【觀點】核融合技術成真!潔淨能源真的要用之不盡了嗎?「人造太陽」是怎麼回事?
【觀點】核融合技術成真!潔淨能源真的要用之不盡了嗎?「人造太陽」是怎麼回事?
2022.12.26 | 能源環保

美國能源部科學家於月初宣佈,在核融合技術方面取得了重大突破,人類將有機會在不遠的將來,使用取之不盡的潔淨能源,能源部長Jennifer Granholm也在記者會上表示這是一個劃時代的成果,並可以促使更多的研究與發現。

在台灣其實也可以發現相關的報導,例如2019年媒體大幅報導,清華大學退休教授楊銀圳在一個小小的實驗室裡,就成功做出了可控的核融合實驗,只可惜這個消息後來被證實是假新聞的成分居多 ,更早還有台東大學的學生陳國益,也號稱在實驗室裡弄出了核融合反應 ,但也不了了之。

核融合到底是什麼,這個被譽為「人造太陽」的東西究竟有什麼神奇之處?

核融合NUCLEAR FUSION
圖/ Lawrence Livermore National Laboratory Twitter

核融合技術原理:為何比核分裂更乾淨、風險可控?

其實人類早就掌握了核融合這門技術,在1953年被當成武器做出的「氫彈」,就是首次在地球上進行的核融合反應,只不過反應過程太劇烈,如果想要應用在一般地能源供應,重點是如何準確的控制釋放能量的過程,而非是透過爆炸。

而所謂的核融合(又稱核聚變),與比較常聽到的「核分裂」不同,後者就是大家習以為常又避之不及的核電廠,主要是利用中子撞擊一顆較重的原子(例如鈾元素),重原子就會分裂成兩科較輕的原子,過程中會釋放出能量; 而核融合的原理剛好反過來,是把兩顆較輕的原子(例如氫)對撞後,強迫他們「黏」在一起,過程中一樣會放出能量,且是核分裂的四倍之多。

至於釋放出能量的來源,兩者皆是來自於反應過程中因原子分裂或融合所減少的質量,也就是愛因斯坦著名的質能互換公式:E = mc2。

核融合Nuclear fusion
圖/ Carlos R. Munoz Twitter

一點點的質量轉變,所產生的能量是極其巨大的,以核電廠裏面的鈾-235分裂為例,1公克的鈾-235完全發生裂變,減少的質量大約為0.09%,也就是0.9毫克,卻可以釋放810億焦耳(J)的能量。

太多單位名詞太抽象嗎?沒關係,我們換算一下若以平均每公斤的煤標準熱值為7000大卡,1大卡約為4180焦耳,則僅僅1公克的鈾-235就相當於燃燒了2.76公噸的標準煤(可提供22500度電),更別說能量釋放率更大的核融合反應了。

至於要解釋核融合,我們可以先稍稍科普一下大家高中物理化學對微觀世界的記憶:世界萬物是由「原子」構成,它由帶負電的電子,帶正電的質子,以及不帶電的中子所組成,質子與中子在核心,電子則在外圍繞圈圈。而在量子力學的尺度下,除了電磁力之外,原子還會具備一種稱為「核力」的力量(放到巨觀的尺度,姑且比喻為星球之間的萬有引力吧),能夠對物質產生作用。

帶相同電位的粒子彼此是會相斥的,所以要強迫兩顆原子強碰在一起,必需讓「核力」大於相斥的電磁力才行。而最佳的原料,首推自然界與宇宙中存量最多的氫原子,如果我們能用極高的溫度與壓力,讓氫或重氫(氫原子的同位素:氘、氚,但在自然界含量較少)碰撞在一起,原理其實就跟太陽產生能量的原理,就可以有源源不絕的能源,這也是為什麼核融合又被譽為「人造太陽」的說法。

