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在一個炎熱的早晨,當不成勇者的我只好認真聊碰撞測試,並且為美好的車輛安全獻上祝福了!

做車的人_96
・2017/09/21 ・4035字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 491 ・五年級

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第一天上班要遲到了!條紋襯衫雖然有點皺,但只有這件洗過,先穿再說。剩兩個紐扣還沒扣上,先奔到玄關從鞋櫃找出很久沒穿的皮鞋,把右腳粗魯地塞進鞋裡……哎呀!烤好的吐司還放在桌上,來不及了!用左腳單腳跳進屋裡,拿了吐司,嘴巴咬著,再跳出來,背起背包,門一甩!就朝公司奔去!

好像忘了帶什麼,不過算了。天氣真好!第一天上班一定要有好的開始,趕快先更新 FB,讓好友(雖然沒幾個)來按個讚幫我集氣!好痛!?我怎麼倒在地上了?定睛一看,一個穿著制服的高中生也跌坐在地上,好像長得有點可愛。難道!難道這就是傳說中日本動漫的定番!?我的人生原來是這種設定啊!

「大叔!走路可以看路嗎?不要以為長得帥就可以那麼莽撞好嗎?」–這句話應該等等就會從她嘴裡說出來吧,我們兩個應該會就此成為不撞不相識的冤家情侶吧!一定是這樣的吧!

「你還好嗎?有哪裡受傷嗎?」一位長得蠻帥但沒有我帥的傢伙,帶著歉意下車,比我先一步扶起高中生。「我沒事,但對不起,為了我,你的車……」「沒關係,有保險,人沒事最重要。」看來這傢伙為了避免撞到人,緊急讓車子轉了彎,撞上了停在路旁停車格裡的車。沒想到那麼強的撞擊下,車子竟然只有前頭潰縮,車門完全沒受影響,人也好好的可以走下車。

車子在設計時要能用精準的材料、搭配精準的形狀,才能讓金屬、塑膠、或其他複合材料產生最好的潰縮效果,同時又能維持駕駛與乘客區的完整不變形,這就需要從物理學上著手。

身為科青的我,看這傢伙的車子前頭撞慘了,卻心中法喜充滿地覺得是一件好事。這當然不是因為他竟然先我一步扶起高中生,而是因為這代表撞擊時,大部分的能量都轉移到汽車上,並且由車體吸收了,而不是讓我(或他)那禁不起折騰的軟綿綿大腦跟內臟來承受。1950 年代以前,車廠都認為車子越剛硬越好,後來才發現要是真的只求一路硬到底,或許撞擊時車體真沒什麼事,反而把大部分的衝擊留給了坐在車子裡頭的駕駛跟乘客。車子在設計時要能用精準的材料、搭配精準的形狀,才能讓金屬、塑膠、或其他複合材料產生最好的潰縮效果,同時又能維持駕駛與乘客區的完整不變形,這就需要從物理學上著手。

一般來說,汽油車燃燒產生的能量中,只有 20% 是用來驅動,剩下都以廢熱型態流失了,但讓約兩噸重的車子快速移動起來,要花的能量還真不少。當遇到緊急狀況,這股能量就得轉移才停得住。要嘛車子可以安全煞停,把能量透過輪胎轉移到路面,不然就是得將能量轉移到車身上,彎折以金屬為主的外側車身結構。以車子前側結構來說,大約只有 50 公分左右的潰縮距離,根據我看過的 minutephysics 這部影片的計算,由於 E=½ mv^2,如果車子時速為 60 公里,那能量約為 28 萬焦耳,代表若在這情況下撞擊,50 公分的潰縮車身以及裡頭的元件約略得承受 60 公噸的力,相當於太空梭主引擎 ¼ 的的推進力。裡頭的駕駛跟乘客大概會體驗有如戰鬥機駕駛或太空人在離心力訓練時所承受的力,但由於衝擊分散、時間拉長,所以還能受得了。

如果車子超硬,以至於能量快速轉移到駕駛或乘客身上,那恐怕就得面對 15 倍以上的殺人力道了……哎呀,我真是的,怎麼突然就進入科普狀態了!?我該趕緊把這台車的車牌號碼跟車型給記起來,馬上報案,別讓這個自以為比我帥的傢伙跑了才對。我一看,原來是台納智捷U5,這不就是前些日子大陣仗把車送去西班牙,接受法規撞擊測試的那台新車嗎?我記得測試場叫做 IDIADA,是江湖七大武器…..阿不對是全球七大車輛測試中心之一,位於西班牙巴塞隆納近郊,是獲得 Euro NCAP 歐洲新車評測計畫組織認可、好棒棒的測試場。

IDIADA 是獲得 Euro NCAP 歐洲新車評測計畫組織認可的測試場。

說到 Euro NCAP,前陣子有網友到政府成立的公共政策網路參與平臺發起連署「臺灣增設TW-NCAP議題」,很快就超過附議人數 5,000 人之門檻,我當時也鍵盤支持了。畢竟在台灣,上市的車子只代表過了及格的基本關,但哪一台更能保障安全?因為到現在都還沒有車輛碰撞的透明資料,所以只能一邊抱怨一邊猜(然後一邊酸)。

IDIADA 成員。圖/資料來自 Euro Ncap 官網

因為有參與連署,我對 Euro NCAP 也算是略懂略懂。Euro NCAP 成立,至今剛好滿 20 年,他們由歐洲多個政府和多個汽車工業機構組成,雖是民間發起,但獲得政府支持,秉持「獨立性」與「公開性」原則,旨在帶來零傷亡的交通。要做到這點,NCAP 必須比法規還要嚴謹與完善,以 Euro NCAP 為例,共分有成人保護、兒童保護、行人保護及安全輔助等共 4 主軸,其中包含了 19 項主要的評價測試與 51 項的主觀評價。

