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如何證明失明還是詐盲?從陳敬鎧案看法庭中的視覺科學

活躍星系核_96
・2020/03/06 ・5359字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 559 ・八年級

  • 文/民間司法改革基金會陳梅慧

編按:眼見真能為憑嗎?2009 年,前手球國手陳敬鎧因車禍導致視力受損,儘管科學鑑定視力已達全盲,然而由於他的行為舉止與一般人看似無異,反被法院認定為詐盲。視力檢測結果難道並不可信嗎?視障者真的沒辦法與一般人做到一樣的事嗎?或許我們不只應理解該案中科學鑑定的方法,更該反思自己對視障者的想像。

陳敬鎧8,前手球國手,因為一場車禍導致視力嚴重受損。之後,陳敬鎧努力讓自己的行為表現與正常人類似,卻被認定是為了詐取保險金而詐盲。

2018 年 2 月 14 日,二審判決最終認定陳敬鎧有罪,宣判一年兩個月有期徒刑。但若仔細閱讀判決,可以發現其實法官也認為陳敬鎧的視力確實因車禍受損,可是受損的程度是否嚴重到符合保險理賠的標準「萬國視力 0.02 以下」?法官認為案件中相關的醫療檢測資料、鑑定報告都不足以認定。

「⋯⋯被告自發生車禍後而至多家醫院求診⋯⋯並提多出家醫院之電生理圖檢測表、診斷證明書;惟依上開儀器檢測結果,固可認被告視力與常人不同且弱於常人;惟上開儀器均無判讀被告之視力是已經達到萬國視力 0.01 標準以下全盲狀態⋯⋯」

「⋯⋯台灣大學心理系鑑定報告之結論,與被告遭攝錄之客觀日常生活行動表現顯不一致,亦與被告之辯詞不符;難認上開鑑定之認定合乎被告之真實視力狀況,是其鑑定結論認:被告之視力是比萬國視力 0.01 標準以下還更低等節,即無從採信。」

「經本院斟酌後,認均不足以據以認定本案被告視力是否是萬國視力 0.01 標準以下或雙眼全盲失明。又被告視力確有受損,惟其受損之程度如何,亦非本案應調查確認之事項。」

——摘自臺灣高等法院高雄分院 103 年度上易字第 574 號判決1

在陳敬鎧案中,最核心的問題始終是「視力值多少?」。本文嘗試就此問題進行整理與說明。

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什麼是萬國視力 0.01?

視力(Visual Acuity, VA)的定義是在 1862 年由荷蘭眼科醫師 Snellen 所訂定。他定義若能在 20 呎(約 6 公尺)的距離分辨 5 角分(1 度為 60 角分,所以 5 角分等於 1/12 度)的字母缺口方向時,視力為 20/20,為 1.0(圖一);若是在 10 呎(約 3 公尺)的距離才能分辨時,視力為 10/20,為 0.5。因此,視力 0.01 就是在 0.2 呎(約 6 公分)的距離才能分辨字母的缺口方向2

圖一/視力的定義(圖/作者)
20 呎:約為 6.096 公尺;5 角分:完整的圓是 360 度,1 度為 60 角分,所以 5 角分等於 1/12 度;20 呎距離 1 角分的字母缺口大小約為 0.177 公分。直徑 × 3.14 × 占圓的比例 = 弧長;(6.096 × 100 × 2) × 3.14 × (1/60)/360 = 0.177

接著我們來了解萬國視力表中所用的視覺刺激——字母 C 或 E。C 和 E 的缺口寬度是整個字母的 1/5(圖二)。為了計算方便,將距離 20 呎的 1 角分,定義為 1 分視角,視力 1.0 即為可辨識 1 分視角的缺口。有了「分視角」,就不用一直換算距離和視覺刺激的大小。

視力值 = 1 ÷ 分視角

圖二/視覺刺激字母 C 及 E(圖/作者)

了解「視力」的定義後可以理解,視力的本質是主觀的感覺,需要受測者的反饋才能得知。順帶一提,許多人可能會將「近視度數(屈光度)」和「視力」混淆,這兩者的概念是不同的,之間無法相互換算3

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接下來的問題是,需要受測者反饋的主觀感覺是否有可能被客觀的得知呢?這部分涉及的就是心理學領域了。

行為衡鑑實驗:運用心理物理學的定值刺激法

正因為「感覺」需要受測者回應才能得知,每個人回應的標準又不盡相同,因此所得到的答案並沒有辦法做出有意義的探討及結論。為了解決這個難題,發展出「心理物理學」這門學問,以科學方法研究刺激與感覺之間的關係。

