機器魚特務!混進魚群不但沒被發現,還能帶隊轉向

人工智慧技術的飛躍使機器人變得越來越像人類了,但是受限於電腦科學、認知心理學、神經科學等學科的發展,我們目前仍然能夠辨認出機器人的樣子。不過魚類似乎更容易被糊弄。
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Photo credit: EPFL
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原文刊登於 36Kr,INSIDE 獲授權轉載。

人工智慧技術的飛躍使機器人變得越來越像人類了,但是受限於電腦科學、認知心理學、神經科學等學科的發展,我們目前仍然能夠辨認出機器人的樣子。不過魚類似乎更容易被糊弄。

瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的研究人員最近就研發出了一種水生機器魚,它們會學習如何跟魚類相互溝通,和它們一起游泳,還能改變它們游泳的方向,在水中 carry 全場。

「我們想研究機器魚如何混入魚群,如何跟它們進行互動交流並做出決定」,EPFL 的博士後研究員法蘭克 · 博內特(Frank Bonnet)對 Digital Trends  說。

換句話說,研究人員希望透過設計機器人與動物群落相融合來更瞭解這些動物的交流方式,進而達到解密它們的行為模式與社會結構的目的。

這些可以融入真實魚群的「秘密特務」長約七公分,比建模時參照的魚稍長,但形狀和比例一樣。機器魚體內裝有磁鐵,並與安裝在水族箱下面的小型發動機相連,以提供它在水中游泳的動力。

研究人員選擇的實驗魚群是斑馬魚(Danio rerio),因為斑馬魚是一個相對健康的物種,整個族群傾向於快速移動和變換方向。

研究項目分了兩部分。其中一部分涉及生物學,即研究個別魚類之間的社會互動情況,機器魚可以幫助研究者進行有針對性的刺激,並測試被標記的魚的反應。第二部分則涉及機器人技術,這也是 EPFL 的研究人員所關注的。

團隊決定先讓機器魚混入斑馬魚群中。但怎麼才能讓它們偽裝得像真魚呢?研究人員在設計時參考了斑馬魚的形狀、顏色、條紋等物理特徵,還考慮了線速度、加速度、不同魚之間的距離、魚群規模、魚在游泳時擺動尾巴的節奏等行為特徵。為了進一步推進這個項目,研究人員還讓機器魚學習並適應真實魚類的行為。

之後研究小組在不同的水中環境測試他們的機器人,其中一些劃出了小房間和走廊等區域。測試涉及十個斑馬魚族群,每個族群有四條斑馬魚和機器魚互動。研究人員記錄了每條魚的位置和運動情況以及機器魚融入族群的傾向。

博內特說:「在研究中,我們比較了只有真魚的小組和包含機器魚的混合小組。實驗結果顯示,機器魚和真實魚類的行為是相似的,這顯示機器人能夠像魚一樣行動,並與魚群融合。」

研究人員還開發了一個環形裝置,用以觀察機器魚是否會影響魚類的游泳方向。結果發現「機器魚也能夠促使魚類改變方向,從一個房間游到另一個房間。」

這已經不是 EPFL 機器人系統實驗室(LSRO)第一次做類似的研究。研究人員之前曾對蟑螂族群做過觀察,結果顯示蟑螂願意接受幾乎所有能夠散發特定蟑螂費洛蒙的機器人。

「為了融入昆蟲社區,機器人只需要發射某種費洛蒙就可以。但是,如果想(讓機器人)融入一個脊椎動物群體,研究就要涉及更多的標準,比如外觀、運動和振動等。(相較於蟑螂),魚是更加複雜的動物,」博內特說。

「我們已經可以瞭解哪些特徵與魚類的社會融合有關。藉助仿生機器魚,我們還可以瞭解魚類社會的層次結構,比如誰是魚群的領導者以及它們如何進行集體決策。」

仿生機器人對於動物行為研究來說絕對是很有幫助的工具。這篇研究論文最近發表在了 Bioinspiration&Biomimetics 雜誌 上。


智慧照護新革命!AI 機器人成為智慧醫療助手

高齡化浪潮來襲, 2025 年台灣將步入超高齡社會,65 歲以上人口佔比超過 20%。高齡化加上少子化,衍生勞動力短缺不足,經濟部工業局推動「電子資訊智慧製造服務系統推動計畫」,加速服務型機器人產業發展,借鏡日本智慧長照現況,把科技導入照護場域,提升更好的生活品質。
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日本是全球高齡化程度最高的國家,而台灣高齡化的腳步愈來愈快,僅剩不到 5 年的時間準備。因應長期照顧與醫療照護需求,各單位紛紛投入 AI 應用服務,解決人口結構改變問題。綜觀以 AIoT(物聯網 + 人工智慧)為核心的智慧醫療趨勢,可輔助醫療流程、節省人力成本,更提升照護服務效率,為高齡化社會帶來了新的解方。