各國 NCAP 比較。

撞擊測試中,最主要的兩種就是「正面 40% 偏位撞擊」跟「側面撞擊」,看看衝擊時產生的能量能否被保險桿、車廂周圍鈑件及車體結構樑(A、B、C 柱)給吸收,讓車裡的人受到的傷害降至最低。我印象深刻,納智捷U5的正面40%偏位碰撞結果令人驚艷:A、B 柱幾乎無變形,前、後車門均可正常開啟,前座椅也可順利前後滑移,駕駛可以順利脫離,沒隨著車體受到嚴重擠壓,滿分 16 分的前撞 ODB64 測試中,納智捷 U5 拿下 15.085 的高分。難怪這個傢伙車子雖然撞了,但人看起來一點事也沒有啊。

納智捷 U5 拿下 15.085 的高分。完整測試報告請見:Luxgen Motor粉絲專頁

比較台灣法規標準以及 Euro NCAP 的差異,以 40% 前置偏撞來說,Euro NCAP 採用的標準為時速 64 公里,跟台灣的時速 56 公里比起來,看別小看這每小時 8 公里差異,因為E=1/2mv^2,在這速度下,撞擊力量會差到 30%,要靠駕駛座前方 40% 的部分區域來集中吸收,這就是說車體要用的剛性強度要超過 30% 以上,這可沒辦法偷工減料啊。

另外,最重要的當然不是車子變形還是損毀,而是人還能不能好好的。在 Euro NCAP 的測試中,測試員會透過遍佈假人全身的感測器,計算出每個部位遭受到的傷害值,然後套用不同的計算方式,如法規標準、各國 NCAP 的不同規定,就可以得到合格還是不合格,或是各國 NCAP 的單項評價得分。以 Euro NCAP 胸部壓縮量的分數來舉例,若超過 42 mm 則為 0 分,低於 22 mm 即可以獲得滿分 4 分。納智捷U5在西班牙的測試結果中,在駕駛的胸部壓縮量為 25.02mm,副駕駛則為 18.19mm,算是落在非常高的標準內啊!

人偶的檢視項目極多,包含頭部傷害指數、頸部傷害指數、頸部彎曲力矩、胸部壓縮量、胸部壓縮速率、膝部壓縮量、大腿受力、小腿受力、小腿傷害指數等等。圖/參考 ARTC

不過若要拿 Euro NCAP 的最高五顆星,沒在歐洲上市的納智捷是辦不到的。要獲得 Euro NCAP 核可進行整套 Euro NCAP 條件測試,得先在歐洲上市才行,不然相關實驗室也沒有義務承接車廠委託進行 Euro NCAP 規格的碰撞,為車輛背書。另外,要在成人保護、兒童保護、行人保護及安全輔助四個項目的表現都各別拿到五顆星,才能算是真正的五顆星,這是為了防止有些車廠將資源集中投入於某一項目上,舉例來說,若某車的成人保護項目達到五顆星,但行人保護卻只有四顆星,車廠最高的星等也就只能獲得四顆星。

等等!我怎麼又開始科普起來了?!我該先幫還沒來的警察把目前的狀況更全盤掌握一下。雖然這傢伙人沒事,被他撞的那台車的側面就不太好了。看到這台車的樣子,只能說好險車上沒人。不過側面碰撞發生時,車體變形也無法吸收太多側撞的動能,所以車體結構就必須夠強,不然乘客的空間被入侵過多,下場都不會太好。側撞的檢視重點就是看車側支柱(也就是 B 柱)變形成什麼樣,還有車門跟座椅對乘客的影響多大。一般來說,車子設計時會將受力點盡量控制在 B 柱下半部,來減少頭部、頸部及胸腔的傷害,因此 B 柱從側邊看為特殊的S型。

說了這麼多,突然覺得身體好像涼涼的……咦?我的手怎麼變成透明的了???我的身體、我的腳,怎麼也都透明化啦???

「這位先生!這位先生!你醒醒啊!」那個開納智捷的傢伙語氣緊張地輕拍著我的身體,但我一動也不動。不對啊!我明明就在這裡啊!喂!!!我怎麼越飄越高了???

「剛才就是他,嘴裡咬著吐司、一邊看手機,一邊沒看紅綠燈就衝著過馬路,把我也撞到馬路上,還好你緊急避開了我們兩個。」

「雖然我沒撞到他,但他好像自己突然休克了啊!」開納智捷的傢伙跟高中生的對話聲音越來越小,我漸漸聽不到了……只聽到高中生的最後一句:「而且……他為什麼下半身只穿著內褲啊?」

這是《為美好的世界獻上祝福!》的劇情吧!?

圖/IMDb

早上出門真是太匆忙了啊!(用透明的手拍透明的額頭結果直接穿過去了啊!!)下輩子讓我開納智捷上班吧!(明明只是要寫文說明納智捷 U5 在西班牙的碰撞測試結果,結果一直想著 howhow!howhow!howhow!,寫出來就變成這樣了。)

《做車的人》系列內容由裕隆集團委託,泛科學企劃執行

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做車的人_96
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「教練,我好想做一輛車。」不用拜託,你真的可以。 我們是一群做車的人,希望帶給大家第一手的車界知識,讓你更懂車是怎麼造出來的。我們希望台灣能有自己的汽車文化,更希望我們都能為這文化驕傲。 本專欄由裕隆汽車贊助。

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AI 是理科「主場」? AI 也可以成為文科人的助力!
研之有物│中央研究院_96
・2022/08/13 ・5646字 ・閱讀時間約 11 分鐘

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本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文/田偲妤
  • 美術設計/蔡宛潔

AI 的誕生,文理缺一不可

人工智慧(Artificial Intelligence,簡稱 AI)在 21 世紀的今日已大量運用在生活當中,近期掀起熱議的聊天機器人 LaMDA、特斯拉自駕系統、AI 算圖生成藝術品等,都是 AI 技術的應用。多數 AI 的研發秉持改善人類生活的人文思維,除了仰賴工程師的先進技術,更需要人文社會領域人才的加入。

中央研究院「研之有物」專訪院內人文社會科學研究中心蔡宗翰研究員,帶大家釐清什麼是 AI?文科人與工程師合作時,需具備什麼基本 AI 知識?AI 如何應用在人文社會領域的工作當中?