在陳敬鎧案中的視覺系統功能鑑定報告,其中的行為衡鑑實驗便應用了這個方法。

該實驗使用了心理物理學中的「定值刺激法」,科學家依照想了解的感知能力,來選定幾個強度不同的刺激,這些選定的刺激會在實驗中隨機提供給受測者。刺激的範圍抓在受測者大概有一半的刺激範圍難以感知(看不太到),另一半的刺激容易感知(容易看到)。

實驗過程以「二因子強迫選擇」(2-alternative-forced-choice, 2AFC)進行,受測者不能回答看得到或看不到,而是必須回答該刺激的「實際狀態」,且該刺激的狀態只有兩種,假若一直假裝看不到、亂猜時,那麼正確率就會一直落在 50%。「強迫選擇」的方法,可以讓實驗者從測驗結果得知受測者是否有「如實」回應。

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想親身體驗的朋友可以到 SAGE edge 玩一個線上實驗4,測測看自己「多亮才看得到?」,螢幕上會出現不同亮度的光點來測你的感知能力。你可以在「Method Settings(方法設定)」頁面裡選用「Forced-Choice(強迫選擇)」,並設定光點的相對亮度、重複次數、光點的最大和最小值等等,接著點選「Experiment」就可以開始實驗囉!

實驗時,光點會在螢幕上閃過,在「Forced-Choice」情況下,實驗的問題是「To which side was the dot?(光點在哪一側?)」,並強制你回應光點是在十字的「右」或「左」,看不到也要用猜的(圖三)。

圖三/SAGE edge 線上實驗(圖/作者)

實驗結束後,可以從「Results」看見結果生成的圖表。在筆者積極配合實驗的情況下,出現了圖四的藍色曲線,X 軸是亮度的強度,Y 軸是正確率,紅線標示處為「閾值」,指的是在該亮度時筆者有 75% 的辨識正確率。

圖四/積極配合實驗的情況下所生成的圖表(圖/作者)

「定值刺激法」讓科學家能「以客觀的指標呈現出受測者對特定刺激的感知能力」,而「二因子強迫選擇」則解決了「不同受測者、不同回覆標準」的難題。透過這兩種實驗設計的應用,進而能客觀的比較不同受測者之間的感知能力,並進行評估。

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陳敬鎧的行為衡鑑實驗

了解心理物理學的基本概念後,接下來看怎麼應用在陳敬鎧的案件中。

實驗目的是「了解陳敬鎧的視力值是多少」,依照萬國視力的定義,視力是在特定距離下辨別特定大小的能力。因此科學家在陳敬鎧的實驗中,選用的視覺刺激是「隨機、不同大小的正立或倒立三角形」,三角形的底寬有 30、60、120、180、240 像素五種不同的大小,隨機以正立或倒立出現在螢幕上(圖五)。

實驗時陳敬鎧只能回答「正立」或「倒立」,即使看不到也要回答正立或倒立。實驗共進行 150 次,結束後計算受測者對「不同大小的三角形」回答的正確率。

圖五/螢幕出現隨機、不同大小的正立或倒立三角形,並請受測者強迫回答「正立」或「倒立」(圖/作者)

因為人類的視覺對於「不同大小的三角形」的偵測能力是連續的,若曲線的 X 軸是三角形的大小、Y 軸是正確率時,當受測者積極配合時,量測的結果將得到一個平滑的曲線,該曲線從「幾乎無法感知(看不太到)」逐漸上升到「幾乎都能感知(看到)」,透過此曲線,科學家便可得知受測者在特定正確率下的感知能力。

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直接來看陳敬鎧的受測結果(圖六)。X 軸為分視角(刺激大小),Y 軸為正確率,圖中有兩條曲線,兩條曲線的受測距離不同,A 曲線的受測距離為 12 公分,B 曲線為 30 公分。

圖六/陳敬鎧對不同視角大小之刺激,判斷「刺激正立倒立」正確率的心理測量函數曲線。刺激的分視角越大,正確率越高(圖/作者)

從圖可以看出正確率從 50%(0.5)隨刺激變大而逐漸上升,這個實驗結果顯示陳敬鎧積極配合實驗。以此得到陳敬鎧的感知能力曲線後,我們可以定義在正確率多少時算「看得到」(閾值),若將正確率定在 90%,從曲線中即可推得陳敬鎧可辨識的三角形大小約為 2,350 分視角。

複習之前提過的視力定義「視力 1.0 即為可辨識 1 分視角,視力值 = 1 ÷ 分視角」,因此在 90% 正確率下,陳敬鎧的視力值約為 1/2,350 = 0.00042,遠小於保險理賠標準的 0.025

為什麼不用 C,而是三角形?

