腦機介面、細胞編碼到人工鑽石!2022年最值得關注的9種新技術
腦機介面、細胞編碼到人工鑽石!2022年最值得關注的9種新技術

研調機構CB Insights於今年8月底發布了一份《Game Changers 2022報告》,內容介紹在未來10~20年可能改變產業規則的9種新興技術,以及提供這些技術的新創公司。

9種新興技術包含:商業量子感測器、人工智慧審計師、大腦人機介面、實驗室製造的鑽石、個人數據所有權、細胞編碼、神經型態計算、去中心化商務、無密碼身份驗證

CB Insights指出,內部主要根據近期發展猛進的投資項目與知名投資者動向,歸結出這9種新興技術項目。

此外,CB Insights還運用平台本身的功能,例如新聞提及率工具(量化各種技術在媒體的關注度)、收益紀錄搜尋引擎與分析(瞭解企業對於公司經營戰略與產業未來發展之看法)、商業關係工具(追蹤某公司的競爭對手與合作夥伴)等,藉以瞭解最新的市場技術發展趨勢。

以下一一介紹這些新興技術的內涵。

1. 商業量子感測器(Commercial quantum sensors)

「商業量子感測器」是一種超級靈敏的系統,能夠檢測環境中的極端微小變化。對研究人員而言,普遍希望運用量子的疊加性(superposition)與糾纏性(entanglement)等物理狀態,開發出能夠精準測量磁力與重力的系統設備。

這項技術目前正處在萌芽期,並且應用在地下測繪(underground mapping)與醫療影像(medical imaging)等廣泛領域。與傳統的感測器相比,量子感測器能夠做到更小、更便宜,且精準度提升數千倍。

對此,新加坡量子新創公司Atomionics表示,「最讓我們興奮的是,我們可以(透過量子技術)建立一個嶄新的定位系統,而不需要透過任何衛星或外部訊號。」

目前發展相關技術的新創公司,例如新加坡Atomionics、德國NVision、瑞士Qnami等。

量子電腦示意圖_quantum computers
舉凡空間探測、材料分析、慣性導航、地質探勘、災害預防都是量子感測的應用範圍。
圖/ shutterstock

2. 人工智慧審計模型(AI auditors)

人工智慧系統,尤其是由機器學習(Machine learning,ML)驅動的系統,很容易受到演算法偏見和數據中毒的影響。

隨著全球超過55%的公司使用人工智慧技術,上述威脅可能會影響到各行各業。有鑑於此,新創團隊如加拿大Snitch AI、紐西蘭Kosa AI、美國奧斯汀CognitiveScale嘗試建立一套「人工智慧審計模型」,意即將審計軟體整合到人工智能系統中,用以分析、評估和修正數據中的問題,以減輕人工智慧技術對社會帶來的危害。

3. 大腦人機介面(Brain-computer interfaces)

雖然「大腦人機介面(Brain-computer interface,BCI)」技術已經存在了幾10年,但侵入性較低的最新解決方案可以加快商業化進程。

以往的BCI技術,主要應用在與嚴重殘疾人士溝通,如今該項技術已經拓展到其他的醫療應用,例如更有效地檢測腫瘤、作為神經反饋的訓練工具(提升認知能力)、加速中風病人的康復。

目前發展相關技術新創公司,例如美國舊金山Neuralink、美國奧斯汀Paradromic、 美國坎貝爾Synchron。其中,Neuralink是由特斯拉創辦人伊隆.馬斯克(Elon Musk)共同創辦。

Neuralink elon musk
Neuralink由特斯拉創辦人伊隆.馬斯克共同創辦。
圖/ Neuralink

4. 實驗室製造的鑽石(Lab-grown diamonds)

鑽石不只有收藏功能,同時是人類已知的最好製造材料之一,具有良好的導熱能力、硬度、折射率以及電絕緣性,以上特點都能夠有效應用在半導體、光學、可再生能源、醫療設備等產業。

