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科技在走,A片進步要有:技術與慾望交織的網路

活躍星系核_96
・2020/12/02 ・6236字 ・閱讀時間約 12 分鐘

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A編按:19世紀末,醫生 Gerald Macaura 為了幫助女性放鬆與改善血液循環,發明了名為 Pulsocon 的醫療器材,也就是現今「按摩棒」的原型。但 Macaura 應該沒想到,在100年後,Pulsocon 會成為現今 A 片中最常出現的助興玩具!

 

《看A片學性教育是否搞錯了什麼?》專題邀你一起聊色長知識!科技始終來自人「性」,讓我們一起盤點隨著科技發展下,逐漸茁壯的色情產業!

  • 文/Kobe Chen|金屬搖滾樂中毒,科技狂熱份子,愛貓人士,愛妻男人,這些都是我。相信台灣不只是鬼島,相信每個人都希望這個世界會變得更好。

無論你是單身或有伴侶甚至已婚,只要你不是一位苦行修道大師,「性」多多少少都在我們的人生中佔有一定的地位,它可能是目標,也可能是過程;有人將性愛當作收穫,有人視之為工具;對某些人來說就像學生回家寫功課一樣枯燥,對其他人則是遙不可及的夢想(拍拍,別哭,要堅強)。性愛可以是肩負人類物種延續的神聖任務,也可以是社會黑暗角落裡的秘密,就如同科技能夠為善也能為惡一樣,性愛是人類社會最原始單純的行為,也是最神秘複雜的戰場。

如同科技無所不在,滲透人類生活一樣,性愛也存在於社會裡的各個層面,用各種形式或明或暗的出現,這兩種巨大的元素交會撞擊,就產生能夠改變人類生活的巨大動能。

色情網站:全球最大流量平台上線啦

多年前我在蘋果經銷商工作,向一位小姐介紹 iPhone 時,我說:「這個螢幕很大,看社群網站很方便。」她一臉驚恐的說:「我才不看色情網站。」最後當然沒有成交,幸好我沒有被控告性騷擾,只是需要去上正音班。

但是這年頭,沒看過色情網站的人,大概比覺得福祿猴好看的人還少。根據 Internet Pornography Statistics 調查顯示,網際網路上有 12% 的網站是色情網站,每秒鐘就有 28,000 人正在逛色情網站,其中有人花費 10 萬元台幣在色情網站上,是的,每秒鐘。

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圖/Visual.ly(本圖經過裁切,看更多資訊請點連結

除了流量與消費量驚人,一般人在色情網站上的停留時間,也比其他網站高出 3 倍,平均達有 15 到 20 分鐘,當然我們都了解為什麼大家會停留,我還可以大膽的說,許多人的手甚至不在滑鼠或觸控板上,就算有,也只按同一個地方!快轉,或是往下滑。

20 年前,大家還在用撥接上網的年代,使用者就願意花幾「分鐘」的時間,去下載一張 A 圖,要下載一部 A 片至少要好幾個小時,甚至超過一天的時間。這顯然不能解決當下需要被滿足的慾望,因此網路速度在這幾年飛快的進步(喂!真的是因為這樣嗎?)。為了能夠滿足更好的畫質與提升保存年限,傳播 A 片的主要管道也從錄影帶,進化出 LD、VCD、DVD 等媒介,直到藍光出現,A 片的畫質一路提升到驚人的程度,各種新的畫面表現型態包括 3D 立體影像、VR 虛擬實境,也都快速投入情色市場,因此說性愛是推動各種影音技術進化的主要動力並不為過。

科技是為了滿足人類的需求,也包括看 A 片的需求,若你還不相信,也許可以思考一下,為什麼智慧型手機的螢幕越做越大。同時也可以參考由世界最大的「沒什麼」資料庫/美國知名色情網站 PornHub 發表的統計,這份報告指出 2015 年的網站流量有 53 % 來自智慧型手機,比前一年增加了 17.7 %,而來自 iOS 的流量則達到 46 %,比前一年成長了 15%。

當然,說手機螢幕變大是為了讓大家可以看 A 片看更爽,是誇張了點。其實這背後真正的意涵是,任何能夠傳遞資訊的方式,都會被人類拿來傳送色情。賈伯斯曾說:「想要看色情的人,就去買 Android 手機吧。」(Folks who want porn can buy an Android phone.)但是,Sorry, Jobs,你可以在 App Store 上阻擋色情 App,但你不可能阻擋 Safari 的上網功能,只要能上網,我們就能夠看到色情。

