從專利談自駕車發展:跨技術、跨產業合作才是加速自駕車商業化的妙方
從專利談自駕車發展:跨技術、跨產業合作才是加速自駕車商業化的妙方

因為疫情關係,導致Uber業績下滑達80%,其中大眾減少出門是主要原因,即使大眾願意出門,也不敢搭乘Uber,擔心司機接觸其他生病乘客而被病毒感染,並繼續傳染給下一位乘客。此時不免想到,若自駕車若能上路,在車上沒有司機的狀況下,或許乘客可以消除這樣的疑慮,Uber的業績說不定還能逆勢成長。

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事實上,自駕車的發展不曾停滯,去年七月,軟銀對通用底下的自駕車公司Cruise進行22.5億美元(約675億新台幣)的投資,而今年三月,Google旗下的自駕車公司Waymo從外部投資人取得22.5億美元(約675億新台幣)的資金;再從自駕車道路測試進度來看,根據加州車輛管理局(California Department of Motor Vehicles)2019年的自駕車道路測試報告顯示,Cruise與Waymo的自駕車行駛都超過100萬公里,其極低的自駕解除率(Disengagement)相較於2018年有更佳的表現。

Waymo
圖/ shutterstock

綜觀來看,從投資人對自駕車發展的信心,以及自駕車領頭羊Cruise和Waymo的持續推進,似乎自駕車的商業化出現一線曙光,期待看到自駕車在路上滿街跑的景象不再是遙不可及。

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自駕車的技術大部分是附加在傳統車廠的車輛上,比方說,Waymo新一代自駕車與Jaguar合作,將自駕車系統導入Jaguar電動車I-Pace進行測試。自駕車為了取代人類駕駛而整合許多現有車輛沒有的功能,這就需要多方的產品與技術投入,就如同Waymo的執行長John Krafcik提到:「Waymo能夠達成現階段任務,是來自於與許多夥伴的共同合作與成長」。所謂共同合作涉及哪些技術領域以及有哪些玩家參與,我想透過簡單的專利資訊調查,或許可以給我們答案。

感測技術與人工智慧結合,幫助自駕車做決定

世博科技一共調查約8,000件與自駕車相關的美國專利,初步觀察許多專利都和系統及軟體有關,其中感測技術結合人工智慧(AI)是自動駕駛的核心,自駕車需透過AI來分析即時的感測資訊提升決策的可靠性,尤其當自駕車行駛在道路狀況不明的區域、特殊時段或季節時,若只依靠原始存儲在車輛中或從雲端定期更新的路況資料是不足夠的,更好的方法是透過多個感測器,包括光達(LiDAR)、影像感測器(Image Sensor)、毫米波雷達(Radar)、超音波(Ultrasonic)等,在車輛行駛間即時蒐集動態資料,讓AI可以同步使用資料描繪周圍環境,並經演算後向自駕車提供行駛建議與決策方向,以提高自動駕駛自主性與安全性。

若以Waymo的專利技術為例,其中包括針對周遭物體行為的預測來模擬車輛移動、預先對駕駛開車模式的分析學習,以及預測何時該把控制權交還給駕駛來處理緊急情況等。就好比今天自駕車在台北市與高雄市上路,兩個城市的駕駛開車習慣不同、行人走路節奏不同、對號誌燈理解不同等,自駕車必須於行駛中不斷蒐集資料,並自我學習來適應當下環境。

新一代通訊系統的加持,讓自駕車聯網更具可靠性

除了車上的感測技術及AI整合進化外,專利技術的演進也顯示出新一代的通訊系統扮演重要角色。 早期採用全球定位系統(GPS),但GPS的定位不夠精確,導致車輛位置錯誤,或衛星配置的變化對更新頻率較低的GPS造成延遲。從近幾年的通訊專利來看,透過3G及4G,或Wi-Fi與藍牙等通訊系統,車輛已經可和周圍的物體聯繫,但仍有延遲通訊及周圍環境資訊缺乏的問題,尤其是在緊急情況下,仍然無法有即時性的資料處理和交換。

