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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不只給技術,更幫忙找市場!中華電信5G加速器如何助零邁移動拓展低碳移動新商機?
不只給技術,更幫忙找市場!中華電信5G加速器如何助零邁移動拓展低碳移動新商機?

企業減碳的下一步,正開始瞄準員工每天「怎麼移動」。

隨著全球淨零浪潮持續推進,企業的減碳計畫已經從辦公室與廠房節能、建置或採購綠電,逐步延伸至供應鏈與員工通勤。瞄準這波「低碳移動」新商機,零邁移動(ZEMO)以自組純電動車隊切入商務接送市場,並借力中華電信的技術、通路與資源,強化服務能力,將既有服務推向更多應用場景,為下一階段的成長找到更多機會。

看見低碳移動商機,零邁用演算法解開電動車隊營運難題

零邁移動創辦人呂學儒認為,電動車是低碳運具,非常適合作為營業用車,但市場上卻鮮少見到由電動車組成的商用車隊,背後的問題不在車輛本身,而是缺少一套適合電動車的車隊管理和營運機制。

畢竟,營業用電動車不像私人用車,可以自行安排用車方式,必須事先做好排程規劃,從客戶需求、接送時間、行駛路線、車輛剩餘電量、充電站位置與充電時間,每一項因素都要考量在內,才能做出最佳安排,確保車隊的營運效率與服務品質。

「所以我們自行研發管理系統,運用演算法與 AI 進行車輛調度與行程規劃,並採取全預約制,減少空車等候時間,」呂學儒說,除了建立精準調度機制,解決電動車商用化的營運難題,零邁移動也進一步思考,如何把「低碳」從車輛本身的特色,轉化為企業看得見、能運用的價值。

因此,零邁移動將每趟行程所使用的電能轉為碳排數據,提供企業作為溫室氣體盤查與永續報告的依據;同時積極提高自身的綠電使用比例,在電動車原有的低碳優勢上,進一步放大企業每一趟用車所能創造的減碳效益。

從連線、車隊管理到溝通,中華電信助零邁強化營運底座

靠著純電車隊與演算法,零邁移動建立起一套企業低碳移動的服務模式,並獲得華碩、微星、宏碁、友達光電、緯創、元太等 30 多家上市櫃企業與機構的青睞。

然而,這只是立足市場第一步,隨著企業客戶與服務趟次持續增加,零邁移動下一階段不只要接觸更多客戶、拓展更多應用場景,更要讓背後的營運能力跟得上市場成長速度,2025年加入中華電信5G加速器,正好為零邁移動補上這塊關鍵拚圖。

雙方的合作,先從強化零邁移動既有服務量能開始,透過中華電信三項解決方案,為團隊日後擴大營運規模打下基礎。

其中,保持車輛的穩定連線,是車隊管理系統的運作基礎。目前零邁移動全車隊與充電站皆採用中華電信物聯網 5G 聯網方案,確保車輛在移動過程中可以穩定回傳地理位置與行車資訊。

零邁移動創辦人呂學儒
零邁移動創辦人呂學儒認為,中華電信不僅連線速度與穩定度高,網路覆蓋範圍也相對完整,能降低車輛在移動過程中遇到訊號死角的機率,這對車隊管理來說尤為重要。
圖/ 數位時代

呂學儒表示,中華電信不僅連線速度快與穩定度高,網路覆蓋範圍也相對完整,能降低車輛在移動過程中遇到訊號死角的機率,「對我們來說,車子能不能隨時保持連線,是非常關鍵的一件事。」他說明,唯有連線不中斷,車輛才能即時回傳訊息,讓後端管理系統隨時掌握最新車況,一旦遇到突發狀況,也能即時因應與調度,避免影響後續行程與乘客服務。

在穩定連線之上,中華電信進一步協助零邁移動提升車隊管理的精細度。透過中華電信車訊平台和車聯網設備,零邁移動不只能即時掌握車輛位置、車況與行車影像,也能蒐集更深層的電動車數據與駕駛行為,並持續回饋至演算法,讓團隊可以做出更好的規劃與管理。

換句話說,這些數據的價值不只在於掌握車輛當下的運行狀態,更能從長期累積的數據中找出最佳使用方式,進一步延長車輛與電池壽命、降低長期營運成本。「這也是為什麼一般營業車跑到 30 萬公里,電池可能就頂不住了,我們可以撐到 50 萬公里的原因之一,」呂學儒分享。

除了強化車隊管理能力,零邁移動也藉由與中華電信的合作進一步優化服務流程,希望降低重複性工作,讓有限的人力發揮更大價值。零邁移動在自家雲端派遣系統上,整合中華電信 TAS 電話語音自動外撥與智慧語音服務,自動發送提醒或通知訊息給乘客,還能理解與判讀乘客需求,並進行初步分類與處理,再將需要真人處理的問題交由客服接手,讓客服人力從「重複撥電話」轉向「處理複雜或棘手的服務需求」。

從 B2B 走向 B2B2C,中華電信助零邁加速打開 C 端新市場

除了從技術端強化零邁移動的服務能力,5G 加速器也從市場端協助團隊接觸更多客戶、拓展新的應用場景。

「最大的改變是,市場對 ZEMO 的認知不一樣了,這讓團隊有機會觸及過去難以合作的企業客戶,推動商業模式從 B2B 走向 B2B2C。」呂學儒分享,過去外界多半將零邁移動定位為企業接送服務,但在 5G 加速器促成下,零邁移動與中華電信福委會合作,提供集團員工自費乘車服務。

這項合作也為購物中心、百貨公司等面向消費市場的企業帶來新的啟發—原來ZEMO也能成為加值服務的一環,為顧客創造差異化的消費體驗。「以往跟他們談合作,對方往往找不到合作切入點,現在完全不同了,」他說。

當服務對象從少數企業客戶走向大量個人使用者,對客服能量、車隊監控與營運穩定度的要求也隨之提高。前述導入的中華電信解決方案,正好補強了這項營運能力,讓團隊更有底氣將服務推向一般大眾,進一步帶動消費端業務快速成長,其中又以品牌官網 D2C的營收表現最為顯著。

呂學儒說明,過去零邁移動的消費端營收,主要來自與第三方業者的合作,顧客比較少直接透過品牌官網下單,加入中華電信 5G 加速器後,推升品牌信任與市場能見度,也讓更多消費者認識零邁移動。反映在營收結構上,透過品牌官網直接銷售給一般大眾的 D2C 營收占比,從2025年的0% 成長到 2026 年的30%。

展望未來,零邁移動希望藉由與 5G 加速器的合作,將應用場景延伸至偏鄉長者共乘、長照接送,或是與自駕車串接,讓「移動」創造更多可能。對零邁而言,5G加速器帶來的不只是技術與客戶,更讓一家具備市場基礎的新創,有機會把既有能力帶進更大的商業市場,找到下一階段的成長機會。

呂學儒透露,加入中華電信 5G 加速後,帶動 C 端業務快速成長,如今來自 C 端的營收已逼近 40
呂學儒透露,加入中華電信 5G 加速後,帶動 C 端業務快速成長,如今來自 C 端的營收已逼近 40%。
圖/ 中華電信

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