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男人常常看的「沒有啊」網站。圖/9GAG

0204 超進化:LiveCam 直播

在網路還不普及的年代,色情電話的服務曾經風靡一時,在台灣被稱為 0204,因為電話的開頭都是 0204。0204 的服務可分為兩類,一種就像是色情版的有聲故事書,用戶透過電話語音選單,選擇想聽的類型,「搬家工人」、「隔壁的大哥哥」等等,接著話筒那端就有位聲音甜美的女性,開始講述她的鹹濕故事。這些內容是預錄好的,如果電話多打幾次,可能會聽到重複的內容,讓人頭抬不起來。

另一種服務則提供線上真人對話,話筒那端是真人接聽,與你展開一場驚心動魄的「聊天」,直到滿足你的需求為止。這種打破虛實的服務,強調互動與獨特性,讓許多寂寞男性不僅獲得單純的性滿足,甚至還得到一絲絲戀愛的甜蜜,儘管付出的代價是事後那令人毛骨悚然的電話費帳單。

當即時通訊軟體出現後,有人問「MSN 打不打得過 0204 啊?」答案是「除非你老媽變成了兔子。」在即時通訊的時代,0204 依然強勢,但是「即時通訊加上網路攝影機,打不打得過啊?」附帶即時視訊的網路聊天室,在 2000 年代中期如雨後春筍般興盛,台灣最有名的 UT 聊天室每日流量曾經高達 20 萬人次,堪稱是互動式虛擬性愛的現在進行式,全球各大知名成人網站幾乎都有提供這樣的服務,日系的 fc2、美系的 myfreecam 更是宅男們的深夜天堂。

情色小知識:視訊聊天室主要的形式是由一位表演者(也有些是一位以上)現場直播自己的視訊,觀眾則在聊天室內以文字和表演者互動,簡而言之,就是讓人可以在網頁上看到現場的脫衣秀,還可以和表演者說話的一種互動情色服務。觀眾可以依自己的喜好,給予表演者小費,或是付費來觀賞特別表演,以及購買表演者的影片。一個聊天室內的觀眾可以多達數千人,多金的土豪可以砸錢交換一對一的私人時間,玩法和現實中的 Strip Bar 非常相似。

這種線上直播的聊天室完全符合現代電子商務的經營模式,有完整的分眾行銷(依據表演者的型態)、虛擬貨幣、電子支付、客製化的內容以及即時客戶意見回饋,並且分析使用者行為,推薦類似的表演者,提升客戶黏著度,徹底取代了 0204 的角色,而且還不用跟電信公司拆帳。

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情色聊天室的表演者為了提升人氣,不僅會在多個不同的聊天室平台表演,還會利用部落格、推特、臉書、Instagram 等各種社群媒體來拓展能見度,也因此,所有的社群媒體其實都有它的另一面:充滿色情資訊的一面。從這篇新聞報導就可以知道社群媒體某種程度上也是一種情色網站,端看使用者的興趣在哪裡。

虛擬性愛 O2O:線上線下整合

從成人網站到互動式情色表演,其實都是虛擬性愛的範疇,但在程度上仍然是以「觀賞」「接受」為主,另一種更貼近性愛的方式,包括電話性愛(phone sex)、文字性愛(sex-texting)、網路性愛(cybersex),才能滿足虛擬性愛的要求:完全的互動,即時的回饋。

虛擬性愛顧名思義,就是雙方並不真的做愛,而是以聲音、文字、影像等方式來溝通,內容包括幻想的故事情節,具體描述彼此的身體,形容動作、聲音、表情等等,這種近似「神交」的性愛方式,是通訊科技下的產物,也是新世代社會人際關係中的巨大革命。怎麼說呢?在過去,要找到性伴侶的管道可能是先看到對方的長相,雙方見面約會,經過一段時間後開始探索彼此的身體,最終才能擊出全壘打!但是現在這個過程完全逆轉,兩個人可能還沒見過對方的長相,卻已經看過彼此的私密部位,甚至在見面之前,就已經在心靈上共赴巫山雲雨了。

1993 年的電影《超級戰警》中,這幕拿出兩頂帽子來做愛的場景,讓人印象深刻。圖/IMDb

虛擬性愛有許多讓女人著迷之處,「我在現實生活必須戴上不同的面具取悅他人,那是因為我作為一個聽話孩子必須做的事情,那個我對性保守,衣服也穿很多。網路則像是另一個舞台,一個安全的舞台,我可以在上面做女王,在上面裸露、表演,主導一切並滿足自己的性慾需求。」(摘自吳怡萱《不扣鈕的賽柏人:網路性愛的虛擬真實》

