(machine loading)、以及裝配(assembly)等工作。

機器控制:智慧放置和品項處理

作為人類,我們從出生起就不斷練習撿拾和放置各種物品,因此可以不假思索就本能地完成這些工作。但是機器沒有這種經驗,必須重新學習這些任務。

尤其是在對產品包裝特別要求的日本市場,各項商品都需要被精心包裝,確保物件和外包裝的完整性,沒有任何缺損。

利用ML,機器現在可以更準確地判斷深度。ML模型還可以通過訓練學習,自動判定物體的方向和形狀,例如杯子是朝上或向下,或處於其他狀態。

物件建模或體素化可用於預測和重建 3D 物件。它們使機器能夠更準確地預測實際物品的大小和形狀,從而將物料放置在所需位置。

這些技術使機器能更準確預測實際物品的大小和形狀,從而將物料放置在所需位置;因此,也讓以產品品項(SKU)為基礎的處理方式得以實現:機器人可以根據物品的脆弱或易碎程度,選擇將物品輕輕放下、或是快速放置。

因此,我們可以藉由自動改變處理方式,讓系統處理量最佳化,而又不會損壞任何物品。

在展會中,也有些公司也開始在運動規劃中,嘗試使用強化學習或機器學習技術。例如日本新創Acsent展示了一段利用「強化學習」來組合兩個部件的影片;而機器手臂大廠「安川」(Yaskawa)也談到了在路徑規劃中使用機器學習的潛在好處。

但是,如果上述的機器學習改進,需要大量資料和長時間的訓練,就會造成在實際執行上的困難。在機器人和自動駕駛汽車等實際應用中,獲取訓練資料既有難度、成本也相當昂貴;這就是為什麼我對於IREX中提及的資料效率(data efficiency)問題特別關注。

適用於現實世界的可擴充性:資料效率

Yaskawa去年為開發工業機器人AI解決方案而成立的新公司「AI Cube Inc.」(AI3),在IREX的發表會中推出了為企業將機器學習模型數位化的工具「Alliom」。
根據AI Cube的說法,Alliom 提供了一個模擬環境(simulation),用於進行資料擴充(data augmentation)、並生成類似真實物件的合成資料(synthetic data)。

Yaskawa利用Alliom加快了ML模型隨機揀料的訓練過程,並希望在不久的將來,能將該解決方案擴展到各種其他應用之中。

這也表示,機器人產業已經超越了僅能引人注目的ML演算法,而開始考慮實際應用支援ML的機器人。ML解決方案不僅需要能夠成功運作,還必須能有效跨越各種使用場景、擴展用途,否則客戶很難有足夠誘因來引進這類系統。

結語

在上一篇文章中,我提到機器人公司正面臨「創新困境」:他們意識到創新的迫切需要,但仍然需要照顧他們的核心客層,也就是需要高速度、高精度工作能力的汽車業和製造業公司;然而,相對於其他市場對靈活性要求較高、也需要機器人能自主學習識別和處理各種元件,這一點是互相矛盾的

在IREX,我們看到機器人巨頭與KHI與Photoneo、Dexterity、Ascent、DensoWave與OSARO、FANUC、以及Preferred Networks等新創公司聯合展出,顯示機器人公司正在改變並擁抱AI創新。但是,這樣的改變速度夠快嗎?

在汽車業,我們看到汽車OEM製造商在邁向自動駕駛的過渡中,與特斯拉和Waymo等新進者展開競爭;然而到目前為止,我們還沒有看到科技巨頭進入機器人產業。

但Google、DeepMind、Facebook都已經在機器人相關的ML方面,投入了可觀的研究團隊,真正進入機器人產業可能也只是時間上的問題。

未來幾年之中,觀察AI將如何顛覆機器人行業、重新洗牌,將會是很有趣的事情。科技巨頭、機器人製造商、電子汽車製造商、AI新創公司,誰將勝出?

最後,誰又能鞏固在AI定義機器人時代的領導地位?

(本文由Bastiane Huang授權轉載自其Medium

責任編輯:陳建鈞

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我們不一樣!安排健康檢查前,項目怎麼選?用數據啟動「個人化健康」新趨勢
我們不一樣!安排健康檢查前,項目怎麼選?用數據啟動「個人化健康」新趨勢

健康檢查是守護身體的第一道防線,但面對琳瑯滿目的項目清單,醫療名詞艱澀難懂,多數人往往只能被動接受既有的「固定套餐」。擁有全台超過 3 億筆健康大數據的國泰健康管理,瞄準民眾在安排健康檢查前「健檢項目怎麼選」的痛點,以科技驅動打造智慧化「衡好選」健康規劃系統。這套由國泰研發、提供給大眾與合作醫療機構使用的軟體服務,主打「好懂、好選、好預約」,徹底翻轉傳統模式,讓個人化健康規劃真正達到量身訂做,並且已獲得國家專利。