看到這裡,細心的朋友可能注意到了,萬國視力表和陳敬鎧實驗中所用的「視覺刺激」不同。萬國視力表一般使用「字母 C」,但在該實驗中卻使用「三角形」。為什麼實驗不選用字母 C,而是選用三角形呢?

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使用字母 C 時,受測者分辨的視覺刺激是「C 的缺口」,但「整個字母 C」的大小是缺口的 5 倍;若是分辨三角形的方向(正立或倒立),則受測者是辨別「三角形頂點與底寬的差異」,而整個三角形的寬度即是三角形的底寬。

圖七/視覺刺激字母 C 與三角形的比較(圖/作者)

前面有提到,行為衡鑑實驗中選用的刺激大小範圍會抓在受測者約有一半的刺激難以感知(看不太到),另一半刺激容易感知(看得到)。這表示所選用的刺激一定要足夠大到受測者能感知,但當受測者的視力極低時,字母 C 就可能會大到實驗用的螢幕放不下。選用三角形做為視覺刺激時,只需字母 C 的 1/5 版面寬即可測到同樣的感知能力(視力)。

此外,若使用字母 C 還可能產生另一個問題。因為字母 C 的中間是空白的,而受測者距離螢幕只有 12 公分及 30 公分,在受測距離這麼近時,若受測者眼前剛好是中間的空白處,就無法接收到這個視覺刺激(圖八)。使用三角形就不會有這個問題。

圖八/受測者在近距離時可能看到的是 C 中間的空白處(圖/作者)

不被採信的科學鑑定結果

「⋯⋯足見 functional MRI 功能性核磁共振掃描與 VEP 視覺誘發電位之儀器量測是著重在大腦某部位神經如何對視覺刺激反應以及視覺刺激出現時腦部出現如何之訊號反應之衡量判斷而已,並無法據其測量所得結果判定被告之具體視力程度,亦即無從遽以推斷被告視力是否已達萬國視力 0.01 標準以下之全盲狀態⋯⋯」

「⋯⋯台灣大學心理系鑑定報告之結論,與被告遭攝錄之客觀日常生活行動表現顯不一致,亦與被告之辯詞不符;難認上開鑑定之認定合乎被告之真實視力狀況,是其鑑定結論認:被告之視力是比萬國視力 0.01 標準以下還更低等節,即無從採信。」

——摘自臺灣高等法院高雄分院 103 年度上易字第 574 號判決1

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回頭看陳敬鎧案的二審判決,可以發現法官對於「視力定義」的不理解。「視力」是「感知能力」,需要受測者的反饋才能得知,目前沒有任何儀器可以「直接測量」感知能力。

正因如此,台灣大學心理系的鑑定實驗才設計了三個部分,第一部分以功能性核磁共振造影(fMRI)觀察受測者大腦的視覺反應,第二部分以腦電圖(EEG)觀察大腦神經細胞的電位變化,第三部分以心理物理學行為衡鑑測量受測者的視覺敏感度(視力),這三部分的實驗是互相支持的5

法官不相信行為衡鑑的鑑定結果,但也完全沒有挑戰該實驗的原理或方法,而是直接用「遭攝錄之客觀日常生活行動表現」來認定陳敬鎧的視力沒有低於 0.01 以下,一句話就推翻了行為衡鑑的鑑定結果。

再看 107 年法院駁回本案聲請再審的裁定,法院甚至認為日常生活行為的影像比起科學鑑定更為可信。

「所謂『科學鑑定』,係指對鑑定事實具有特別學識經驗之人,在現在之條件下(非事實發生當時),於嗣後利用其學識經驗,本於相當之推理作用,就其認識之具體事實所為之判斷及意見,其性質本屬間接證據,其證明力顯然不能凌駕於得經由眼見耳聞,重現法庭之『直接證據』(即本案聲請人日常行止影像)。

何況所謂『科學』,亦非尋求絕對無誤的真實,只是在現有基礎上,摸索式地不斷接近真實而已,並非不能質疑,是以若『科學鑑定』結果與真實情狀不符時,自應回頭檢視其鑑定過程、方法或判斷有無謬誤,若執意以之為是,顯違背科學求是之精神。」