為了解決上述問題,自駕車將需要一個更可靠的通訊系統來達成低延遲通訊和大頻寬數據傳輸,例如,當多輛車同時行經一個路口時,各車輛即時共享其感測器及分析資料,藉由資料的互相傳遞可以讓多輛車自動安排通過路口的行駛順序。這個通訊系統會隨著通訊技術標準的發展變得越來越成熟,其中包括IEEE 802.11p的專用短距離通訊(DSRC),或現階段標準制定組織第三代合作夥伴計畫(3GPP)制定的5G通訊標準,都能為所謂車聯網(Vehicle to Everything, V2X) 鋪路,而那些協助開發通訊產品技術的企業(例如高通、三星、夏普、華為)將是未來車聯網領域的重要推手。

傳統車廠與ICT公司相輔相成,引領自駕車進入市場

進一步觀察專利數量排名前30名的公司(參考下圖一),其中Waymo擁有512件專利(6.56%),位居第一。Cruise(3.87%)和福特(2.79%)分別排名第二和第三。豐田(2.71%)和本田(1.52%)則是第四和第五,隨後是IBM(1.51%),波音(1.37%)和Here Global(1.31%)等,資料顯示除了傳統車廠擁有自駕車相關專利,而其他產業(如資訊平台、電子零組件和機器人等)的企業也申請了大量專利。

自駕車相關企業與專利數量_卓立庭.jpg
【圖一】自駕車相關企業與專利數量
圖/ 卓立庭

傳統車廠花了多年時間研製Level 1和Level 2的自駕輔助系統(美國汽車工程師協會定義自駕等級從Level 0至Level 5,參考下表一),例如豐田的Toyota Safety Sense、福特的Co-pilot 360、福斯的IQ.Drive等,但是要提升到Level 3以上,存在著更大的門檻,Level 3的自駕車在某些情境已經不需要駕駛操控,除非系統認為需要駕駛介入時才會切換給駕駛控制。

為了達到Level 3以上,傳統車廠若判斷跨越門檻難度高,與其消耗龐大資源重新做起,不如投資具有技術底子的公司或進行共同研發,傳統車廠藉由與ICT(資訊及通訊科技)公司的合作,將各種ICT技術整合到自駕車中。舉幾個例子,通用汽車收購Cruise Automation加速自駕車研發;福特收購SAIPS年取得自動駕駛機器學習和視覺技術,並投資Argo AI將福特的自動駕駛汽車與機器人技術相結合;Tesla著名的自動駕駛控制系統「Autopilot」最初也是與以色列公司Mobileye合作開發的。

自動駕駛分級_卓立庭.jpg
【表一】自動駕駛分級
圖/ 卓立庭

從自駕車專利涉及的產品技術來看,系統與軟體技術在自駕車發展過程展現高度價值,台灣企業若以ICT或AI這塊切入是有機會的。 建議不論從自駕車產業鏈的哪個位階切入,都可以事先調查專利資訊,方能掌握技術發展軌跡及競爭者專利布局,不僅加速研發,避免資源浪費,也能降低侵權風險。另一方面,擁有高品質與價值的智慧財產仍是未來企業持續爭取與大廠合作的關鍵點,因此必須思考如何強化自身專利組合,以確保當自駕車大舉進入市場時能有更多談判籌碼與營運獲益。

責任編輯:陳建鈞

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從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?
從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?

走進蔬果加工廠,同樣是100公斤高麗菜,最後能做出多少成品?答案不見得相同。氣候、產地與品質影響原料條件,客戶要求的切法、重量與交期也各不相同。對曾任科技業研發主管十多年的宜展科技農業執行長林佑澤而言,這是與科技製造截然不同的世界。

「農業部分全部都不一致。」林佑澤以青江菜為例,即使機械手臂已經訓練好辨識特徵,面對形狀各異的蔬菜,仍難以判斷該從哪裡抓取。農產品的天然變數,卻得面對學校團膳、連鎖餐飲、航空空廚等企業客戶對品質與交期的要求。如何讓加工流程穩定運作,成為宜展投入數位轉型的起點。

從紙本、LINE到數據,先把現場經驗留下來

目前宜展一年處理數千噸蔬果、服務超過120家企業客戶,業務涵蓋採購、截切、清洗、包裝與配送。林佑澤觀察,農產加工的關鍵經驗往往掌握在資深員工手中:該買多少菜、原料損耗多少、訂單增加又該安排多少人力,都仰賴現場判斷。

「主要就是把人的經驗變成數據。」林佑澤說。過去客戶透過LINE或紙本下單,現場靠人工整理訂單、對照不同客戶的加工規格;如今宜展利用AI辨識訂單內容並匯入ERP,再依客戶、品項與規格進行標籤化派工。製程則透過QR Code記錄原料投入量與成品產出量,逐步掌握各環節的加工損耗。