顛覆傳統制式框架,大數據導航篩選「健康優先級」

國泰健康管理數據智能發展部資深協理郭怡賢直言,傳統安排健康檢查時「一體化套餐」的局限性,他不僅深有感觸,更是親身經歷者。即便具備專業背景,一般人面對健檢項目怎麼選,仍難以摸透其中的「眉角」。

他分享了一段來自內部的真實轉折:公司內部夥伴曾因專業的評估建議,加選了過去從未、也從沒想過要關注的指標,竟因此及時察覺關鍵的身體訊號。這類真實故事不斷上演,讓團隊深刻體認到,若僅依賴固定的框架,極可能漏掉重要的資訊。這些服務經驗與真實痛點,成為決定打破過去選擇框架、將專業「大腦」轉化成數位導航的核心動機。

郭怡賢深刻分析,健康管理的本質是一條嚴謹的價值鏈:由「健康發現」啟動,進而達成「日常落實」的目標。他指出,若前端的「需求篩選」不夠精準,後續所有的行動都將失去支點。傳統模式最大的戰略盲點,在於忽視了個體生理狀況與生活習慣的差異,導致受檢者往往處於資訊被動地位。國泰投入研發『衡好選』系統的核心起心動念,就是要打破僵化的框架,利用數據導航協助每位使用者進行個人化健康規劃,讓選擇從『被動接受』,進化為真正意義上的『個人化規劃』。

過去制式套餐常讓大眾因擔心選錯項目而不安,動輒花上數小時解決疑問。透過這套軟體系統融合大數據與專業經驗,將數百項知識轉化為 24 小時在線的「數位大腦」。這不僅突破了服務量能限制,更確保每位使用者隨時都能獲得「不一樣」的個人化篩選建議。

#1 國泰健康管理
圖/ 國泰健康管理

推動健康白話文運動,讓健康規劃好懂、好選擇

近年來健康服務琳瑯滿目,為什麼國泰可以直擊痛點,大膽提出變革?國泰健康管理成立近 15 年來,累積了超過 3 億筆大數據,這不僅只是數據的累積,更是服務經驗的結晶,以及客戶面對龐雜資訊時常見疑惑的解答。透過成熟的科技,「衡好選」系統應運而生,「我們的核心概念是好懂、好選,一次解決傳統選擇上的兩大痛點。」

「衡好選」系統從每個人的生活背景下手,先透過個人體況及家族病史的簡單問答,了解個人狀態,最後加入十大死因等潛在風險資料。綜合評估後,依據客戶的年齡、性別和地區,推算出專屬的指標關注方向,再從數百項選項中精準排序,為客戶「篩選健康優先級」,使用者也能依據推薦再靈活調整。郭怡賢笑說,「就像數位導航一樣,主動提供客製化的推薦,然後依需求自由配置!」

此外,健康項目的說明往往充滿生硬的醫療用詞,這也是國泰在系統進化中花最多時間調整的部分,「我們稱之為『白話文運動』。」國泰與專業團隊梳理,用簡單卻精準的白話指引,把 300 多個項目一一解釋清楚,讓大眾一看就知道為什麼自己的體況需要關注這項指標。而且透過系統選完方案後,就能直接向合作醫療機構預約,方便即時,打造一條龍的便利體驗。系統內還有即時線上小助手,有任何疑惑都能直接諮詢,宛如多了一個 24 小時在線的專屬服務人員。

#0 國泰健康管理
圖/ 國泰健康管理

全新品牌精神上線,喊出健康新哲學「Happy Habit」

從「衡好選」系統的智慧規劃到數位日常工具的全面支持,國泰健康管理將顛覆傳統健康管理的模式,賦予全新的品牌精神「Happy Habit」 ,訴求健康應是快樂、來自每一天一點的生活累積,用輕鬆簡單的方式 。讓大眾透過精準的健康規劃找到正確的方向 ,並運用每日陪伴的數位健康工具,找到專屬自己的快樂生活方式 。

未來,國泰健康管理除了與醫療機構合作,還會更進一步進化,與不同產業和通路展開深度合作,將健康規劃真正融入到生活場景中 ,透過科技系統的協助,讓人們在飲食與日常作息中,輕鬆找到更適合自身健康的選擇 。藉由攜手不同的跨界夥伴,國泰健康管理致力於為客戶提供完整的全方位解方,「我們想打造的是一個完整的健康生態圈!」

在數據與科技的加持下,國泰健康管理讓健康管理不再只是單次的檢查安排 ,而是轉化為融入生活、隨時陪伴的健康夥伴 ,不僅更加貼近客戶的真實需求,也賦予健康管理嶄新的面貌,為產業開創全新局 。

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