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另一方面,男性也可以滿足現實生活中自己無法達成的美好,在自己描繪的世界裡,要多威猛有多威猛,要多久有多久,虛擬性愛因此大受歡迎。當然,你身邊的朋友不會輕易告訴你,他的另一個世界,大家就彼此心照不宣吧。

無論虛擬性愛多麼迷人,許多人還是渴望著能夠將心靈的交換,進化為肉體的交歡,許多交友軟體便善用智慧型手機的優點,開發出了「附近的人」這樣的功能,如果你還在好奇為什麼網路交友要找在附近的人,現在你應該懂了吧。十年前,當你說要跟網友見面時,朋友只會問要去哪裡;現在你說要跟網友見面,朋友只會問「有上床嗎?」當性愛與網路科技結合,就成了從 Online 再到 Offline 的虛實整合服務,翻轉出新世代的性愛價值觀。

畫面在動,手上玩具跟著動

當科技與性愛的結合從線上轉到線下,從虛擬空間走進現實世界時,就需要一些相應的硬體設備,聰明的你肯定知道我在說什麼:海量的情趣用品。其實情趣用品才是科技與性愛結合最早的產物,當人類學會製造器物時,我們的老祖宗不只會打磨刀槍,或是烹煮用具,他們還會用石頭打磨出光滑的假陽具,不過,畢竟時隔兩萬八千年,也許老祖宗是拿來做別的用途,只是被我們淫穢的眼光想歪了。

光看器具的造型是很容易產生誤會的。中國古代出土文物中,有所謂「玉肛塞」,顧名思義是玉作成的肛門塞,那它就是拿來玩後門性交的嗎?非也非也,根據東晉時代葛洪著《抱朴子》:「金玉在九空與,則死人為之不朽。」古代中國貴族相信,人死後必須以金玉之器,塞住人身上的「九竅」,包括眼、耳、口、鼻、肛門與生殖器,這樣能使死者不朽。因此玉肛塞其實是一件禮器,但是活人會不會拿它來玩色色的事情,我們就不得而知了。

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情趣用品有千百種,從目前市面上的產品來看,可以分為九大類:棒狀物、洞狀物、人形物、震動器、液體、衣物、虐待用具、大型裝置及其他。其中又以前四類,與科技最有關係。

這四類用品的進化,都跟科技與製造技術的成長相關,最明顯的就是材料技術的進步,如前面提到的石頭假陽具,聽起來又冰又硬,讓人很難興奮起來。但若換成現代的醫療級矽膠,搭配加熱功能,以及依據大數據分析使用者喜好設計的外型,是不是立刻有怦然心動的感覺呢?男用的自慰套(洞狀物)也可以從五花肉或素肚進化成高端的「女優名器」,高仿真的技術讓你直上九天之外。

日本情趣用品製造商 VORZE,更設計出一款能夠與 A 片同步互動的自慰套,透過藍芽連結電腦與自慰套後,用專用播放器觀看 A 片的時候,自慰套就會與 A 片中女優的動作同步,隨著女優動作加快,自慰套的轉速也會跟著增加,讓使用者體驗高度「置入感」(是一個很棒的雙關語)。

這款 A10「性家電」,具有與 A 片連動的能力,並且有多種矽膠條可以替換,讓使用者感受不同以往的 A 片體驗。
礙於尺度,無法上傳轉速更高的試用片段,但仍可以大致看出女優的手速與機器轉動之間的同步。

「成人玩具其實一直都在跟各種新科技結合,產生很多奇妙的組合。」情趣用品達人 SallyQ 說,像是用手機 App 控制的無線跳蛋、運用連網技術,紀錄女性「夾力」的陰道鍛鍊球,還有現在討論最熱門的虛擬實境 VR 等,廠商其實一直在嘗試各種科技,讓情趣用品更好玩。

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目前至少可以看到情趣用品應用了三大領域的技術,包含 IOT、VR 和機器人。各種可以聯網的情趣用品,都創造一些話題,像是一款名為「SKEA」的陰道鍛鍊棒,就在 kickstarter 上募資成功出貨。它能夠讓女性以遊戲的方式,替每天重複做的凱格爾運動增添樂趣。雖然玩法聽起來有點蠢:玩家將訓練器放入陰道後,操控手機 App 上的遊戲角色,角色會一直往前跑,遇到障礙物時,你只要「夾緊」,角色就會跳過障礙物。妳不害羞的話,還可以把你的成績分享到 Facebook 上跟朋友炫耀呢。

VR 在情色領域的運用則是萬眾矚目,許多人甚至宣稱,VR 色情將會導致人類滅種。因為完全身歷其境的體驗 A 片或是色情遊戲,可能會酥麻到讓人分不清虛擬性愛與現實的差別,尤其是搭配一款全自動自慰器的話,我們似乎可以看見一個有點鹹濕、又有點悲涼的畫面。

