【Howie 商業投資】結盟康乃爾!Google為何跨入鳥類語音辨識領域?

蒐集人類語音來訓練 AI 既複雜又有隱私考量,不如藉分析「鳥語」來訓練 AI 理解語音情緒,又能幫助大學研究生態,何樂不為?
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康乃爾大學以 AI 分析鳥類復育可能性。資料來源:康乃爾大學
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語音辨識無疑是當前 AI 應用的當紅炸子雞,包含智慧居家、語音助理、車聯網、行動載具等產業都大量運用語音辨識,這塊近 1,300 億美元的市場吸引成百上千的科技公司與新創企業參加。不過,在這片紅海市場上,還是有些人默默的付出,Google 與康乃爾大學的聯盟測試的對象不是人類,而是鳥類。

Google 正利用人以外的語音作為模型開發利器

Google 實驗室中的認知科學團隊專門執行各種生物科學與語言處理的研究,對公司而言,雖然人類的語音有非常高的研究價值,但因為其複雜度高過任何其他動物的聲音,在面臨 Facebook 與 Amazon 的競爭威脅下,其 Google Assistant 必須能更快、更聰明的辨認人的語調,甚至從情緒中預測人的需求。但因為收集人類資料有隱私考量,因此公司需要更大量、更多元的資料作為新型訓練樣本。團隊把腦筋動到了動物身上,開啟了動物聲音研究+演算法的新紀元,並找上了康乃爾大學生物實驗室協助。

冷門卻利基的應用:鳥類復育

身為常春藤名校之一的康乃爾大學在人工智慧的投入不遺餘力,特別是在機器學習與語音辨識上也多次發表論文。不過研究鳥類要做什麼呢?在環境保護的浪潮下,動物復育已成為刻不容緩的議題,內華達山多次人為開發與森林大火已經嚴重破壞鳥類棲息地,加上鳥類處於食物連頂層,可以測試身體累積的有毒物質數量。Google 的與學校生物研究團隊正好都有動物語音研究需求,因此結盟後出發至內華達深山,由生物學暨 AI 教授 Connor Wood 領軍,結合 Google 資料科學小組。團隊先是花了數個月的時間部署 2,000 多具感測器,鳥種為林鶯鳥,原因是林鶯鳥的聲音較為高亢,音質資料便於感測器蒐集處理。

BirdNET 為這次擔任重責大任的演算法系統,其特色為能在一天內處理上千小時的資料量,由於林鶯鳥具備不只一種聲調,並且在不同時間的音頻也不同,因此對於一般語音辨識的演算法而言難以分析;此外,團隊採用語音辨識而非影像識別的原因在於影像識別圖片蒐集過於困難,再倒入深度神經網路模型中成效不佳,分析人員需要在資料庫中加入動物不同的姿勢、不同的生命階段等大量照片,以確保參數分析結果符合需求,因此這種方法並不適用於野生群落,特別是內華達深山內。

以深度神經網路識別鳥類個體經常面臨資料蒐集瓶頸
。資料來源:法國蒙彼利埃第三大學

從陸上到海上,所有動物都是研究對象

似乎沒有其他公司會像 Google 大手筆投入動物語音識別,甚至從內華達山、辛巴威草原、到大西洋深處都是研究場域;不只鳥類,Google 也投入其他動物研究,鬣狗獅子、鯨魚烏賊。除了達到生態保護,甚至可能發現新物種外種,豐富的資料成為模型訓練的最佳來源,而跟不同生態保育團體或大學合作,又可以提高公司的形象與人才招募能力,何樂而不為呢?

當然了,這些資料能不能商業化也是值得討論的議題,部分動保協會認為,用 AI 模型預測動物下個遷徙地作為動保決策確實不錯,但若盜獵團體也取得這部分資料並進行佈局,那可能就是物種滅絕而非保護了。美國有人權團體也指出,動物聚落的行為研究若運用到人類身上,可能在極權國家帶來不良示範。由此看來,該類研究似乎不是只有提高 Google Assistant 的功能這麼簡單而已。

責任編輯:Mia
核稿編輯:Anny

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【社會數位轉型】連假出門不塞車、推動漁港再生,經濟部打造永續交通生態圈