再說了,比起核分裂(現行的核電廠),核融合此用氫來反映後的產物也相對「乾淨」,根據其反應公式:「氘+氚→氦+中子」來看,氦氣本身不具危險,雖說釋放出的中子可能會被其他物質吸收,從而導致該物質具備放射性,但也相對微量,跟鈾-235相比,並不會對人體造成顯著的傷害。再加上,即便氚也有放射性,但半衰期只有12年,即便發生洩漏,感覺也還是風險可控的災難。

nuclear
圖/ Pixababy

與商用化的距離有多遠?穩定控制是最大挑戰

既然這麼棒,為什麼始終尚未全面商用化呢?原因就出在要控制穩定的能量釋放,實在是太困難了。要知道,當年的氫彈試爆,也是先引發了「核分裂」,創造出足夠高溫的環境,從而才讓「核融合」能夠發生,並進一步產生連鎖反應放出巨大破壞性的能量。要控制這股力量以細水長流的方式釋放,目前科學界有幾種主流的做法:分別是環磁機、國家點火設施、離子束融合、緲子融合與冷融合,而最今新聞上美國取得的進展,就是勞倫斯利佛摩國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL)所嘗試使用的國家點火設施(National Ignition Facility)。

關於其他幾種控制核融合的方式,本文就不多贅述,感興趣的朋友推薦一本書,由Richard A. Muller所著的《給未來總統的能源課》,裡面詳盡介紹了環磁機、離子束融合、緲子融合與冷融合等機會與挑戰。至於國家點火設施到底點了什麼火?那並不是真的「火」,而是把把190多束超高能量的雷射光,全部衝向一個頂針頭大小,內含氫同位素的容器中,藉此創造出近1億度的高溫環境,讓原子發生融合反應。

核融合Nuclear fusion
研究人員將192束超高能量的雷射光束,發射到含有氘跟氚的微小圓柱容器中,成功誘發核融合反應
圖/ The Verge

眼尖的讀者可能會發現,聚焦雷射光也是相當耗能的行為,你如果用了N+1的能量投入,卻只產生N的能量輸出,那根本是在搞笑,所以上面美國科學界才會大力宣傳,他們這次的實驗結果,在操作的核融合反應中,產生了3.15百萬焦耳(MJ)的能量,大於其雷射所用能量2.05 MJ,也首次達到了所謂的「能量淨增益」。

不過,這個說法有點偷吃步,他僅計算了使用雷射的「直接耗能」,但沒把驅動雷射裝置與整套系統的耗能算進去,如果以all-in的角度納入全部總體投入的能量,其實高達300多MJ,能量轉換率只有1%左右 ,離大規模商業化還有很大的空間需要努力。

這也是Richard A. Muller在「給未來總統的能源課」一書中,就提過一個笑話:核融合是未來的能源,且永遠都會是未來的能源。當然,每次的實驗都會積累前人的經驗與努力,而隨著各國政府與民家加大投入,例如由35國政府集資約220億美元的「國際熱核實驗反應爐」(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITE)等計畫,我們相信在多個幾次「重大突破」之後,人類有機會掌握核融合技術,用於供應大多數人們所需的電力。

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圖/ hrui via Shutterstock

既然巴黎氣候協議定調淨零碳排是永續發展的必要路徑,降低石化燃料與二氧化碳,提升綠能佔比自然是順利成章的事,而現階段的太陽能,風能都有「看天吃飯」的局限性,而免強被歐盟認列為綠能的核能與天然氣,也都有明顯的缺陷,若核融合技術可以成為再生能源的主力,對於潔淨電力的進展絕對是大大加分。

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責任編輯:隋昱嬋、林美欣

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橘子集團 Vyin AI × 女媧創造攜手推出「居家陪伴機器人」,開啟機器人大腦 RIaaS 商業應用新局!
橘子集團 Vyin AI × 女媧創造攜手推出「居家陪伴機器人」,開啟機器人大腦 RIaaS 商業應用新局!

隨著全球勞動力老化與新血招募困難,從製造、零售到醫療與長照,各行各業皆面臨同樣的缺工挑戰,面對人力不足,機器人逐漸走出工廠,進入醫院、門市與家庭。但當生成式 AI 讓機器人不再只是「會動」,而是開始「能懂」時,新的問題隨之而來——我們是否能信任它?

