摘要:机器人无疑已成为下一个科技明日之星,全球各国无不积极推动机器人产业,而近期人工智能与深度学习等技术发展热度增温,更成为推动智能机器人发展的重要动能

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     全球智能机器人的市场规模预计在2021年将成长至336亿美元,而亚洲将是成长最多的地区。近年各国都不约而同将机器人视为战略产业,某种程度甚至可以是一种综合国力的展现,各领域的领导厂商都积极投入并发展当中。
     根据工研院IEK研究报告预估,全球智能机器人的市场规模预计在2021年将成长至336亿美元,而亚洲将是成长最多的地区。
     根据财团法人精密机械研究发展中心的定义,智能机器人可透过传感器感知环境,并藉由程序化处达成智能化理解,最后反应出所需动作,以执行各种生产活动、提供服务或与人互动。它是集合各种技术于一体的平台,包含机械、控制自动化、电子、电机、影像、光学、通讯、软件与安全系统等相关技术与应用,其中软硬件整合技术至为重要。本课程深入探讨智能机器人产业前景,并剖析关键技术、零组件与软硬件架构。
     服务机器人具发展潜力 根据资策会MIC研究数据显示(图1),2015年四大应用领域机器人市场规模合计约269亿美元,其中以工业机器人110亿美元比重最高,但到了2025年整体市场规模将扩大到669亿美元,尽管市场规模还是以工业机器人的244亿美元最大,但商业用机器人与个人用机器人2000——2025年复合成长率(CAGR)分别为11.6%与17.4%,资策会MIC产业分析师张佳蕙(图2)指出,尤其是2015年以后,这两类应用成长更为显著,服务型应用市场当中,有许多过去未导入机器人的新兴领域,带动其成长潜力。
    资策会MIC产业分析师张佳蕙指出,2015年以后,服务型应用市场,有许多过去未导入机器人的新兴领域,带动其成长潜力。
    日本软件银行近年大举进军机器人领域,一连串的动作引发市场关注,张佳蕙说,包括2012年收购法国人形机器人公司AldebaranRobotics,其2014年推出的人形机器人Pepper陆续与IBMWatson、MicrosoftAzure合作。Softbank提出以沟通为基础提供家庭及商业应用的愿景,Pepper被设定为「希望能被爱」的机器人,透过互动沟通了解家中成员,成为家中的一份子;并在人工智能的基础下,让Pepper协助企业产品的营销,在家庭兼具娱乐及学习效果。此外,目前较知名已投入市场的服务型机器人还有Leka与Savioke。
       近年各国都不约而同将机器人视为战略产业,日本发展机器人已久,2015年日本政府设立机器人革命倡议协议会,推动机器人产业的发展;韩国则是由产业通商资源部主导,每五年制定基本计划,目标是在2022年成为机器人活用的国家,生产规模达25兆韩圜;美国则是从2011年开始,由美国国家科学基金会(NSF)主导,发展能够安全与人协同工作的机器人技术。目前韩国以家用机器人为发展主力,美国则是在救灾国防领先各国,张佳蕙建议,家庭应用与公共应用各国布局已深,商业应用近期兴起,台湾可以伺机切入。
       深度学习、语音识别等技术在近年有显著的发展,也因此促成服务型机器人产业与应用的兴起,机器人从过去单向沟通执行命令,进化到可以理解语意响应对话内容,应用服务为机器人后续发展重点。机器人应用情境多元,在不同场合必须结合各领域专业知识及对用户需求的了解,因此厂商应透过开放平台,加快机器人在各领域的应用。
        深度学习这个名词因为2016年人工智能AlphaGo连败南韩棋王,机器首度成功挑战人脑,并在围棋这个普遍被认为难度最高的博弈活动中,一时又被世界大众所关心。而AlphaGo的深度学习核心就是类神经网络技术,早在1943年,WarrenMcCulloch以及WalterPitts首次提出神经元的数学模型,之后到了1958年,心理学家Rosenblatt提出了感知器(Perceptron)的概念,在前者神经元的结构中加入了训练修正参数的机制,这时类神经网络的基本学理架构算是完成。类神经网络的神经元其实是从前端收集到各种讯号(类似神经的树突),然后将各个讯号根据权重加权后加总,再透过活化函数转换成新讯号传送出去(类似神经元的轴突)。
        相关技术架构其实早在1970年代就已经完成了,数据决策技术长尹相志(图3)表示,深度学习其实就是类神经网络的另一种说法,其成功来自于更深入理解人类大脑的运作。卷积神经网络(ConvolutionalNeuralNetwork)协助机器发展真正的视觉,其中的两大原则为:局部感知与权重共享。让机器可以从碎片特征理解整体意义,进而找出特征的群聚性,不断分层细化的分析,无论是多细微的特征:只要不化成灰,都能抽取特征。
        其中,图形辨识是其中的重点,在过往的认知中,中央处理器(CPU)与绘图处理器(GPU)处理不同的运算功能,单就图形辨识的深度学习功能来说,GPU的效能是CPU的百至千倍,尹相志进一步表示,透过深度学习,机器甚至可以将原本马赛克图案的照片效果移除还原。不过,在语音与文字的辨识上,中文对于机器还是很大的挑战,中文词汇超过百万,无须约定成俗即可创造新字以及赋予词性,还有很多中英、中日、中韩夹杂的词汇,诸如:蓝瘦、香菇、94狂等。
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