也因此,人們開始在實驗室環境中親手培育鑽石。「使用鑽石材料的半導體設備,可以提供比矽(silicon)多出一百倍的電流,」美國新創半導體公司Akhan執行長亞當.可汗(Adam Khan)看好發展情前景。而目前發展相關技術的新創公司,則包含澳洲Quantum Brilliance 、土耳其Appsilon、美國舊金山Diamond Foundry等。

5. 個人數據所有權(Personal data ownership)

根據Flashpoint統計,86%的美國消費者表示「數據隱私」是一個日益增長的擔憂,40%的美國消費者不相信企業合理使用他們個人的數據資料。

過去數據平台習慣全面掌握消費者個人的數位足跡,而如今,一些科技新創公司例如美國的Spruce、ODE、 Invisibly正在運用區塊鏈技術,試圖讓消費者重新掌握數據所有權(data ownership),意即由消費者個人決定何時、如何使用這些數據。

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許多新創致力於運用區塊鏈技術,讓數據所有權能夠回到消費者手中。
圖/ everything possible via shutterstock

6. 細胞編碼(Cell coding)

新的細胞重新編程技術(cell reprogramming technology)正促使細胞的生長速度與效率提升。根據《Game Changers 2022報告》,這項技術包含降低細胞治療的成本、使治療更加個人化與針對性、規模化生產等好處。

時間回到2006年,日本幹細胞學家山中伸彌(Shinya Yamanaka)的研究團隊發現蛋白轉錄因子(transcription factor)可以觸發人類細胞中的特定基因,並且再轉化成誘導性多能幹細胞(iPSCs),而這些幹細胞可以成為身體中任何的細胞類型,如此便開闢了新的醫學治療途徑。

目前,投入相關技術開發的新創公司例如英國倫敦的Bit Bio與Mogrify,以及瑞典Asgard。

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「細胞重新編程」是指將成熟體細胞重新誘導回早期幹細胞狀態,再發展成各種類型的細胞。
圖/ Shutterstock

7. 神經型態計算(Neuromorphic computing)

神經型態計算(或稱「類腦計算」),指的是使用包含電子模擬電路的超大型集成系統,藉以模擬神經系統中存在的神經生物學體系結構。

《Game Changers 2022報告》指出,與傳統電腦相比,「神經型態計算」是一種更加具備靈活性的系統,譬如只有在數據輸入時才會消耗能量。以上所談到的優勢,一方面有利於應用在邊緣運算(Edge computing)、自動駕駛汽車等低功率設備,另方面也可用在深度學習(Deep learning)技術。

目前致力於發展這項技術的新創如美國Rain Neuromorphics、荷蘭Innatera、瑞士SynSense等。

8. 去中心化商務(Decentralized commerce)

談及「去中心化商務」勢必會回到NFT(非同質化代幣)的討論。

新創團隊如Boson Protocol、Orgin認為,在元宇宙(Metaverse)的虛擬世界裡,買賣雙方有機會在區塊鏈上直接進行交易,而不必經過傳統的中心化電商平台,如此能夠維持交易的透明度與真實性。

上述兩家團隊皆看中潛藏的商機,前者開發數位貨幣及其市場,後者則幫助創作者(賣家)建立數位店面來銷售產品,並且從中賺取利潤。

NFT
圖/ photoAC

9. 無密碼身分驗證(Passwordless authentication)

根據《Game Changers 2022報告》,超過60%的數據洩露可歸因於薄弱或重複使用的密碼,而有關數據洩漏的平均成本超過400萬美元。基於此,新創團隊如美國的HYPR、Beyond Identity、Stytch嘗試開發「無密碼驗證技術」來提升網絡安全性。

