學術貢獻 〉工程及應用科學領域-第二十七屆國家講座主持人獎/臺灣大學電機工程學系特聘教授/傅立成-臺大傅立成的照護機器人管家:陪你聊天看老照片
2024-9-03

全球正掀起人形機器人的競爭熱潮,從新創公司Figure AI的機器人Figure 01、波士頓動力(Boston Dynamics)的Atlas機器人到特斯拉(Tesla)的Optimus Geni2,各家無不使出渾身解數,AI晶片大廠輝達(NVIDIA)執行長黃仁勳更是樂觀預測人形機器人將在百年後普及;但臺灣機器人教父、第二十三屆與第二十七屆國家講座主持人獎得主傅立成則強調,未來機器人的競爭決勝點在「人性」,而非「人形」,這也是他迄今努力的目標。

臺灣的機器人教父到底在研究什麼?

臺灣大學「智慧型機器人與自動化實驗室」由資訊工程學系暨電機工程學系特聘教授傅立成創設,主要鑽研智慧家庭、電腦視覺、虛擬實境和智慧機器人等四大領域。

「打造智慧機器人涉及本體結構、智慧感知、驅動控制、核心零部件、支撐環境、人機交互與AI技術等七大核心,而我主要專注於智慧感知、人機交互和AI技術,」傅立成道出自己從功能型、服務型、社交型、認知型到目前鑽研的決策型機器人、近四十年始終不變的研究核心。

簡單來說,「智慧感知」如同機器人的聽覺與視覺,使其能感知周遭環境和人事物;「AI技術」則是機器人的大腦,賦予它學習、推理與決策能力;而「人機交互」可以理解為機器人的社交能力,使其與人類進行具同理心且高效的自然互動。

因應人口高齡化,AI醫療暨陪伴照護蔚為新焦點?

近年來,傅立成將研究焦點擺在AI醫療暨照護陪伴領域,並取得亮眼的學術成果。在AI醫療應用方面,研究團隊開發了一種非侵入性的智能檢測方法,透過「看圖說話」來預測長者的認知狀況。

「我們讓長輩看圖後,描述圖中的故事,並同步錄音、分析他們的語言特點,以此判斷是否存在阿茲海默症、輕度認知退化(Mild Cognitive Impairment, MCI)或僅是正常老化。這種方法之所以有效,是因為該種失智症所引發認知退化會顯著影響語言能力,透過分析語言特徵,可以捕捉到最初期的認知退化跡象。」傅立成解釋。

目前研究團隊已開發出網路版和App版本,對於已確診的阿茲海默症患者,準確率高達九成、輕度認知退化的檢測準確率為八成。傅立成指出,「真正的目標,是早期識別輕度認知退化,因為一旦發展為阿茲海默症就很難逆轉。我們希望透過這種方法早期干預、改善老年人的生活品質。」

在照護陪伴上,傅立成研究團隊專為長者開發一款名為「陪伴照護機器人管家CHARM」的App應用程式組合包,內含八項互動功能,可搭配社交機器人使用,並於二〇二一年底獲得國家新創獎。

CHARM機器人系統的創新亮點,在於當長者隨年紀增長、記憶力逐漸衰退時,可透過「記憶輔助」功能記錄對話內容,像是親友聊天或遠程門診諮詢,一旦記不清時,便可向機器人查詢相關訊息;當親人不在身旁而孤獨時,長者可以使用「懷舊聊天」功能,透過昔日舊照,讓AI機器人陪同回顧往事;倘若在聊天對話中,機器人系統察覺長者情緒低落,則會啟動「情緒關懷」功能,透過同理心的對話幫助他們緩解情緒、提供適度安慰。

生成式AI,有機會讓AI機器人能自主決策

隨著生成式AI興起,傅立成將其導入憂鬱傾向的辨識與CHARM機器人系統,藉此突破以往監督式AI的限制。

他表示,所謂監督式AI,需要先找到優秀模型,用大量標註好的數據進行訓練,過程中需要依賴許多人力與時間,且數據品質直接決定模型性能,侷限性顯而易見;生成式AI則改變了這樣的局面,大型語言模型(Large Language Model, LLM)透過學習大量的人類文本、對話與知識等,累積豐富的知識與常識,甚至具備一定的情感表達能力,人們則可省卻大量的時間和精力去準備及標註數據,還能讓機器人的發展更接近人類,特別是在語言處理與認知能力方面。