——摘自臺灣高等法院高雄分院 107 年度聲再字第 187 號刑事裁定7

然而,究竟怎麼樣的「行動表現」才算是在視力 0.01 以下?「行動表現」與「視力值」之間的相關性又是如何建立?在判決及裁定中完全沒有說明,而且法官這個認定其實預設了「盲人怎麼行動」的想像。

眼見不能為憑,失明並非失能

人們時常因為對眼見為憑的信任,而忽略了自身生命經驗的局限,看到盲人可以接飛盤、打桌球,這樣「衝擊性」的畫面後,即使有科學的論證,也難以說服深植在心的偏見。

其實在科學發展史上,違反「眼見耳聞」的科學發現比比皆是。從十六世紀的日心地動說,到二十世紀的量子力學都是如此。科學當然不是絕對無誤的真實,但正因為眼見耳聞並不可靠,所以人類建立了科學方法幫助我們更貼近真實。

另外,視障者的行動表現牽涉的其實是另一門專業——特殊教育。特教專業工作者早已耕耘許久,協助許多中途失明者,在失去視力之後重建生活能力。事實上在一審時,盲人重建院的特教專家曾出庭表示意見,但可惜也未能說服法院。

觀察本案的審理過程,可以發現不只是視覺科學及特殊教育的專業不被理解,更根本的可能是明眼人對視障者的想像十分局限。不只是陳敬鎧仍持續在訴訟中對抗,視障者與明眼人眼光的對抗每一天都在發生。

「失明的人不等於失能,當你在做一件別的視障者沒有做的事情時,你會發現身旁充滿無數的質疑跟懷疑,其實我到今天都還是一直在對抗,總是在很多次的對抗中才證明,原來視障者可以做這個。」

——李秉宏,臺灣首位盲人律師

參考資料

  1. 臺灣高等法院高雄分院 103 年度上易字第 574 號判決
  2. 視力≠度數——近視度數無法換算成視力〉林昌平/彰化基督教醫院眼科醫師
  3. 屈光度(維基百科)
  4. 心理物理學線上實驗
  5. 陳敬鎧視覺系統功能鑑定報告
  6. 功能性視覺能力評估與觀察之研究〉張千惠/臺灣師範大學特殊教育系
  7. 臺灣高等法院高雄分院 107 年度聲再字第 187 號刑事裁定
  8. 陳敬鎧案。財團法人民間司法改革基金會
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

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  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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全焦段散光矯正人工水晶體一次解決白內障、近視、老花和散光問題?一次手術重現良好視力?
careonline_96
・2024/06/21 ・2571字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「那是一位 50 多歲的女士,原本近視將近一千度,而在出現白內障後,近視的狀況又急速惡化,於是決定接受白內障手術。」花蓮慈濟醫院眼科部視網膜科主任何明山醫師表示,「經過詳細討論後,患者選擇使用全焦段散光矯正人工水晶體,希望解決白內障並同時矯正近視、散光、老花眼。」

手術完成後,患者順利恢復。何明山醫師說,全焦段散光矯正人工水晶體能夠提供遠、中、近連續視力同時矯正散光,讓患者不用再戴近視眼鏡,也不需要戴老花眼鏡,生活與工作都方便許多。

白內障是因為眼睛裡面的水晶體老化,而影響光線進入眼球。何明山醫師指出,水晶體就像照相機的鏡頭,當鏡頭變混濁,進到眼睛的光線便會減少,所以在比較昏暗的狀況下,會覺得視力模糊、顏色改變。由於光線進入白內障後會散射,讓電燈、車燈散開,所以容易出現眩光。

白內障的形成主要與年紀有關,在過去白內障大多出現在 50 歲以上的患者。不過還有許多原因可能導致白內障提早發生,危險因子包括高度近視、糖尿病、眼睛外傷、紫外線曝曬、長期使用類固醇等。

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何明山醫師說,「隨著 3C 產品的普及,長時間使用 3C 產品的人越來越多,臨床上也發現白內障有年輕化的趨勢,有些患者在 40 歲就開始有白內障。大家一定要多關心眼睛的健康!」

當白內障已經對日常生活造成影響時,便會建議接受治療。何明山醫師指出,放任白內障惡化,除了影響視力之外,還會影響眼睛的健康,因為過熟的白內障可能造成青光眼,嚴重會導致失明,而且當白內障過熟時,也會增加手術的困難度、增加出現併發症的風險。