憑藉「多重要素驗證(Multi-factor authentication,MFA)」技術,如今有機會完全跳過密碼設置的環節,將用戶的設備與其身分直接聯繫起來。舉例來說,一名用戶透過筆記型電腦登錄,只需要輸入個人的用戶名,系統就會在自動驗證(透過受保護的密鑰)他們的身分。

延伸閱讀:蘋果、微軟、谷哥三大巨頭共同打造無密碼時代,擴大支援FIDO加速無密碼登入時程

以上的一系列過程都並未儲存用戶訊息,防止個人數據被惡意盜用、冒充,其目的就是要設計出「無摩擦」(friction-free)的用戶體驗。

資料來源:CB Insights

責任編輯:錢玉紘

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從掃地機器人到智慧座艙,凌陽科技C5晶片如何在AI時代掌握邊緣算力主控權?
從掃地機器人到智慧座艙,凌陽科技C5晶片如何在AI時代掌握邊緣算力主控權?

掃地機器人也會說話嗎?或許在不久的將來,它不只會自動導航和避開障礙物,還能經由辨識主動發問:「前面是水漬,要幫您拖乾嗎?」這不再是實驗室裡的遠景研究,而是IC設計大廠凌陽科技即將推出的C5平台晶片技術中,正準備實現的日常智慧場景之一。

創立於1990年的凌陽,從消費性多媒體IC設計起家,逐步拓展至車用數位影音、沉浸式聲學系統單晶片等領域。近年來,凌陽提出「C+P Plus 1」的晶片架構策略—也就是以核心運算晶片(Computing, C Chip)加上外部裝置(Peripherals, P Chip),形成一個策略性整合的應用單元(Plus 1),形成模組化、可客製的系統解決方案。這樣的設計方式,不僅能透過先進製程打造更小、更有效率的小晶片(Chiplet),還能透過與生態系夥伴共研周邊模組,降低創新應用的門檻,加快產品落地速度。

這樣的晶片模組策略,展現出凌陽對市場變化的敏銳洞察,也顯示在 AI浪潮的趨勢下企業的積極轉型。而如今打造C5平台的能力,正是建立在 C3平台的技術累積與經驗之上。

讓機器「看得見」,C3平台打開邊緣AI應用之門

C3平台具備 AI 影像辨識能力,應用於智慧設備場景。
C3平台具備 AI 影像辨識能力,應用於智慧設備場景。
圖/ 數位時代

「C3的任務,是要讓機器能看得見,」凌陽產品總監黃興生如此定義這款SoC晶片的角色。他表示,C3 平台是一款整合AI加速器的影像處理系統單晶片(SoC),具備即時辨識功能,能運行CNN(卷積神經網路,Convolutional Neural Network)等深度學習模型,適用於智慧相機、掃地機器人、安防設備等場景。透過感測與辨識畫面中物體、人臉、動作等關鍵資訊,C3讓終端設備不只是可以看見,還能提升裝置主動判斷能力還具備判斷的能力,像是避障、偵測跌倒等功能。

凌陽當初推動C3平台的關鍵決策,來自對邊緣AI發展趨勢的深刻洞察:AI技術正從單純的資料擷取,邁向即時決策的全新階段。與其將大量影像資料傳回雲端進行處理,凌陽選擇在裝置邊緣端直接完成分析,不僅大幅提升反應速度,也確保資料安全性與隱私。

這項技術路線不僅展現凌陽在AI應用上的前瞻佈局,更幫助品牌客戶打造具備差異化的智慧產品,為其搶占市場先機。C3平台目前已廣泛應用於IoT、長照與消費性電子等領域,讓凌陽在相關市場搶得先機。

然而,隨著語音助理與生成式AI技術的迅速崛起,凌陽也意識到僅具備影像辨識與判斷能力的C3,已難以滿足未來市場對「互動性」與「理解力」的高度期待。下一代晶片勢必得導入語言理解與生成能力,才能真正滿足客戶對於AI在各場景應用的想像。