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台日照護機器人交流會邀請各界分享照護機器人開發與應用案例與經驗。

人工智慧產業前景看好

人類壽命越來越長,智慧醫療正逐步顛覆傳統醫療模式,從遠距醫療、機器人、物聯網到穿戴式裝置,龐大潛在商機吸引國際科技大廠投入。台灣醫療服務水準居亞洲領先地位,尤其是資通訊科技實力鏈結全世界,創新能力與解決方案屢屢獲得市場矚目。當人工智慧遇上健康醫療,擴展未來醫療的無限可能,對社會大眾都有切身影響,不僅引領新一波商業浪潮,也創造出更多的照護服務模式。

醫療與科技結合,帶來新變革也帶動數位時代轉型新契機,未來將有更多關於智慧醫療的布局,解決人口高齡化的社會問題。從另一個面向來看,人口快速老化促使長期照護需求,服務人力是建置完整體系的關鍵因素,衛福部在政策面不斷調整適當的滾動式管理。目前長照 2.0 擴增老年照護服務,以及任何年齡的失能身心障礙者,從長照人力需求來說,缺工現象嚴重,照護機器人將成為醫療、長照的主力。

台日照護機器人交流會

為提供台灣照護場域導入智慧科技之契機,在經濟部工業局指導下,服務型機器人聯盟與台灣智慧樂齡照護創新科技產業大聯盟於 5 月 6 日攜手舉辦「台日照護機器人交流會」,邀請各領域專家分享實務現況,作為研發製造與場域運用參考。經濟部工業局林青嶔簡任技正表示,隨著科技迅速發展,智慧醫療創新服務產業生態系逐漸茁壯,5G 落地、AI 應用更多元,機器人正在改革醫療世界。

圖2_經濟部工業局林青嶔簡任技正表示,超高齡社會即將來臨,透過服務型機器人創新科
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經濟部工業局林青嶔簡任技正表示,超高齡社會即將來臨,透過服務型機器人創新科技能解決照護人力議題。

「台灣和日本一樣,面臨急速老化的超高齡社會,因此對於熟齡及身障者的照護非常重要。呼應長照 2.0 政策,應用科技打造更多元化、人性化的服務,AI 及智慧機器人的運用更是未來顯學。」林青嶔簡任技正分享觀點,這場交流會聚焦台日相關經驗分享與討論,加速業者與國際連結。台灣具有精密機電與 ICT 產業供應體系的優勢,發展機器人科技的腳步正迎頭趕上歐美日等國家,尤其是服務型機器人產業,將是台灣製造業的明日之星!

圖3_因應疫情,透過網路視訊方式進行交流,雙邊合作討論熱烈。
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因應疫情,透過網路視訊方式進行交流,雙邊合作討論熱烈。

促成更多元的服務應用

透過「台日照護機器人交流會」,日本 ATA 協會五島清國部長、日方企業 Reif 與 Whill,以及台方微星科技、全智通機器人、福寶科技分享照護機器人的開發與普及應用現況,透過創新科技解決照護難題。照護機器人的開發,必須掌握使用者需求、符合未來照護趨勢,再藉由實體實驗場域的調校,完美融入生活當中。微星科技、全智通機器人、福寶科技旗下的產品已分別應用於物流、醫療、清潔等領域;因應新冠肺炎疫情的「低接觸」服務型態需求,更加快普及速度。

圖4_日本ATA協會五島清國部長強調照護機器人必須貼近使用者,幫助提升生活品質。
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日本 ATA 協會五島清國部長強調照護機器人必須貼近使用者,幫助提升生活品質。

服務型機器人的創新應用在不同領域逐漸成形,經濟部工業局透過政策資源、科專計畫等大力推動服務型機器人產業化,協助企業轉型發展機器人新事業動能或新創公司設立,包括微星、東元、佳世達、凌群等企業。另外,2018 年成立的「服務型機器人聯盟」,由資策會服創所與台灣智慧自動化與機器人協會(智動協會)合作發起,結合政府及民間力量整合產業鏈上中下游資源,共組國家隊搶攻國內外市場。

服務型機器人聯盟今年度規劃「2021 ROBO COM 蘿蔔控」創意實證競賽,延續場域實證的精神,擴大研發能量及市場化企圖。聯盟持續引入資源,推動機器人業者和學研團隊合作,展開技術及實務交流,共同激盪具市場潛力的創新方案。


 「2021 ROBO COM 蘿蔔控」服務型機器人創意實證競賽資訊

  • 報名期間:即日起至 5 月 15 日
  • 競賽期間:6 月 15 日 - 9 月 30 日
  • 報名資格:不限年齡、學生團隊、社會人士、非營利組織、地方社團乃至公司行號都可組隊報名
  • 組隊資格:接受個人挑戰或多人組隊,團體至多6人

立即前往活動報名頁面了解更多!

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