以傅立成另一項專長—深度學習的影像辨識為例:影像辨識猶如機器人或無人駕駛汽車的眼睛,在監督式AI時代初期,單一模型能辨識七十至八十種物體,但對於真實世界而言仍然不足;自從生成式AI出現,最新的視覺語言模型(Vision Language Models, VLM)結合影像和語言,透過學習超大型的數據,能理解上百種類物體,大幅提高機器人在真實環境中的適應能力。

「我們現正利用生成式AI協助機器人再更上一層樓。未來的機器人不僅需具備社交和認知能力,還要能自主決策。例如,當機器人聽見有人從屋外被淋濕地走進屋內,它會上前關懷並主動詢問是否需要提供毛巾等幫忙,甚至詢問是否需要幫忙,最後再把有水滴的地板拖拭乾淨。這種智慧來自於生成式AI讓機器人舉一反三、自主判斷行動,具備人類的同理心與常識,」傅立成生動地描繪未來決策型機器人的樣貌。

近年來,傅立成觀察到人口高齡化蔚為全球趨勢,他說:「我們之所以持續投入醫療、智慧家庭和老年照護之相關研究,正是因為看見未來世界的需求,包括自身年長時也迫切需要,這是一件相當有意義的事。」

目前,高齡化市場是兵家相爭之地,光是在家庭暨醫療陪伴方面,也有多重應用。例如:智元機器人公司的遠征A1機器人可從事家務和照顧老人;小米CyberOne機器人可識別八十五種環境音和四十五種人類情緒;日本川崎重工的RH Friends也訴求適用於家庭及醫院等環境。

傅立成認為,目前大多數機器人停留在辨識環境音、人類情緒等智慧感知階段,臺灣在技術層面上亦可達國際水準,但真正的挑戰在於如何將感知轉化為認知,使機器人更貼近人類生活。

他以曾被譽為全球最佳人形機器人的Pepper為例指出,Pepper號稱能識別多種情緒、善於人機互動,但多半最終只能作為機構裡定點的接待式互動機器人,例如航空公司貴賓室門神和咖啡店迎賓人員,並未真正融入人類的日常生活。

「雖然生成式AI的出現,大幅改善機器人對話能力,但僅僅具備流利的對話能力是不夠的,如同一個人口齒伶俐但內容空洞,或有想法卻無法表達一樣;所以機器人的大腦,即深層次的認知和決策能力,是最後一塊缺失的關鍵拼圖,」傅立成語重心長地說。

臺灣機器人教父:未來人類與機器人是良善共存、彼此扶持

除了技術研究,傅立成還強調人才培養的重要性,他說:「當前這波AI熱潮吸引大批年輕人投入,我的另一項責任就是引領這些學子研究機器人的大腦,培育相關領域的專業人才。」

他鼓勵年輕人應抓住創新機會,思維切勿一成不變,「面對AI帶來的挑戰,我們應善用AI工具並培養終身學習的能力,同時發揮人類獨特的創造力和跨域思考,這樣才能保持競爭力、找到新的發展舞臺。」

「我平常會使用AI工具,並將其導入教學與研究中。」傅立成認為,人類無需擔心被AI機器人取代,這就像計算機普及後,學校並沒有因此停止教授九九乘法,只是將複雜的計算交給計算機而已,「在我的心目中,未來人類與機器人是良善共存的,彼此相互扶持、共同成長,無論在物質生活或精神層面上,機器人都將是人類的得力助手。」


  Copyright © 2015 Innovation in Higher Education Bi-monthly All Rights Reserved  設計製作/天下雜誌股份有限公司
參觀人數:2990759
Copyright © 2015 Innovation in Higher Education Bi-monthly All Rights Reserved 設計製作:天下雜誌股份有限公司