早在2023年中、全球掀起ChatGPT與大模型熱潮之前,凌陽就已開始密切關注生成式AI的應用趨勢。當時,凌陽團隊在分析C3平台的市場反饋時,發現儘管機器已能「看懂」影像,卻仍無法「聽懂」語言、更無法「理解」使用者的真實意圖,導致智慧裝置的互動體驗始終停留在被動回應的階段。

用C5迎戰AI互動時代,從晶片到平台加速少量多樣的AI應用

「下一代AI晶片,不該只是影像辨識的機器視覺工具,而應該是一個能『理解場景、理解語意』的互動平台,」黃興生回憶道。正是在這樣的思維驅動下,C5平台的構想逐步成形。

但這項轉型也意味著凌陽必須面對前所未有的技術挑戰。為了支援大型生成式模型運算,晶片所需的記憶體頻寬從過去的10GB/s躍升至100GB/s以上,晶片面積、功耗與資料搬運效率都成為設計瓶頸。開發C5所需的資源與技術複雜度,遠超以往,這已不再是單靠企業內部團隊即可獨力完成的任務。

因此,凌陽科技決定參與由經濟部產業發展署推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(簡稱「晶創IC補助計畫」),藉由政府資源挹注,加速推動C5晶片架構的研發、IP整合及場域驗證工作。在本計畫的支持下,凌陽成功建構完整的SDK(軟體開發工具包)工具鏈、模組化平台與開源開發架構,同時擴編軟體開發團隊。「與其說C5是一顆AI晶片,更貼切地說,它是一個完整的開發平台。」黃興生表示。

面對AI應用「少量多樣、快速導入」的市場特性,C5從一開始就被定義為模組化、可擴充的開發平台。凌陽同步提供韌體、SDK、開發板與可視化工具鏈,並開放原始碼,協助不同領域的業者依場景快速部署。比起 C3強調即時影像辨識的單點功能,C5進一步整合語音輸入、自然語言處理(NLP)與大型視覺語意模型(VLM),具備情境推論與語音互動的能力——讓機器從「能感知」真正走向「能理解」。

舉例來說,在C3的掃地機器人應用中,晶片可辨識障礙物與髒汙物並繞開它們;但在C5平台上,同樣的機器人不僅能看到,也能主動提醒使用者:「前方髒汙,是否需要啟動拖地模式?」或依據內建情境判斷,自主決策是否清理,並提供語音互動回饋。而在長照場域中,則能透過語音確認長者意識狀況,例如在偵測跌倒後主動詢問:「您還好嗎?需要我幫忙聯繫照護人員嗎?」

凌陽產品總監黃興生展示C3平台,奠定了推動 AI 視覺晶片C5平台的基礎。
凌陽產品總監黃興生展示C3平台,奠定了推動 AI 視覺晶片C5平台的基礎。
圖/ 數位時代

目前C5已完成初步晶片架構設計,預計將於2026年第二季投片,並於2027年進入應用導入階段。凌陽同步規劃將C5平台推廣至智慧座艙與工業機器人等領域,結合車內語音控制、駕駛監控與乘客情緒辨識等功能,打造真正具備語音理解與空間感知能力的智慧終端。「AI晶片的競爭力,不再只在於速度與功耗,而在於能否真正理解使用者與環境。」黃興生強調。 C5 不只是凌陽邁向 AI 世代的關鍵一步,更代表台灣 IC 設計產業朝整合平台與價值鏈重塑的重要實踐。。當晶片能讓終端設備具備說話、回應與推論的能力時,象徵的將不再只是技術進化,更是人機關係的重新定義。

|企業小檔案|
● 企業名稱:凌陽科技
● 董事長:黃洲杰
● 核心技術:車用智能座艙系統、先進駕駛輔助系統、無線音頻系統、家用影音娛樂系統與Edge AIoT小晶片等產品之研發。
● 資本額:新台幣59億8000萬元
● 員工數:320人

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下,經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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