尤其在台灣,隨著2025年正式進入超高齡社會,長照體系首當其衝,人力不足、服務品質不均、家屬壓力沉重,AI 與機器人被期待成為新解方,但即便生成式 AI 浪潮席捲全球,各國際大廠持續精進自家大型語言模型,市場仍缺乏能直接面向C端消費者、大規模商用且精準可控的 AI。

「很多機器人廠商強調的是功能能做什麼,但如果長者不願意互動,再多的功能都沒有意義。」橘子集團策略長暨 Vyin AI 負責人陳冠宇指出,「接觸點不成立,後面所有服務都用不上。而那個接觸點,就是可信任的聊天與陪伴。」

這樣的觀察,也成為 Vyin AI 切入發展「機器人大腦即服務(Robot Intelligence as a Service, RIaaS)」的契機。

在9月底舉辦的台北國際照護博覽會中,Vyin AI 宣布攜手台灣機器人新創女媧創造,搶先展示共同打造的居家陪伴型 AI 機器人「Gilee 桔利 」。結合 Vyin AI 核心技術 Vyin Brain 智慧中樞與女媧創造的機器人互動設計,展現 AI 機器人從「任務驅動(task-based)」邁向「語意與情境驅動(context-based)」的可能性。

橘子集團
橘子集團旗下生成式 AI 新創 Vyin AI 攜手女媧創造,於 2025 台北國際照顧博覽會展示「可控 AI × 機器人」應用,透過居家陪伴機器人 Gilee 桔利,展現可控 AI 理解語意、感知情緒並標記風險,揭示機器人大腦即服務(Robot Intelligence as a Service, RIaaS)的未來方向。橘子集團策略長暨 Vyin AI 負責人陳冠宇(左)與女媧創造營運長張智傑(右),分享機器人特點。
圖/ 橘子集團

從長照產業切入 以「可控 AI 大腦」打造能被信任的陪伴

女媧創造耕耘陪伴型機器人多年,擅長機器外觀設計及互動體驗,但在長照領域的推廣仍多停留在試行階段。營運長張智傑表示:「要守護長者的健康、撫慰孤獨長輩的孤獨感,光靠形體與互動還不夠,更需要一個可靠的大腦。」

過去的照護型機器人大多停留在衛教知識宣導或生理監測階段,缺乏與使用者互動的能力。面對照護需求快速攀升與人力斷層,雙方都意識到,若 AI 要真正走進家庭與長照現場,「信任」將是唯一關鍵。而對 Vyin AI 而言,這正是可控 AI 發揮價值的最佳場域。

陳冠宇指出,自大型語言模型(LLM)問世以來,雖展現出驚人的語意生成、邏輯推理與知識應用能力,但其核心仍屬於機率預測模型,本質上是透過複雜的機率計算模擬人類語言分布,即使經過人為的情境工程(context engineering)的修正,仍難完全避免「AI 幻覺」的發生。「在一般應用場景中,幻覺頂多造成資訊錯誤,但在醫療與照護產業,錯誤的回答可能直接影響生命安全。」

相較之下,Vyin AI 研發的智慧中樞 Vyin Brain 採用獨創的仿生大腦架構,由「語言、知識、理解、動作」四大中樞分工協作,層層把關 AI 的思考與回應流程。另外可將醫療、零售、教育等專業領域的資料轉化為透明的知識圖譜,建立清晰的知識邊界,確保所有回應均具可追溯性、可驗證性與可解釋性,最大程度的消除 AI 幻覺風險,讓生成式 AI 在需要高度精準與信任的場景中得以安全落地。

橘子集團
台北國際照護博覽會中,桔利的初登場,引起大眾的好奇與關注,詢問與體驗絡繹不絕。
圖/ 橘子集團

讓機器人更像人:客製化設定與長期記憶,讓長輩感受理解

首度亮相的桔利,以活潑童語與長輩對話:「爺爺,今天有什麼開心的事嗎?」「奶奶,妳該吃高血壓的藥囉!」展區人潮絡繹不絕,將 Vyin AI 的展攤擠得水洩不通,中化銀髮總經理李宗勇及團隊親自體驗後,更是對桔利讚不絕口,直言這位 AI 金孫外型討喜,是長輩絕佳的陪伴者。