中央研究院人文社會科學研究中心蔡宗翰研究員。圖/研之有物

詩詞大對決:人與 AI 誰獲勝?

一場緊張刺激的詩詞對決在線上展開!人類代表是有「AI 界李白」稱號的蔡宗翰研究員,AI 代表則是能秒速成詩的北京清華九歌寫詩機器人,兩位以「人工智慧」、「類神經」為命題創作七言絕句,猜猜看以下兩首詩各是誰的創作?你比較喜歡哪一首詩呢?

猜猜哪首詩是 AI 做的?哪首詩是人類做的?圖/研之有物

答案揭曉!A 詩是蔡宗翰研究員的創作,B 詩是寫詩機器人的創作。細細賞讀可發覺,A 詩的內容充滿巧思,為了符合格律,將「類神經」改成「類審經」;詩中的「福落天赦」是「天赦福落」的倒裝,多念幾次會發現,原來是 Google 開發的機器學習開源軟體庫「Tensor Flow」的音譯;而「拍拓曲」則是 Facebook 開發的機器學習庫「Pytorch」的音譯,整首詩創意十足,充滿令人會心一笑的魅力!

相較之下,B 詩雖然有將「人工」兩字穿插引用在詩中,但整體內容並沒有呼應命題,只是在詩的既有框架內排列字句。這場人機詩詞對決明顯由人類獲勝!

由此可見,當前的 AI 缺乏創作所需的感受力與想像力,無法做出超越預先設定的創意行為。然而,在不久的將來,AI 是否會逐漸產生情感,演變成電影《A.I. 人工智慧》中渴望人類關愛的機器人?

AI 其實沒有想像中聰明?

近期有一則新聞「AI 有情感像 8 歲孩童?Google 工程師爆驚人對話遭停職」,讓 AI 是否已發展出「自我意識」再度成為眾人議論的焦點。蔡宗翰研究員表示:「當前的 AI 還是要看過資料、或是看過怎麼判讀資料,經過對應問題與答案的訓練才能夠運作。換而言之,AI 無法超越程式,做它沒看過的事情,更無法替人類主宰一切!

會產生 AI 可能發展出情感、甚至主宰人類命運的傳言,多半是因為我們對 AI 的訓練流程認識不足,也缺乏實際使用 AI 工具的經驗,因而對其懷抱戒慎恐懼的心態。這種狀況特別容易發生在文科人身上,更延伸到文科人與理科人的合作溝通上,因不了解彼此領域而產生誤會與衝突。如果文科人可以對 AI 的研發與應用有基本認識,不僅能讓跨領域的合作更加順利,還能在工作中應用 AI 解決許多棘手問題。

「職場上常遇到的狀況是,由於文科人不了解 AI 的訓練流程,因此對 AI 產生錯誤的期待,認為辛苦標注的上千筆資料,應該下個月就能看到成果,結果還是錯誤百出,準確率卡在 60、70% 而已。如果工程師又不肯解釋清楚,兩方就會陷入僵局,導致合作無疾而終。」蔡宗翰研究員分享多年的觀察與建議:

如果文科人了解基本的 AI 訓練流程,並在每個訓練階段協助分析:錯誤偏向哪些面向?AI 是否看過這方面資料?文科人就可以補充缺少的資料,讓 AI 再進行更完善的訓練。

史上最認真的學生:AI

認識 AI 的第一步,我們先從分辨什麼是 AI 做起。現在的數位工具五花八門,究竟什麼才是 AI 的應用?真正的 AI 有什麼樣的特徵?

基本上,有「預測」功能的才是 AI,你無法得知每次 AI 會做出什麼判斷。如果只是整合資料後視覺化呈現,而且人類手工操作就辦得到,那就不是 AI。

數位化到 AI 自動化作業的進程與舉例。圖/研之有物

蔡宗翰研究員以今日常見的語音辨識系統為例,大家可以試著對 Siri、Line 或 Google 上的語音辨識系統講一句話,你會發現自己無法事先知曉將產生什麼文字或回應,結果可能正是你想要的、也可能牛頭不對馬嘴。此現象點出 AI 與一般數位工具最明顯的不同:AI 無法百分之百正確!

因此,AI 的運作需建立在不斷訓練、測試與調整的基礎上,盡量維持 80、90% 的準確率。在整個製程中最重要的就是訓練階段,工程師彷彿化身老師,必須設計一套學習方法,提供有助學習的豐富教材。而 AI 則是史上最認真的學生,可以穩定、一字不漏、日以繼夜地學習所有課程。

AI 的學習方法主要分為「非監督式學習」、「監督式學習」。非監督式學習是將大批資料提供給 AI,讓其根據工程師所定義的資料相似度算法,逐漸學會將相似資料分在同一堆,再由人類檢視並標注每堆資料對應的類別,進而產生監督式學習所需的訓練資料。而監督式學習則是將大批「資料」和「答案」提供給 AI,讓其逐漸學會將任意資料對應到正確答案。