尤有甚者,廠商也將充氣娃娃,進化到性愛伴侶機器人的境界,美國廠商推出的性愛機器人 Roxxxy,在 2010 年就造成轟動。這兩年日本軟體銀行開發的情感機器人 Pepper 也屢次傳出遭到性騷擾的事件,讓軟銀公司怒而修改使用者合約,禁止對 Pepper 性騷擾。

「任何能夠傳遞圖片和影像的服務,都會被拿來傳遞色情資訊。」SallyQ 如是說。但是從目前各種科技跨界的情況看來,未來不僅是資訊平台,包括機器人、人工智慧、生物科技都會被性愛征服。

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科技能讓你起來,也能讓你下去

聽到這些高科技情趣用品,相信會讓許多人感到莫名興奮,不過殘酷的事實是,高科技是要花錢的。「這兩年來 VORZE 那款可同步的自慰套,只賣出不到 100 組。」SallyQ 說,科技與性愛玩具的結合永遠有兩個問題,第一是價格、第二是效果。這款自慰套要價上萬元新台幣,任何一個正常的宅男都會想,我需要花一萬多塊讓機器幫我自慰嗎?而且這類型的聯網產品,常會因為反應速度不夠快,導致效果不佳,舒適感還不一定勝過你自己的十指公主,自然讓人卻步。

每年都會到世界各地參加成人用品展的 SallyQ 也分享她的 VR porn 體驗,她認為 VR 裝置必須更小更輕巧,畫質還要提升更多,才有可能達成身歷其境看 A 片的效果。但是一分錢一分貨,「只要有錢,沒有無法達成的情趣科技,問題是你願意花多少錢在這上面。」SallyQ 說,她在實際銷售的經驗來說,科技其實多半只是情趣用品的噱頭,叫好不叫座。這些效果聽起來超讚的情趣用品,只要瞄一眼價格標籤,就立刻讓人消火冷卻了。

雖然在情趣用品的應用上,許多科技可能無法發揮直搗虎穴的效果,但是整體而言,新科技仍然推動著各種情色產業的進化。另一方面,人類對於性的需求,也不斷催促著科技進步,VR 和性愛機器人就是一個極佳的例子。

然而無論科技進步到什麼境界,人類如何使用才是關鍵。本文所提到的種種科技性愛結合的產物,可以是單身者的樂園,也可以是伴侶間提升親密情感的好幫手(有些事情,兩個人做總是勝過一個人),許多伴侶會用虛擬性愛的方式,彼此調情;甚至一起成為性愛聊天室的表演者來增加情趣(還可以賺一點小費),有些廠商還設計了「一個蘿蔔一個坑」的組合情趣用品,讓情侶即便分隔兩地,也可以透過情趣用品來傳遞愛意。

在性愛與科技的世界裡,我們驗證了一句話「想像力是唯一的極限」,你還看過什麼有趣的科技與性愛結合的例子?在你的私密領域裡又有哪些科技元素偷偷滲入了呢?歡迎留言與我們分享,如果你不害羞的話啦。

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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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科技人才看過來!三門獨家課程 YouTube 免費看!工研院「ITRI lab on-line」特色技術系列數位課程現正放送中
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/12/14 ・2829字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 工研院 委託,泛科學企劃執行。

Hey,未來的千萬年薪人才!來一起深入了解那些正在改變我們生活的科技吧!工研院為你精心準備了三堂超有趣的線上課程:從探索醫學界的 PLGA 微米球技術,到揭秘半導體測試的幕後英雄 ATE,再到讓塑膠也能有身分證的創新方法。這不只是學習,更是一場與科技親密接觸的旅程!

第一門 材料檢測與模擬設計之原理與應用系列學習

精選課程:塑膠也有指紋?如何給塑膠「身分證」來驅動循環經濟,減緩地球暖化?你要知道的光譜分選技術-材料光譜分選技術

這堂課將探討如何透過光譜智慧分選技術,為塑膠材料賦予「身分證」,進而推動循環經濟並減緩地球暖化。塑膠標籤的設置主要是為了方便辨識材質,這對於廢塑膠的回收和再利用至關重要。不同號數的塑膠因其分子組成、結構和排列的差異而有不同的特性和應用領域。