利用人工水晶體解決近視、老花與散光

在白內障早期,可能會使用眼藥水,幫助延緩白內障惡化。何明山醫師說,待白內障成熟時,便需要利用手術移除混濁的水晶體,然後放入人工水晶體。

人工水晶體的選擇,主要由患者的用眼需求來決定。何明山醫師說,如果有近視、老花眼、散光等狀況,現在也可以一併用人工水晶體來矯正。

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傳統的單焦點人工水晶體可以提供遠距離視力,而中、近距離便需要配戴眼鏡。何明山醫師說,隨著光學技術的進步,人工水晶體持續進化,陸續開發出多焦點人工水晶體、全焦段人工水晶體等。

多焦點人工水晶體能夠看清楚特定焦點處的物體,而全焦段人工水晶體能夠延長視覺景深,提供遠、中、近距離的連續視力,最近視距約 33 公分。何明山醫師說,中距離視力大約 60 公分,對患者非常重要,日常生活中經常使用中距離視力,例如開車看導航、煮飯、打電腦、打牌休閒娛樂等。擁有中、近距離的連續視力,能夠顯著提升便利性。

全焦段人工水晶體也能保有較佳的顏色對比度,減少夜間眩光。何明山醫師說,部分具老花矯正功能的人工水晶體有較明顯的夜間光學干擾,如果常有夜間駕車的需求,可考慮使用全焦段人工水晶體,提升行車安全。何醫師進一步表示,門診有幾位患者植入全焦段人工水晶體後,開長途車回診也都不是問題。

同時矯正散光,提升視覺品質

在台灣散光的盛行率很高,可能有四成至五成的患者有散光。何明山醫師說,散光超過 100 度便會影響視力清晰度,所以在進行白內障手術時,會建議一併矯正散光。

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因為散光具有方向性,所以放入散光矯正人工水晶體時,必須固定在特定角度,才能發揮矯正效果。何明山醫師說,傳統散光人工水晶體需要經過一段時間後才能夠穩定,若在術後出現位移旋轉,便會影響散光矯正的效果。新一代散光矯正技術能夠提升術後穩定度,較不會產生位移,讓術後視力更清晰。

何明山醫師提醒,視力對生活與工作皆很重要,接受白內障手術前,請與醫師詳細討論,選擇合適的人工水晶體!

筆記重點整理

  • 白內障的形成主要與年紀有關,不過還有許多原因可能導致白內障提早發生,危險因子包括高度近視、糖尿病、眼睛外傷、紫外線曝曬、長期使用類固醇等。
  • 當白內障已經對日常生活造成影響時,便會建議接受治療。放任白內障惡化,除了影響視力之外,還會影響眼睛的健康,因為過熟的白內障可能造成青光眼,嚴重會導致失明,而且當白內障過熟時,也會增加手術的困難度、增加出現併發症的風險。
  • 如果有近視、老花眼、散光等狀況,現在可以一併用人工水晶體來矯正。多焦點人工水晶體能夠看清楚特定焦點處的物體,而全焦段人工水晶體能夠延長視覺景深,提供遠、中、近距離的連續視力,顯著提升便利性。
  • 全焦段人工水晶體能保有較佳的顏色對比度,減少夜間眩光,有助提升安全性。
  • 散光超過 100 度便會影響視力清晰度,在進行白內障手術時,建議一併矯正散光。因為散光具有方向性,所以放入散光矯正人工水晶體時,必須固定在特定角度,才能發揮矯正效果。新一代散光矯正技術能夠提升術後穩定度,較不會產生位移,讓術後視力更清晰。

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眼睛乾澀、疼痛怎麼處理?12 道問題自我檢測乾眼症狀!
careonline_96
・2024/06/19 ・2179字 ・閱讀時間約 4 分鐘

劉育志醫師:大家好,我是劉育志醫師,歡迎張芯瑜醫師來到照護線上。

張芯瑜醫師:大家好,我是張芯瑜醫師。

劉育志醫師:請問乾眼症的症狀有哪些?

張芯瑜醫師:乾眼症常見的症狀,包含眼睛酸澀、疼痛、紅腫,甚至是視力模糊,有些比較嚴重的病患,甚至會產生眼壓飆高的脹痛感,還有非常偏頭痛的感覺,非常嚴重的乾眼症病患,如果合併角膜病變時,眨眼時會有強烈的刺痛感。

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劉育志醫師:請問乾眼症的成因為何?

