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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台灣人的投資版圖,正快速向海外市場擴展。

根據券商公會統計,近幾年透過券商複委託參與海外市場的人數與金額皆持續成長,美股更成為多數投資人佈局全球市場的第一站。當投資視野從台股延伸至美股,投資人對交易 APP 的期待也隨之改變:它不再只是下單工具,而是能整合分散資訊、協助解析市場脈動的投資平台。

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(永豐金證券「大戶投APP」美股2.0全新功能上線)
圖/ 永豐金證券

在此趨勢推動下,券商紛紛進化數位平台功能,如永豐金證券近期便啟動「大戶投 APP」美股 2.0 升級計畫,針對散戶在投資美股時經常面臨的資訊碎片化、操作繁瑣等痛點,設計五項全新功能,希望讓投資人更有效率地掌握海外市場動態。

看得到卻抓不到機會:散戶投資美股的三大痛點全解決

永豐金證券數位金融處副總經理劉柏甫觀察,散戶在進入美股市場時,最常遇到的難題往往不是資訊匱乏,而是「看得到,卻未必抓得到機會」。

在他看來,速度落差、資訊碎片化和決策成本高,是投資人與交易時機擦身而過的 3 大主因:

一、首先是速度落差。美股沒有單日漲跌幅限制且股價波動速度快,倘若報價更新不夠即時,或因時差錯過盤中關鍵行情,投資人很容易錯過最佳進出場時機。二、資訊碎片化。從報價查詢、交易下單、技術線圖分析、到財報資料產業動態,相關資訊往往分散在不同平台,投資人必須在多個平台間頻繁切換,導致進場時機很可能在過程中悄然流失。三、決策成本高,由於美股標的多達上萬檔,在缺乏高效的篩選與分析工具的情況下,投資人往往需要耗費大量時間整理資訊,讓選股過程如同大海撈針。

因此,如何在有限時間內快速整合市場訊號、精準掌握交易節奏,成為散戶在投資美股時的關鍵課題,也是永豐金證券推動「大戶投 APP」美股2.0升級的重要出發點。

劉柏甫說明,「此次改版的核心概念在於一站式整合,透過 5 大創新設計,將原本分散在不同工具中的下單、看盤與線圖分析功能整合在一起,讓投資人無須在多個介面間來回切換,只要在單一平台就能完成從判讀、選股到下單的完整流程。」

亮點1》毫秒級即時報價,解決美股交易「速度落差」

針對美股交易中常見的報價延遲問題,「大戶投 APP」導入毫秒級主動推送報價機制,使投資人能夠更快速掌握盤中價格變化。

過去散戶使用的免費看盤軟體,多半僅能提供延遲約 15 分鐘的報價,當市場在開盤或重大消息發布時出現劇烈波動,投資人往往要等待一段時間,才會在螢幕上看到更新的數字,此時可能已錯過最佳交易時機。如今,透過「大戶投 APP」美股毫秒報價機制,投資人可以即時看到價格變動,在盤中快速做出交易判斷,縮短資訊取得與實際交易之間的時間差。

亮點2》9+23 技術指標,把專業級線圖分析搬進手機

針對投資人判讀股價趨勢的需求,「大戶投 APP」導入 9+23 技術指標模組,使用者在手機上就能看到專業線圖分析,輕鬆解析個股趨勢的底層邏輯。

過去散戶若想進行完整的技術分析,往往需要在電腦上開啟專業軟體,才能查看各類指標,不僅操作繁瑣,也增加分析門檻。如今,「大戶投 APP」透過 9+23 技術指標模組,分別是 MA、布林通道與CDP等9大主圖指標,與KDJ、MACD與乖離率等23項副圖指標,協助投資人快速觀察股價趨勢與動能變化、判斷個股走勢,讓技術分析不再是專業投資人的專利。

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(永豐金證券「大戶投APP」四大選股策略)
圖/ 永豐金證券

亮點3》四大選股策略,一鍵跨越決策門檻

針對投資人面對龐大美股標的時的選股難題,「大戶投 APP」導入四大策略工具,包含市場熱股快選、基本面首選、趨勢動能選以及專業機構等級的 Barra 量化因子選,加速選股決策流程。

投資人在選股時,往往需要自行查閱公司資料或逐一比對財務與技術指標,不僅耗時,也容易錯過機會。而「大戶投 APP」則善用 AI 力量,將複雜的選股策略簡化為直觀的篩選標籤,從不同面向協助投資人快速篩選標的。例如,從財報獲利挑出體質好的穩健成長股,或是從成交量與價格波動狀況找出市場最火熱的標的,讓原本如同大海撈針的選股過程變得更有效率。

亮點4》全新盤勢儀表板,一眼掌握市場資金流向

針對美股市場資訊龐雜、投資人難以快速掌握當日市場重點的問題,「大戶投 APP」推出美股焦點儀表板,以圖表方式集中呈現多項市場資訊,讓投資人一眼就知道當晚「美股漲什麼」。

過去投資人若想了解當天的市場動態,往往需要在多個網站與平台查詢資料,才能拼湊出整體輪廓。而美股焦點儀表板的產業熱力圖與個股漲跌幅分佈圖,則運用區塊大小與色澤深淺設計,讓投資人可以直觀了解當日市場資金流向哪些產業,輕鬆跟上整體產業輪動趨勢,還能判斷今日大盤是「全面普漲」還是「只漲龍頭股」,有效避開大盤虛紅、持股真綠的陷阱。

亮點5》分析師評級指南針,降低美股研究門檻

針對投資人解讀國際投資機構研究報告的困難,「大戶投 APP」獨家推出分析師評級指南針,整合由美國上市的金融數據與分析服務公司提供的機構級數據。

透過串接全球超過 200 個資料庫,大戶投 APP 提供涵蓋投行分析師與私募市場的權威數據與多元市場觀點的數據資訊,協助投資人降低資訊碎片化帶來的判讀成本。同時,平台亦提供中文版公司背景介紹,讓投資人在交易前能快速掌握企業核心業務與產業定位,並參考國際機構的整體共識,提高投資決策效率。

劉柏甫強調,這賦予了散戶與法人同等的「專業底氣」,協助投資人告別盲目跟單,掌握基本面優勢,更有信心地執行每一筆交易決策。

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(永豐金證券數位金融處副總經理劉柏甫(前排中)、平台發展部部長莊俊賢(前排左二)、平台發展部副部長黃亮喻(前排右二),與大戶投APP開發團隊合影。)
圖/ 永豐金證券

「大戶投 APP」上線至今吸引超過百萬人下載,背後正是永豐金證券持續投入資源、發展各項數位服務的成果。未來,永豐金證券仍將持續創新「大戶投 APP」功能,並整合金控集團內部資源,不斷提升投資體驗,成為客戶心中值得信賴的「投資第二大腦」。

此外,為降低投資全球市場的門檻,永豐金證券攜手永豐銀行,串聯DAWHO數位外幣帳戶與「大戶投 APP」美股交易,投資人除可享有更順暢的資金調度體驗,亦能搭配銀行端外幣換匯減分或不定期優利方案。投資人僅需一鍵線上申請,即可同步開立新臺幣、外幣、信託、國內證券與複委託等五大帳戶,大幅簡化跨市場投資流程。

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