圖/研之有物

學習到一定階段後,工程師會出試題,測試 AI 的學習狀況,如果成績只有 60、70 分,AI 會針對答錯的地方調整自己的觀念,而工程師也應該與專門領域專家一起討論,想想是否需補充什麼教材,讓 AI 的準確率可以再往上提升。

就算 AI 最後通過測試、可以正式上場工作,也可能因為時事與技術的推陳出新,導致準確率下降。這時,AI 就要定時進修,針對使用者回報的錯誤進行修正,不斷補充新的學習內容,讓自己可以跟得上最新趨勢。

在了解 AI 的基本特徵與訓練流程後,蔡宗翰研究員建議:文科人可以看一些視覺化的操作影片,加深對訓練過程的認識,並實際參與檢視與標注資料的過程。現在網路上也有很多 playground,可以讓初學者練習怎麼訓練 AI,有了上述基本概念與實務經驗,就可以跟工程師溝通無礙了。

AI 能騙過人類,全靠「自然語言處理」

AI 的應用領域相當廣泛,而蔡宗翰研究員專精的是「自然語言處理」。問起當初想投入該領域的原因,他充滿自信地回答:因為自然語言處理是「AI 皇冠上的明珠」!這顆明珠開創 AI 發展的諸多可能性,可以快速讀過並分類所有資料,整理出能快速檢索的結構化內容,也可以如同真人般與人類溝通。

著名的「圖靈測試」(Turing Test)便證明了自然語言處理如何在 AI 智力提升上扮演關鍵角色。1950 年代,傳奇電腦科學家艾倫・圖靈(Alan Turing)設計了一個實驗,用來測試 AI 能否表現出與人類相當的智力水準。首先實驗者將 AI 架設好,並派一個人操作終端機,再找一個第三者來進行對話,判斷從終端機傳入的訊息是來自 AI 或真人,如果第三者無法判斷,代表 AI 通過測試。

圖靈測試:AI(A)與真人(B)同時傳訊息給第三者(C),如果 C 分不出訊息來自 A 或 B,代表 AI 通過實驗。圖/研之有物

換而言之,AI 必須擁有一定的智力,才可能成功騙過人類,讓人類不覺得自己在跟機器對話,而這有賴自然語言處理技術的精進。目前蔡宗翰的研究團隊有將自然語言處理應用在:人文研究文本分析、新聞真偽查核,更嘗試以合成語料訓練臺灣人專用的 AI 語言模型。

讓 AI 替你查資料,追溯文本的起源

目前幾乎所有正史、許多地方志都已經數位化,而大量數位化的經典更被主動分享到「Chinese Text Project」平台,讓 AI 自然語言處理有豐富的文本資料可以分析,包含一字不漏地快速閱讀大量文本,進一步畫出重點、分門別類、比較相似之處等功能,既節省整理文本的時間,更能橫跨大範圍的文本、時間、空間,擴展研究的多元可能性。

例如我們想了解經典傳說《白蛇傳》是怎麼形成的?就可以應用 AI 進行文本溯源。白蛇傳的故事起源於北宋,由鎮江、杭州一帶的說書人所創作,著有話本《西湖三塔記》流傳後世。直至明代馮夢龍的《警世通言》二十八卷〈白娘子永鎮雷峰塔〉,才讓流傳 600 年的故事大體成型。

我們可以透過「命名實體辨識技術」標記文本中的人名、地名、時間、職業、動植物等關鍵故事元素,接著用這批標記好的語料來訓練 BERT 等序列標注模型,以便將「文本向量化」,進而找出給定段落與其他文本的相似之處。

經過多種文本的比較之後發現,白蛇傳的原型可追溯自印度教的那伽蛇族故事,傳說那伽龍王的三女兒轉化成佛、輔佐觀世音,或許與白蛇誤食舍利成精的概念有所關連,推測印度神話應該是跟著海上絲路傳進鎮江與杭州等通商口岸。此外,故事的雛型可能早從唐代便開始醞釀,晚唐傳奇《博異志》便記載了白蛇化身美女誘惑男子的故事,而法海和尚、金山寺等關鍵人物與景點皆真實存在,金山寺最初就是由唐宣宗時期的高僧法海所建。

白蛇傳中鎮壓白娘子的雷峰塔。最早為五代吳越王錢俶於 972 年建造,北宋宣和二年(1120 年)曾因戰亂倒塌,大致為故事雛形到元素齊全的時期。照片中雷峰塔為 21 世紀重建。圖/Wikimedia

在 AI 的協助之下,我們得以跨時空比較不同文本,了解說書人如何結合印度神話、唐代傳奇、在地的真人真事,創作出流傳千年的白蛇傳經典。

最困難的挑戰:AI 如何判斷假新聞

除了應用在人文研究文本分析,AI 也可以查核新聞真偽,這對假新聞氾濫的當代社會是一大福音,但對 AI 來說可能是最困難的挑戰!蔡宗翰研究員指出 AI 的弱點:

如果是答案和數據很清楚的問題,就比較好訓練 AI。如果問題很複雜、變數很多,對 AI 來說就會很困難!