接下來是整理現場的判斷依據。林佑澤透過與資深員工對談,了解採購、派工與品管的作業方式,再利用AI協助找出規則、建立SOP。AI整理出的流程仍須由現場人員逐項確認、修正,才能實際執行。

品質管理也在持續改善。傳統金屬檢測器難以辨識菜蟲、橡皮筋等非金屬異物,宜展正與技術夥伴規劃導入AI影像辨識,輔助產線末端檢查。林佑澤表示,每批農產品品質不同,比起單看良率,他更重視客訴是否減少。隨著訂單與製程資訊逐步累積,宜展也希望進一步建立需求預測、採購建議與生產排程模型,減少營運對資深員工個人經驗的依賴。

不只把菜切好,乾燥加工尋找第二成長曲線

除了改善截切本業,宜展也開始發展乾燥加工。學校團膳在寒暑假面臨需求波動,生鮮蔬果則有保存期限短、價格易受產季影響等限制。林佑澤希望藉由乾燥技術延長農產品保存期限,開拓附加價值更高的加工業務。

不過,乾燥同樣有依賴經驗的問題。傳統做法是太乾就降低溫度、縮短時間,不夠乾就反向調整。每批原料的水分與成熟度不同,反覆試做不僅增加成本,也難以維持品質一致。「品質目標沒有設定的話,前面的製程參數就不知道怎麼調整。」林佑澤將過去研發車用面板的思維帶進農產加工:先決定產品希望達到的口感、含水率與水活性,再回頭檢視原料成熟度、截切厚度及乾燥參數等條件。

團隊進一步結合不同乾燥技術、自行改造設備,並接洽桃園的設備業者合作。林佑澤曾比較其他地區的設備,最後選擇設備構造、乾燥均勻度與可靠度較符合需求的桃園業者。宜展也持續累積製程參數,希望未來透過AI找出適合不同原料的乾燥曲線,減少反覆試做。

「我們主要還是要做代工,想要做一個功能性的原料平台。」林佑澤說,果乾目前更像是展示技術能力的產品,未來希望將服務延伸至辛香料、中藥材、太空食品、超級蔬菜及寵物食品等領域。現階段宜展主要營收仍來自蔬果截切本業,乾燥事業尚未形成主要收入。未來若能建立穩定的乾燥製程與代工能力,宜展便有機會從既有蔬果供應鏈,切入附加價值更高的食品原料市場。

從彰化走向桃園,驗證營運方法能否跨區複製

隨著加工流程逐步數位化,宜展也開始思考,這套管理方法能否帶到彰化以外的場域。

參與桃園市政府青年事務局天際線加速器及Meet桃園+後,宜展擴大與桃園產業生態系的連結。林佑澤提到,天際線協助邀集不同局處了解團隊需求,並提供資源媒合機會。宜展也開始與桃園市農會及在地農民合作,增加北部原料來源。這項合作不只拓展了供應來源,更成為宜展因應極端天候、穩定供貨的重要助力。林佑澤回憶,先前中南部連日降雨,蔬菜供應受到影響,宜展便從北部調度蔬菜,以不同產區互相支援,降低天候對供貨的衝擊。此外,團隊也透過天際線資源,獲得參與日本國際伴手禮設計競賽的輔導,並成功榮獲金賞獎肯定,除了展現產品的創新與設計實力,也為宜展拓展海外市場、提升國際能見度創造更多機會。

下一步,宜展規劃以桃園大溪作為第二個驗證場域,將彰化累積的資料、SOP與加工管理經驗,轉化為可複製、可優化的營運管理模式,帶到不同產地、供應鏈及人員條件下驗證。林佑澤指出,未來若要跨區域擴張,不可能每到一個新地方,就把原有團隊整批搬過去。因此,宜展希望將資深員工的實務經驗,轉化為標準化流程與數據模型,結合AI進行生產排程、資源配置及營運決策,讓新場域能依據當地條件快速調整,降低對特定人員經驗的依賴。

從彰化到桃園,宜展接下來要驗證的,是這套從傳統農產加工現場整理出來的管理方法,是能夠跨區域複製、快速部署並持續優化的農產加工營運系統。 長期目標是降低新場域的建置成本與管理複雜度,提升擴張效率,讓傳統農產加工業具備規模化發展的能力。

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