張芯瑜醫師:乾眼症的成因,我們要先了解淚水的組成,淚水又稱為淚膜,淚膜從外而內總共分三層,第一層是最外層的油脂層,中間是水層,最內側則是黏液層,乾眼症可以依照這三種方式去分類,第一種是缺水型的乾眼症,第二種是蒸發型乾眼症,也就是缺油型的乾眼症,第三種是潤澤下降型的乾眼症,如果合併兩種以上的情形,又可以稱之為混合型的乾眼症。

劉育志醫師:請問乾眼症的危險因子有哪些?

張芯瑜醫師:乾眼症的危險因子包含了年紀,通常 50 歲以上的年齡,是乾眼症好發的年紀,又尤其是婦女如果在更年期的時候,乾眼症的症狀會加劇,因為荷爾蒙的變化,再者,如果您有在服用藥物,譬如抗憂鬱症的藥物、抗血壓的藥物,或者是吃避孕藥,以及抗組織胺的藥品,都有可能會讓淚液分泌下降,有一些病人是有自體免疫方面的疾病,包含了紅斑性狼瘡、類風濕性關節炎,或者是乾燥症的患者,就有可能會產生淚腺萎縮的情形。

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張芯瑜醫師:在接受白內障手術,或者是近視雷射手術之後的患者,會有術後恢復期,這段時間也會感覺到乾眼症的情況,眼瞼有感染,或者是蠕形蟎蟲造成眼瞼發炎,也會造成瞼板腺的異常,平常如果在乾燥的環境,有室內空調,長時間處於偏乾的情況,眼睛也會造成乾澀不適,長時間使用 3C 產品,會造成眨眼次數的下降,通常會降低到,每分鐘只剩下 5 下到 7 下的眨眼,這時候就會使水分蒸散的速度非常快,造成眼睛乾的情況。

劉育志醫師:懷疑乾眼症時,需要做哪些檢查?

張芯瑜醫師:如果您自覺有乾眼症的症狀時,我們可以利用 OSDI,這個國際評估乾眼症的量表,來自我檢測看看是否有乾眼的症狀,這裡面有 12 道問題,包含了眼睛是否平常覺得酸澀、疼痛,非常不舒服,或者是看東西視力模糊,影響到你的生活、工作、閱讀,甚至是開車,有些人甚至會影響到使用 3C 產品,或是提款機的使用,這些都是 OSDI 量表裡面的項目,當您覺得這個量表分數已經高到,確認為乾眼症的狀況時,就會建議到眼科診所做檢查,我們會用儀器來區分,真正乾眼症是什麼原因,會利用淚膜的破裂時間,淚水分泌的量,以及高階的眼瞼板腺檢查,來區分真正乾眼症的狀況。

劉育志醫師:請問乾眼症該如何治療?

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張芯瑜醫師:就目前台灣現行的醫療架構體系下,我想要將乾眼症的治療,分成兩個層面來介紹,第一個是健保的項目,第二種是自費項目,健保的部分,眼科醫生可以開立人工淚液,人工凝膠以及人工淚膜,如果您的眼睛非常乾澀,有申請健保通過給付,也可以使用免疫抑制的藥劑,自費的項目有非常多選擇,包含了熱敷眼罩、眼瞼清潔液,沒有防腐劑的人工淚液、淚管栓塞,或者是治療型的隱形眼鏡,比較高階的項目,包含了高濃度的自體血清,或者是血小板血漿,也就是俗稱的 PRP,或者是用脈衝光的方式,合併眼瞼板的擠壓手術,來幫助恢復眼瞼板的狀態,這些都可以作為眼睛治療的項目。

張芯瑜醫師:有一位 55 歲的男性,到高緯度國家出差的時候,半夜睡覺突然覺得眼睛一陣陣脹痛、刺痛,造成流淚不止,沒有辦法張開眼睛,回國檢查的時候,發現角膜大片的破皮,眼淚水的分泌量非常少,是符合嚴重乾眼症的症狀,在治療過程中,點一般人工淚液是沒有效果,修復非常慢,他又經歷過視網膜,以及白內障的手術,所以在乾眼症的治療過程中,是非常的辛苦,後來在我的門診,慢慢幫他治療之下,我們使用了非常多種的方法,包含了沒有防腐劑的人工淚液,以及淚管栓塞這些方式,他的角膜情況就像一朵脆弱的小花,慢慢養,慢慢養,漸漸變成越來越好的情況,現在也不需要一整天帶著藥水來點藥,是非常有成就感的一位病人。

劉育志醫師:感謝張醫師來到照護線上,我們下次再見,掰掰。

張芯瑜醫師:掰掰。

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