智慧運輸時代來臨,全球競相投入無人載具與數位交通研發,希望在未來行動力的佈局搶得先機。從陸地、海洋到空中,無人機以整合 AI、5G 技術為核心,應用場域超乎想像,不僅能帶動產業升級與經濟成長,在解決社會問題上也有許多可能性。
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聯合國預估,2030 年全球將出現 43 個人口超過千萬的巨型城市,而 2050 年將有 7 成人口居住於都市。城市人口密度持續增加,為交通帶來更大考驗,需要用更有效率的方式來管理。而在臺灣常見因車流量過大造成塞車、事故頻傳,以及偏鄉交通不便、公共運輸使用吸引不足、燃油車輛帶來環境污染等問題,也可望透過發展智慧交通迎刃而解。雖然短時間內還無法真正落地、普及,但種種想像已顯現出智慧運輸系統(Intelligent Transport System,ITS)的重要性。

智慧運輸科技是一門跨領域的技術,包括 7 大關鍵新興科技 iABCDEF 中的i(IoT,物聯網)、A(AI,人工智慧)、D(數據科技,DataTech)、E(邊緣運算,Edge Computing),並涵蓋資通訊、能源與電子等產業。面對接踵而來的挑戰,經濟部技術處與工業局合作,配合交通部、科技部、工研院、資策會等跨部會單位,關注企業與民眾的需求缺口,擴大各項交通科技創新服務的實驗場域。希望加速資通訊及智慧交通應用落地,推動產業轉型與數位經濟發展,更處理公共議題,建立更好的居住環境。

交通車載設備一站式整合 為國內實現物物相聯

未來在 5G 環境下,物聯網能讓各種設備、軟體、網路服務等更快速的相互連結,透過虛實整合應用與民眾進行深度互動,達成高速運算、低延遲通訊、萬物聯網的目標,這也是目前持續發展如智慧交通、自駕車所必備的條件。

當交通與運輸更加智慧化,將為國內業者帶來新商機,相關產業鏈例如雲端軟體服務、影像辨識與人工智慧分析、路側設備業、道路安全警示以及周邊的系統整合、工程顧問、二輪車安全聯網等,都是發展智慧交通智慧系統重要的環節,而智慧交通控制服務也是相當重要的一環,當交通號誌的紅綠燈控制做最有效的安排時,將可使路網中的車流運行更加順暢,也能減少更多的廢氣與碳排放的產生。

資策會智慧系統研究所(系統所)組長黃暉慈指出,發展一站式整合的關鍵之一在於道路上的路側設備(Roadside Unit,RSU)與安裝在車內的車載裝置(On Board Unit,OBU)兩者間的跨設備溝通,過去常因各家技術及介面規格不一、各類型設備分屬不同廠商維護、跨部門協調等原因難以整合,若要產生對民眾更具價值的應用相對是一大難題。

以建立永續智慧交通環境為目標,經濟部技術處匯集各法人能量,致力於運輸資源、資訊的整合共享,提升協作效能。

「比方說像各縣市智慧公車站牌就都長得不一樣,以及路側設備分屬不同部門管理:如交通局的號誌、工務局路燈管理處的路燈、警察局的 CCTV 等等,設備跟服務多為各單位獨立運作,資源無法進行有效的整合」黃暉慈表示。因此,為提升協作效率最佳化,經濟部技術處與資策會系統所合作,發展多元資訊的智慧交通作業系統,以建立共通平台之概念,打破廠商之間的資訊串接藩籬並能協同合作,減少資料使用者、管理者必須面對不同格式資料的困擾,以達成資訊交流的通透性與共享目的。

黃暉慈說明,智慧交通作業系統(Transport OS,TOS)是一套能整合各項遠端設備的管理平台,透過 TOS 函式庫讓程式介接、遠端佈署與應用開發都變得更簡單。「我們希望藉由一套共通的標準格式進行資料的收集,協助業者在設備管理、資料管理、資料分析上都能更加簡易有效率。」經由系統的整合,能自動化遠端監控路側設備的運行狀態,偵測錯誤並通知管理者,並以AI感測蒐集車輛、事故等應用數據。「省下開發系統和串接的功夫,業者能專注在設備功能的強化。」經濟部計畫透過整合性資訊服務,改善當今運輸走廊壅塞問題,未來國內車廠在技術發展上也能突破國外母廠的限制,打造出門無縫、用路安全、交通順暢的智慧運輸系統。