困難點在於新聞資訊的對錯會變動,可能這個時空是對的,另一個時空卻是錯的。雖然坊間有一些以「監督式學習」、「文本分類法」訓練出的假新聞分類器,可輸入當前的新聞讓機器去判讀真假,但過一段時間可能會失準,因為新的資訊源源不絕出現。而且道高一尺、魔高一丈,當 AI 好不容易能分辨出假新聞,製造假新聞的人就會破解偵測,創造出 AI 沒看過的新模式,讓先前的努力功虧一簣。

因此,現在多應用「事實查核法」,原理是讓 AI 模仿人類查核事實的過程,尋找權威資料庫中有無類似的陳述,可用來支持新聞上描述的事件、主張與說法。目前英國劍橋大學為主的學者群、Facebook 與 Amazon 等業界研究人員已組成 FEVEROUS 團隊,致力於建立英文事實查核法模型所能運用的資源,並透過舉辦國際競賽,廣邀全球學者專家投入研究。

蔡宗翰教授團隊 2021 年參加 FEVEROUS 競賽勇奪全球第三、學術團隊第一後,也與合作夥伴事實查核中心及資策會討論,正著手建立中文事實查核法模型所需資源。預期在不久的將來,AI 就能幫讀者標出新聞中所有說法的資料來源,節省讀者查證新聞真偽的時間。

AI 的無限可能:專屬於你的療癒「杯麵」

想像與 AI 共存的未來,蔡宗翰研究員驚嘆於 AI 的學習能力,只要提供夠好、夠多的資料,幾乎都可以訓練到讓人驚訝的地步!圖/研之有物

AI 的未來充滿無限可能,不僅可以成為分類與查證資料的得力助手,還能照護並撫慰人類的心靈,這對邁入高齡化社會的臺灣來說格外重要!許多青壯年陷入三明治人(上有老、下有小要照顧)的困境,期待有像動畫《大英雄天團》的「杯麵」(Baymax)機器人出現,幫忙分擔家務、照顧家人,在身心勞累時給你一個溫暖的擁抱。

機器人陪伴高齡者已是現在進行式,新加坡南洋理工大學 Gauri Tulsulkar 教授等學者於 2021 年發表了一項部署在長照機構的機器人實驗。這名外表與人類相似的機器人叫「娜丁」(Nadine),由感知、處理、互動等三層架構組成,可以透過麥克風、3D和網路鏡頭感知用戶特徵、所處環境,並將上述資訊發送到處理層。處理層會依據感知層提供的資訊,連結該用戶先前與娜丁互動的記憶,讓互動層可以進行適當的對話、變化臉部表情、用手勢做出反應。

長照機構的高齡住戶多數因身心因素、長期缺乏聊天對象,或對陌生事物感到不安,常選擇靜默不語,需要照護者主動引導。因此,娜丁內建了注視追蹤模型,當偵測到住戶已長時間處於被動狀態,就會自動發起話題。

實驗發現,在娜丁進駐長照機構一段時間後,住戶有一半的天數會去找她互動,而娜丁偵測到的住戶情緒多為微笑和中性,其中有 8 位認知障礙住戶的溝通能力與心理狀態有明顯改善。

照護機器人娜丁的運作架構。圖/研之有物

至於未來的改進方向,研究團隊認為「語音辨識系統」仍有很大的改進空間,需要讓機器人能配合老年人緩慢且停頓較長的語速,音量也要能讓重聽者可以清楚聽見,並加強對方言與多語混雜的理解能力。

臺灣如要發展出能順暢溝通的機器人,首要任務就是要開發一套臺灣人專用的 AI 語言模型,包含華語、臺語、客語、原住民語及混合以上兩種語言的理解引擎。這需花費大量人力與經費蒐集各種語料、發展預訓練模型,期待政府能整合學界與業界的力量,降低各行各業導入 AI 相關語言服務的門檻。

或許 AI 無法發展出情感,但卻可以成為人類大腦的延伸,協助我們節省處理資料的時間,更可以心平氣和地回應人們的身心需求。與 AI 共存的未來即將來臨,如何讓自己的行事邏輯跟上 AI 時代,讓 AI 成為自己的助力,是值得你我關注的課題。

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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【2022 年搞笑諾貝爾獎】10 項怪奇獲獎研究出爐:你賺多少其實跟你的才華沒有關係?蠍子斷尾求生,反而讓自己從此便秘?
PanSci_96
・2022/09/16 ・4489字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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  • 文/A 編、F 編、Heidi
  • 圖/F 編
2022 年搞笑諾貝爾獎主視覺圖。 圖/YouTube

一年一度、讓你廢到笑出來的搞笑諾貝爾獎,今年在美東時間 9 月 15 日下午 6 點準時直播。(為了不讓 Covid-19 有任何肆虐的機會,今年依舊為線上舉行。)

遵循著今年的主題「知識」,這次 10 項獲獎的研究都將讓你笑著笑著,回過神想想才發現奇怪的知識增加了

現在就快讓我們一起來看看今年的得獎快訊,並一起期待後續的個別研究報導吧~

應用心臟病學獎:一見鍾情時,你的「心」會告訴你嗎?

在相親場合,如果兩個陌生人初次見面時,受到彼此吸引,他們的心率和皮膚電導就會同步。研究團隊發現,比起追蹤眼神接觸和表情變化,追蹤心率和皮膚電導等無法自主調節的生理活動,才是最好的方法。

日後是否會成為情侶,從第一次見面時彼此的心跳頻率是否同步,就可以看出些微端倪? 圖/envato.elements

文學獎:到底為什麼全世界的法律文件都這麼難懂?

每次都看不懂法律文件在說什麼嗎?你並不孤單!全世界的人都在納悶這個問題。

研究團隊分析法律文件之所以難以閱讀、理解的原因,發現其中頻繁出現的法律用語都是平常不會接觸到的專有名詞,而雙重否定、被動語句和冗長的敘述,都會造成工作記憶不堪負荷,即使是有閱讀習慣的人,也都沒有辦法順利讀懂。

研究也建議法律文件應修正這些問題(特別是長句),或許可以提升整個社會的利益。

過於複雜的文法和冗長的敘述,都使法律文件難以被理解甚至是閱讀。 圖/envato.elements

生物學獎:不小心斷太多?蠍子斷尾後,從此開始便秘……

有一種 Ananteris 屬的蠍子,遇到危險時就會斷掉佔據 25% 體重的尾部,以及消化道末端,包括肛門,而且斷掉的部分都不會再生。沒有了肛門就無法排泄,便便累積在體內幾個月後,甚至會因此死去。

好消息是,斷尾不影響他們的活動能力,他們可以善用這幾個月尋找配偶、繁殖下一代。

延伸閱讀:【2022 年搞笑諾貝爾生物獎】斷尾便祕的蠍子傳宗接代?!