事實上,被設定為「10歲金孫」的桔利,不僅能理解長者的語意與意圖,陪他們閒聊、安排行程、提醒用藥,還能透過長期記憶與個人化設定,根據長者的個性、家庭與健康狀況調整互動內容,主動引導長者分享興趣、回憶過往,甚至向他們請益,讓長者在互動中感受到被理解、被需要,進而產生「情感價值」。

相較多數廠商強調的是「生理監測」功能,桔利更重視的是「情感陪伴」。負責桔利產品功能設計與規劃的產品經理 蔣欣諭 補充,在傳統華人文化中,子女常羞於直接表達愛與關懷,因此設計出「專屬家人的 AI 仿聲語音信」功能。

子女只需透過專屬 App 輸入文字訊息,桔利便能以 AI 仿聲技術,轉換成兒女或孫子的聲音唸給長輩聽。這項功能在現場引發驚喜與共鳴,它觸動的不只是科技的體驗,而是家人之間「說不出口的愛」。

在日常生活中,桔利也具備智慧照護的即時偵測能力。會在對話中持續判斷語氣與內容的變化,進行風險標記。若偵測到異常,會透過女媧的通報系統推播給家屬,並依照情況分級提醒,且所有對話內容都會被自動收錄於後台,以簡潔明瞭的儀表板呈現,讓家屬與照護人員能快速掌握長者近期的身心理狀況。

「我們設計桔利的目的,不是取代家人,而是成為家屬與長者之間的橋樑。」她說。

從長照出發,邁向多元 RIaaS 生態

桔利在照護博覽會的初登場,不僅引發長輩熱烈回應,也為 Vyin AI 與女媧創造的合作奠定良好開局。對團隊而言,這不只是一次成功的展出,更是「情感連結」價值的具體驗證,同時也證明雙方在軟硬整合上的實力。

「我們從長照出發,是因為這是最難的場域,能最大化檢驗技術的可控性與穩定度,凸顯我們技術的價值。」Vyin AI 負責人陳冠宇表示。

除了以可控 AI 大腦杜絕幻覺外,要讓機器人能像人一樣反應,關鍵不只是速度,更在於整合。要達到像人一樣的回應速度與精準度,必須同時整合語音辨識(ASR)、語意理解、知識調用與語音合成(TTS)四層技術。「這不只是速度問題,更是理解與反應的平衡,這種全鏈路整合能力,就是我們最重要的護城河。」

陳冠宇透露,目前雙方正持續開發的全鏈路版本,預計於明年第一季推出,屆時回應時間將縮短至三秒內,讓人機互動更自然流暢。於此同時,團隊正推進「機器人大腦即服務(RIaaS)」模式,將同樣的可控 AI 能力延伸至零售、教育與照顧產業等領域。

RIaaS:Robot Intelligence as a Service 機器人大腦即服務.jpg
橘子集團旗下 Vyin AI從長照出發,希望以最難的場域開始,最大化檢驗技術的可控性與穩定度,邁向多元 RIaaS 生態。
圖/ 橘子集團

以零售為例,Vyin AI 自研的 D-RAG(DistilGraph RAG) 技術,可自動整合商品規格、客服紀錄或保健品資訊等非結構化資料,轉化為可即時調用的知識圖譜,讓機器人能在銷售、客服或導覽場景中快速回應顧客問題,提供準確建議,甚至根據互動內容動態導購、推薦商品,並在適當時機「轉真人」接手,協助品牌提升轉換效率。

同樣的架構,也能延伸至教育、照顧產業與智慧導覽等多種場景,讓機器人化身銷售助理、賣場導覽員、教學助教,根據使用者需求與語境,自動生成可信任的回應與互動體驗。「只要運用 Vyin AI 解決幻覺問題,『機器人即服務』的時代就會正式來臨。」陳冠宇說

他進一步指出,全球市場已對 RIaaS 商業模式產生迫切需求,Vyin AI 憑藉可控 AI 大腦的技術優勢,正積極布局海外市場。「我們希望透過 RIaaS,把這套可控 AI 大腦服務化,讓各行各業都能快速導入可信任的 AI 機器人,不只是替代人力,而是打造溫度的互動,讓未來的人機合作更加順暢、緊密。」

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