黃暉慈舉例,假如 CCTV 的監控影像出現雜訊、模糊、被遮蔽或鏡頭偏移,或工業電腦網路斷線等異常發生,系統都能即時發現問題,發出警示,「本系統具備彈性擴充功能,可協助業者介接提供更多加值應用,例如接入 RTSP 串流影像也能做到如智慧化判斷車輛是否違停的科技執法應用。」此外,TOS 的另一特色就是會將蒐集到的數據生成可視化圖表,有效地傳遞資訊,以利使用者能迅速評估狀況、做出因應。

Photo Credit:資策會

提升船舶監測效率 給予閒置港岸新生命

除了陸地的交通,海洋也是智慧運輸科技的發展重點。資策會系統所蔡政鴻組長分析,臺灣四面環海、海岸線長達 1,000 多公里,每年海洋經濟產值高達近 6 千億,「物流、漁業之外,還有觀光娛樂,光是用漁船載客出海磯釣每年就可賺超過百億,把安全性做好會很有市場。」

資策會系統所在經濟部技術處科技專案的支持下,採納百家以上產官學研機構與專家的建議,以海港數位轉型需求的高可靠邊霧協作物聯網技術為主,規劃「近岸船舶監測系統」,與相關業者、海巡隊合作,加強港岸船舶的管理效率。

蔡政鴻說,過去在智慧漁港常常做的是智慧照明,當然智慧照明在節能與管理上有很多好處,但除了漁港好像放在其他地方也很好,對於漁港的特色比較沒有凸顯出來。現在漁港面臨的問題是利用度不高,漁港資產閒置,最主要原因是來自過度捕撈,導致海裡無魚可抓,因此產生閒置問題,海洋資源的永續是主要的解決方法,除了生態保育,另一個是漁業漁港的轉型,從過去過度捕撈的抓來吃,轉型到生態體驗的旅遊價值,傳統漁業要轉型到娛樂漁業,發揮觀光旅遊的價值,從中帶來收入,魚就不用補那麼多,海洋資源才可永續。美國的漁業統計,休閒釣魚的經濟效益是商業捕魚的九倍,因此休閒釣魚的發展,其實是可以取代商業捕魚的部分經濟能量,進而減少捕撈。

以基隆市政府為例,2017 年便率先制定娛樂漁業島礁磯釣自治條例,管理認證核發與收費標準,並陸續導入科技管理工具,以船舶自動識別系統(Automatic Identification System,AIS)對磯釣船舶實施監測,採用邊霧運算技術,藉由與鄰近船舶、衛星等設備交換資料,當磯釣船訊號消失或離岸太遠,就會發出警示,建立數位治理機制,確保磯釣活動的安全戒護工作落實,保障業者與釣客的活動安全。另外磯釣證申辦,過去都要上班時間臨櫃申辦,造成不便。現在將磯釣證上網申辦,結合磯釣船出船單,送到漁港的海巡安檢流程,到磯釣船舶的海上航跡訊號勾稽,完成一套完整的服務鏈路,讓安全與方便形成基隆磯釣發展的重要後盾。使過去出海捕魚轉變成載客釣魚,減少捕撈,生態得以生息,漁民也有生計,還帶動釣具產業的發展。

其實智慧交通早已悄悄融入在日常生活,我們對數位票證的依賴度不斷增加,新零售時代的物流配送越來越快速。然而各種進步將可能衝擊原有的就業市場,該如何引導人才轉型也是重要的社會課題。

且讓我們試著想像,在交通的流動中,有出門運動、買菜的銀髮族,有通勤的白領上班族,有趕著上學的學生與接送孩子的父母,每個人的移動需求都能被滿足。經濟部技術處期望從技術專業角度,協助打造更人性化、友善的交通環境;同時,企業也能從競爭轉為合作,共同為產業創新轉型與減少污染的社會企業責任努力,創造更多就業機會;政府也能減少治理、管理的成本,持續優化交通運輸系統,形成社會美好的循環。