雖然斷尾後沒有辦法再便便,幸運的是牠們還可以趁這段「最後的時間」繁殖下一代。 圖/wikimedia

醫學獎:好吃的冰淇淋,可以有效緩解癌症化療副作用的不適?

在接受卵巢癌化療時,其副作用包含了「口腔黏膜發炎」的症狀,一般來說,會藉由「冰凍療法」來緩解口腔黏膜發炎,讓成年人在嘴巴裡含冰塊,不過,在對兒童施行「冰凍療法」時,卻是給他們吃冰淇淋!

這不公平的現象啟發了這次醫學獎的研究,Marcin Jasiński 等人的研究致力於發掘成年人吃冰淇淋緩解發炎的合理原因,為成年患者在痛苦中尋找一絲希望。

延伸閱讀:【2022 年搞笑諾貝爾醫學獎】吃冰淇淋對抗化療後口腔黏膜破損、潰瘍的副作用

醫學獎的研究成果,未來可能成為卵巢癌病患化療過程中的小福音。 圖/envato.elements

工程獎: DJ 的福音?旋鈕的大小與手指數量的關係

音量旋鈕的直徑大小,會影響你用幾根手指頭去轉旋鈕,你甚至不需要研究,就能知道太大會握不住,但研究者認為,應該要確切理解旋鈕直徑大小與手指數量之間的關聯性,因此有了這次工程學獎的研究。

下圖是研究的總結圖(異常精美),研究者以拇指位置(1M黑線)作為基準,把其他四根手指頭平均位置畫成黑線曲線,並把手指可能出現的區域(標準差範圍)以白色區塊表示。

此外,針對不同大小的旋鈕用了幾根手指頭,也可以直接在圖上看到,例如代表食指的 2M 黑線是從第一個圓開始,但中指的 3M 黑線卻從第二個圓開始。

如果需要設計符合人體工學的旋鈕,這篇研究非常有參考價值,但是應該沒人會因為轉旋鈕而手指痛吧……

開始旋轉旋鈕時,各指頭接觸位置的推移情況。(以拇指放在 Y 軸的情況) 圖/原文研究

延伸閱讀:【2022 年搞笑諾貝爾工程學獎】旋鈕大小與手指數之間的完美關係:轉動音量鈕需要用到幾根手指?

藝術史獎:這也是儀式的一環?用酒灌屁屁的馬雅人

Peter de Smet 和 Nicholas Hellmuth 從古馬雅的陶器上發現許多灌腸的場景(?!),他們認為這些畫面很好的證明「灌腸」是古馬雅儀式中的一環。但馬雅人這邊灌的不是普通的水,從一些畫面的描繪中可以發現,他們灌的是酒~精~。(情況從難以置信,變成難以理解……)馬雅人可能利用直腸吸收的作用,加強喝醉的效果。這項新的發現,推翻了過去對於馬雅人儀式的認知。

除了酒精之外,菸草、睡蓮等植物所做的藥水,也是他們想灌進直腸的可能選擇。雖然現在學者們還不太明白,將睡蓮灌進去的作用是什麼……。

延伸閱讀:【2022 年搞笑諾貝爾藝術史獎】浣腸也搞儀式感!藥理學家的馬雅考古

Peter de Smet 介紹他從陶器上發現儀式場景的過程。 圖/YouTube

物理獎:小鴨為什麼都排隊前進?因為這樣比較省力

「生物特殊的行為,背後通常都有其獨特的意義。」如果仔細觀察便會發現,小鴨子們在游泳時,可不只是跟在母鴨身後,而是以整齊的隊列前進著。就像是自行車競賽中,隊伍的第一位選手負責破風,讓後方選手受到的風阻較小。

原文研究:

延伸閱讀:【2022 搞笑諾貝爾物理獎】小鴨游泳為什麼要排成一排?母鴨身後的「加速相位」推著小鴨走

就算上岸,小鴨也還是排隊前進。 圖/envato.elements

和平獎:「我跟你說一個秘密……」

八卦,是指說人閒話的行為,一個好的八卦,往往都是真假參半的內容。研究者深諳此道,建立模型來實驗。結果顯示,在不清楚消息來源是否真實的情況下,要說實話還是謊話,取決於你和對方的關係。

換句話說,如果你想要討好對方,你就會說實話,讓對方跟你站在同一條陣線上。

(這種情況,我們好像在生活中多少都遇過……)

八卦傳播的真假,還得看傳播者與接收者之間的關係。 圖/envato.elements

經濟學獎:比起才華,「福氣(hok-khì)」更重要?

Pluchino、Biondo 和 Rapisarda 從數學上解釋了為什麼成功往往不屬於最有才華的人,而是屬於最幸運的人。

這個道理非常簡單:人類的才智呈現常態分布,而財富分配則是遵循 80/20法則,也就是 80% 的財富集中在 20% 的人身上,所以最聰明、最有才華的人,不一定就是最成功、最有錢的那些人,一切都是運氣!

註:這是 Pluchino 和 Rapisarda 獲得的第二個搞笑諾貝爾獎。他們曾經用數學證明,如果組織隨機提拔人員,就能變得更有效率,拿下了 2010 年搞笑諾貝爾管理獎。

延伸閱讀:【2022年搞笑諾貝爾經濟獎】不想努力的我,把運氣點滿就對了

從研究結果顯示,比起埋頭苦讀,到處嘗試、增加機會,更有可能讓人成功。 圖/envato.elements

安全工程獎:小心!前面有隻鹿!

