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。

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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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從邊界防護走向全域零信任:HPE Networking 如何打造 AI 時代的企業網路安全架構?
從邊界防護走向全域零信任:HPE Networking 如何打造 AI 時代的企業網路安全架構?

隨著越來越多的企業開始擁抱AI ,以及雲端與混合辦公的快速發展,企業內部各項應用程式與機敏資料大規模向多雲及 SaaS 環境遷移,傳統以「邊界防禦」為核心的資安堡壘正在失效。當企業邊界因遠距協作、邊緣運算及爆發式成長的 IoT 非受管設備而變得模糊,攻擊面隨之急遽擴大,讓過往依賴 VPN 與單點式防火牆的防護機制,在面對分散式 IT 環境時顯得捉襟見肘。

這種環境的破碎化,為企業帶來了前所未有的治理挑戰:IT 團隊不僅難以精準掌握「誰」正在「何地」存取「哪些」資源,更面臨各據點間安全控管標準不一的困境。一旦駭客突破薄弱的邊緣節點,傳統缺乏細緻控管與整體可視性的架構,將使其能輕易在網路內部橫向移動,讓企業曝露於巨大的商業風險之中。

面對 AI 時代日益複雜的威脅,建立一套從邊緣到雲端、從使用者到應用程式皆能覆蓋的整體性網路安全架構,已成為企業轉型的關鍵課題。

HPE Networking 以「全域零信任」重塑資安防禦架構

面對 AI 驅動的工業化網路犯罪,傳統「檢查清單式」防禦已難以應對具備專業分工的全球化攻擊組織,因為如今駭客透過人工智慧技術將攻擊手段自動化、精準化與規模化。HPE Networking 台灣區總經理林蒲英指出,資安已從技術選項轉變為企業生存準則。隨著企業IT架構日益分散,安全防護不能再是事後補強或附加的功能,而是必須內建於網路架構的核心。為此,HPE Networking 結合 AIOps 與零信任架構的安全網路戰略布局,協助企業深度融合網路連線與安全性,將防禦重心從脆弱的傳統邊界防護轉向「全域零信任」與「自主防禦」的堅實基礎。

建構全方位防禦矩陣:從存取控管到核心資料中心的安全實踐

HPE Networking 透過整合式安全架構,從使用者入口、傳輸連線到資料中心內部,提供層層遞進的防護力,協助企業打造真正可落地的零信任防護架構。

首先,針對最前線的身分與裝置權限,HPE Networking 提供基於雲端的網路存取控制解決方案Central NAC與Mist Access Assurance,透過自動識別並驗證所有連線裝置的身分,統一控管使用者與裝置的網路存取權限,避免未授權連線成為資安破口。相較傳統地端 NAC 架構,企業透過雲端管理模式,得以簡化存取策略與維運流程。

當流量離開終端進入傳輸階段,HPE Networking提供的SASE解決方案則扮演了連線安全的守護者。此單一雲端原生平台整合SD-WAN 與 SSE,讓使用者無論身處家中或外部據點,皆能安全存取企業應用。而透過集中化策略管理,企業也能在跨據點與多雲環境中維持一致性的安全防護與使用體驗。這種將資安功能移至雲端邊緣的做法,不僅大幅降低了傳統 VPN 造成的延遲,更確保了存取應用程式時的資料安全。

針對最具商業價值的資料中心與多雲環境,HPE Networking 則有 HPE Aruba Networking CX 10000 與 HPE Juniper Networking SRX 等關鍵解決方案,除具備東西向流量檢測外,亦能透過微分段(Micro-segmentation)技術,有效降低威脅在內部網路橫向擴散的風險,這就像是在建築內部加裝了無數道防火門,即便駭客僥倖攻破某一節點,也會被限制在極小的範疇內,無法在內部橫向移動,化解核心資產遭竊的風險。

此外,為了建立全面防禦基礎,HPE Juniper Networking SRX次世代防火牆則提供從分支、園區到資料中心與雲端的一致性防護能力,並整合 AI 驅動的進階威脅防護、安全情報與零信任機制等,能主動偵測並攔截潛在攻擊,為企業打造出兼具廣度與深度的現代化網路安全防線。

阿根廷娛樂度假村以 AI 驅動的零信任網路,推動智慧營運升級

HPE Networking 的解決方案已在全球多個場域,驗證其價值。以阿根廷綜合娛樂度假村 City Center Rosario 為例,為因應數位支付與 IoT 應用的聯網需求,該度假村需將原本封閉的賭場網路,轉型為高效能且高安全的對外連線架構。

透過導入 HPE Aruba Networking CX 10000交換器,利用內建狀態式防火牆實現微分段,該度假村得以提供更細緻的資料安全防護,讓賭場裝置能安全串接SaaS支付應用,並省下巨額傳統防護成本。此外,結合 HPE Aruba Networking Central 的 AIOps 管理與 ClearPass 的動態分段,該園區成功實現自動化身分識別與權限控管;此AI 驅動的整合架構不僅確保全天候營運韌性,更讓 IT 團隊能從繁雜維護中解放,轉而專注於最佳化賓客的個人化數位體驗。

網路與資安深度融合架構,支撐網路全方位防護的關鍵基礎

力麗科技經銷事業部總經理劉濬瑋指出,隨著企業數位轉型深化,資安已從單一防護機制,轉變為支撐營運的關鍵基礎。透過 HPE Networking 兼具效能與安全的全方位網路解決方案,結合 AI 驅動的自動化管理與智慧偵測,企業能建立從邊緣到雲端一致的防護策略,有效降低風險,確保在 AI 浪潮的快速迭代中,強化企業營運韌性,提升競爭優勢。

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