日本琦玉一間餐廳推出新菜單「被撞死的鹿肉沙西米」,在台灣的我們看到可能會滿頭問號,但在某些地區時常會有大型野生動物與汽車相撞的事件,尤其是在有多種麋鹿出沒的斯堪地那維亞半島,麋鹿與車子之間的車禍問題急待解決。

為此,研究人員在參觀了動物園、諮詢獸醫與解剖麋鹿等仔細調查後,用橡膠板與鋼製零件製作一隻假的麋鹿,並用三輛淘汰掉的舊車進行各種碰撞測試。透過假鹿的英勇犧牲,藉此收集到與真鹿碰撞相似的結果。在未來相關的安全防護上,提供了重要數據。

當然,在收集到完整的資料之前,假鹿的未來還有更多的「車禍」等著它……。

假鹿的撞擊測試。

延伸閱讀:【2022 搞笑諾貝爾安全工程獎】交通安全麋鹿有責!用假麋鹿守護行車和平!

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PanSci_96
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汽車視線死角突破第一式:從第一位女賽車手和他的鏡子開始說起
做車的人_96
・2017/10/31 ・3780字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 510 ・六年級

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「耶耶耶!駕照到手了!」經過一整個月的努力,我終於考到了汽車駕照,在歡欣鼓舞一陣後,更興奮的就是要選車買車了,但我心中仍有些不安,畢竟是原車原場考照,教練教了許多竅門,才能順利過關,之後實際上路真的就能安穩無憂嗎?特別是教練曾說過:「開車不撞到東西不算厲害,還要不被別人撞到才算厲害。」

因此,我期望能買一輛比較安全的車,好彌補自己經驗的不足。我的表姊小華是汽車公司的業務經理,跟他買、聽他的建議準沒錯。一通電話聯絡好,我找了一天下午去表姊的店裡看車。

圖 / by 微雨

後照鏡的誕生:傳奇女賽車手 + 他的鏡子?

第一次來到表姊的辦公室,除了東張西望外,我看到表姊桌上貼著一張美女照,而且是黑白的,我好奇地問:這是誰啊?「呵呵!他可是我的偶像啊!」 小華姊答道。

蘿西‧萊維(Dorothy Elizabeth Levitt)——英國第一位女賽車手,圖/by Dorothy Levitt  Autodidactyl@wikipedia commons。

他叫多蘿西‧萊維(Dorothy Elizabeth Levitt),是英國第一位女賽車手,也是女性主義的先鋒,在上(20)世紀初的英國汽車才發明不久,開車的男生少,開車的女生更是罕聞。當時極少人可以接受女生開車,就連他的老師都嫌棄他是個女生,很不情願地教導。而且,早期的學車不僅要會開,還要會維護保養修理,與今日車手只專注於操駕大大不同。

他在 1903 年開始出賽,前幾次比賽只能算累積經驗,好強化自己的駕駛技術與車體機械調校,經過多次努力才開始打入名次與獲取獎金。到了 1905 年他從倫敦開到利物浦,成為當時最遠程的女駕駛,2 天後他又締造另一項紀錄,成為當時速度最快的女車手,並且還教導過丹麥亞歷山大女王及其公主如何開車,當時只有上流社會人士能接觸、購買汽車。

1909 年 Dorothy Levitt 出了一本冊子《The Woman and the Car》(女人與車),內容主要集結了他 1903 年到 1908 年間在週報上的專欄文章,教導女生當如何駕駛汽車。而他也在書中也提到女生當如何注意自身安全,例如獨自旅行時應該帶一把自動手槍來防身,然後在開車時應該把一面隨身手鏡掛在便於觀看的地方,觀察車子的後方,以策安全。

1909 年 Dorothy Levitt 出《The Woman and the Car》(女人與車)的冊子,圖/from Waterstones

事實上,這正是汽車後照鏡(back-view mirror 後視鏡)的概念起源。

不過 Dorothy Levitt 只是在手冊上提及,而後在 1911 年的印地 500 車賽(Indianapolis 500-Mile Race, 印第安那波利斯 500 英哩大賽)中,奪冠的車手就為自己的車配置了後照鏡,之後比賽中其他車手也紛紛仿效跟進。直到 1921年 Elmer Berger 取得了後照鏡的專利、並開始大量生產之後,商業銷售的汽車才開始配備後照鏡。

初期的後照鏡跟賽車相同,只有配備觀看正後方的後照鏡,這在當時已經足夠,因為當時的汽車公路多半只有一線道,隨著路面的拓增、車輛的增加,相鄰車道的狀況也必須顧及,有了靠近駕駛的左側後照鏡,不久之後也加上右側後照鏡,最初左右後照鏡還不同大小,但不美觀。現在的車子都已是左右外型對稱的設計。

「原來有這樣的發展歷程啊!確實有左右中後照鏡,開車才會感到安全啊!」我有些領略,而小華姊接著補充:「除後照鏡外,相近時期還有了擋風玻璃,在擋風玻璃還沒出現前,人們認為只要帶個護目鏡就好,後來受傷的人多了,發現護目鏡是不夠的,才有了擋風玻璃,一樣是種安全防護設計。」以上這些,已經是基本的基本了,現在的汽車,有更多先進的安全設計,例如安全氣囊(Air Bag)、緊急煞車系統(ABS,源自飛機機輪煞車設計)等,特別是影像感測器(Image Sensor)普及後,使操駕安全性再提升。

有了後照鏡卻還是有「視線死角」該怎麼辦?

但就算後照鏡已經發展成熟,有在開車的人都知道,汽車仍有一些後照鏡無法克服的死角;這該如何突破呢?目前最常見的其中一種克服倒車視線不良的方法,便是將影像感測器裝設在車尾的「倒車監視鏡頭」,這樣在倒車的時候就可以看到車後影像,再加上超音波測距,俗稱倒車雷達的輔助,就可以知道與碰撞物之間的距離,避免碰撞。

倒車雷達,圖/by Car leasing made simple@flickr。

再更進一步,由於左右後照鏡依然有視線死角,因此近年來的新車款,也開始在左右後照鏡埋設影像感測器,增加駕駛的觀察視野,稱為側邊視角(side view),甚至有從上方往下看的鷹眼視角(eagle view),快速全覽車的四周是否有碰撞物。

雖名為鷹眼視角,但並不是真的從身車上豎起一個竿子,由上往下俯瞰,而是在車的前後左右都裝設影像感測器與相關側距,將車四面感測到的資訊組合起來,從而顯現完整的車外圍圖像。

單純光學後照鏡帶來的車側盲區(blind spot),圖/from How To Eliminate The Dreaded “Blind Spot”

但若是開車的時候,還要分別一直切換這些鏡頭功能,這樣不僅麻煩、也是危險駕駛的行為啊(抖)。

所以做車的人們就開始思考,該如何將這些鏡頭的影像整合在一起呢?於是也有了3D影像整合技術的開發。3D影像整合技術指的是透過多鏡頭的整合、影像無縫拼接、行駛狀態偵測辨識等等,在低速、高速的移動行駛下就能一鍵操作,將車側與車後的180度廣域視野無縫還原在車內的大屏幕中。

為克服光學後照鏡的盲區,透過電子影像鏡頭大大提升駕駛人的視野,再加上3D影像整合技術,使用多鏡頭的影像縫合技術、設身處地從駕駛人的視角出發,避開A柱的死角,可以更全面掌握車周圍的路況。source:影片截圖

前前後後都照顧到了,這樣就萬無一失了嗎?

聽到這裡,我說:「幾乎全車外圍都看盡了,這樣就應該萬無一失了、絕對安全了吧?」

小華姊卻說:「還沒還沒,安全設計不僅於此,你有沒有想過「底盤下」呢?當我們的車行經凹陷、凸起路面時,如果我們有辦法先知道底盤下的狀況,我們是否就可以避免一些震盪或意外的發生呢?」他接續說。

「這個意思是說…難不成我們還在車底下安裝鏡頭嗎?不過底下這麼黑,有辦法看到嗎?」我困惑地說。

小華姊再說:「其實呢,台灣就有自主開發一種叫做「底盤透視」的影像技術,是利用軟體演算法,在透明化之虛擬車底部,呈現鏡頭所擷取之影像,讓駕駛看到像是車輛底下這些肉眼看不到的地方。」

我說:「哇!那以後我要開車停上我家的機械停車位、開車去洗車,或是回外婆家那個小到不能再小的鄉間小路,我就再也不用害怕壓到不知名的障礙物啦!真是太強大的神器了。好了,夠完美了,應該不會出事了。」「還不夠!」小華姊答。

有了影像感測器後,更重要的安全技術也開始展露,由於半導體技術的進步,繪圖處理器晶片(GPU)運算力一日千里,過去無法進行即時影像辨識運算的,如今可以做到了。

將配備 GPU 晶片的車用電腦裝置到車上後,搭配人工智慧(AI)、機器學習(ML)、深度學習(DL)、類神經網路(ANN)等智慧軟體演算技術,車用電腦可以對擋風玻璃外的景象進行研判,哪個是正滾過來的礦泉水空瓶?哪個是臨時滾到路上的皮球?車用電腦都可以加以辨識,並透過抬頭顯示器,將該物標示出,甚至加上提示文字,提醒駕駛當注意。

電腦可以辨識眼前的景象物品是什麼,圖/from fortune

「這招實在太強了!」我真希望我的車也有。

小華姊又說,由於這些投影標註改善我們在現實世界開車的安全性,有助於現實運作的就被稱為強化現實(AR),或稱擴增實境,當然相關技術還有混合實境、虛擬實境、增強虛擬等等。

「太厲害了,原來 AR 還能做這樣的混合應用!那我希望之後可以讓開車過程變得更有趣!例如邊開車邊抓寶可夢,或是邊成為勇者邊鬥惡龍~」聽到 AR 我的心已經飛到了遊戲中的異世界了。

小華姊輕輕地拍了一下我的腦袋「遊戲回家陪你用 VR 玩啦,在路上開車要專心!」突然他又換了個若有所思的表情喃喃自語道「不過讓開車過程遊戲化倒是不錯的主意耶,從多蘿西‧萊維的鏡子、到 HUD 應用在擋風玻璃上,都是從跨域到讓汽車產生革新的過程,或許設計得宜,不只不會讓用路人分心、反而能更創新?!讓我來趕快把這個點子筆記筆記之後或許⋯⋯」

「小華姊!午休時間結束囉!」雖然很捨不得驚擾到如此認真的小華姊,但我實在太迫不及待想試駕新車了。

「啊啊也是也是,那走吧!我帶你去看看我們有哪些車款,配備哪些安全功能,讓你這個新手安心上路開車!」

《做車的人》系列內容由裕隆集團委託,泛科學企劃執行

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做車的人_96
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「教練,我好想做一輛車。」不用拜託,你真的可以。 我們是一群做車的人,希望帶給大家第一手的車界知識,讓你更懂車是怎麼造出來的。我們希望台灣能有自己的汽車文化,更希望我們都能為這文化驕傲。 本專欄由裕隆汽車贊助。