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在光譜智慧分選技術中,首先要理解電磁波的概念。電磁波是一種電場和磁場交互變化的波動現象,其不同波長可以用於不同的應用,如手機訊號、微波爐、家用遙控器、X 光攝影等。在塑膠分選中,光譜技術常用的波長範圍落在近紅外到遠紅外光的區域,即 1 微米到 300 微米。這些波段的電磁波能誘發塑膠分子振動,並吸收散射或入射的電磁波能量,從而造成光譜的變化。科學家利用這種振動光譜的變化來獲得塑膠分子的特徵光譜,從而開發出能辨識不同塑膠分子的技術。

舉例來說,最簡單的雙原子分子,如 C-H、O-H 等,會有特定的振動頻率。當結構更複雜的分子(如水分子)被電磁波誘發振動時,會產生更多的振動模式,每種模式對應不同的特徵光譜。塑膠由多種原子組成,因此其特徵振動光譜相當複雜,但這也使得每種塑膠具有獨特的光譜特徵,類似於條碼或指紋,可用於辨識不同類型的塑膠。

本集介紹的光譜技術主要聚焦於紅外線頻譜區段,其波長範圍在 900-2500 納米。在這一範圍內的紅外光能量正好能引起塑膠分子的振動,並在不同波長上產生吸收。透過紅外線感測裝置掃描塑膠分子,可以快速獲得塑膠的材質信息,這不僅有助於塑膠的分類和回收,也對環境保護和資源再利用具有重要意義。


第二門 半導體IC設計與檢測技術系列學習

精選課程:好的良率就是好的利率!考試交卷前都會再檢查、確認了,IC 生產才不會忘記你-半導體測試簡介

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在這堂課中,我們將探討自動化測試機台(ATE)在半導體測試領域中的關鍵作用。自動化測試機台是一種專為測試集成電路(IC)而設計的設備,它可以大幅降低手動測試的人力需求,並減少測試成本。每種IC根據其規格,都需要特定的測試項目。針對這些項目,專門編寫的測試程式被用於自動化測試機台,以自動檢測和篩選出不合格的 IC。

不同種類的 IC 需要不同的測試機台。例如,數位 IC 需要使用專門的數位測試機台,而記憶體 IC 則需要使用演算法來進行測試。類比 IC 和混合訊號 IC 則涉及電性測試,因為它們不是像數位IC那樣僅依賴固定的 0 和 1。

隨著系統晶片(SoC)的出現,測試機台的複雜性也隨之增加。SoC 整合了數位、記憶體、混合訊號甚至 RF IC 於一個晶片中,因此其測試機台必須同時具備上述所有種類機台的功能。這種SoC測試系統非常昂貴,每台造價可能高達數千萬。

最近,模組化測試系統成為了一種趨勢。這種系統的主要特點是其靈活性,能夠根據不同類型的IC進行不同模組的組裝,以進行測試。例如,對於數位IC,可以使用數位模組;對於類比或混合訊號IC,則可以使用相應的類比測試模組,如示波器或任意波型產生器。對於RFIC,則可以插入RF模組,如VNA等網路分析儀。模組化測試系統通常基於PXIE或LXI這樣的系統,其中PXIE是基於PCIE的擴展,加入了與儀器相關的電路;而LXI則是在LAN基礎上加入儀器相關電路。

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總結來說,自動化測試機台在提高半導體製造過程中的良率和效率方面發揮著不可或缺的作用。無論是傳統的ATE還是新興的模組化測試系統,它們都在確保IC品質和性能方面扮演著關鍵角色。


第三門:解密醫材醫藥產品開發攻略系列學習

精選課程:藥不💊隨便你~但少了「它」,藥就不能發揮最大功效!製劑的分類與開發

在這堂課中,我們將深入探討 PLGA 微米球技術及其在長效針劑開發中的重要性。PLGA,全稱為聚乳酸甘醇酸,是一種被廣泛應用於藥物釋放系統的生物相容性高分子材料。自 1989 年日本武田藥廠開發出第一款使用 PLGA 的產品 Lupron Depot® 以來,這種技術已被用於多種藥物的開發,涵蓋了小分子藥物和胜肽類藥物。

PLGA 的關鍵特性,包括乳酸與甘醇酸的比例、分子量及高分子末端基團,對藥物的釋放速率和持續時間有著顯著影響。在製程技術方面,溶劑揮發法和溶劑萃取法是兩種主要的製備方法,它們對於親水性和疏水性藥物的包覆都至關重要。這些製程不僅決定了微米球的形成,也影響著藥物在微米球內的分布和最終的藥物釋放行為。

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此外,微米球製程的工藝還包括乳化、coacervation 過程、溫度、攪拌速度、微米球固化和乾燥速度等因素,這些都對藥物包覆效率、微米球的粒徑大小分佈及藥物在微米球中的分佈位置產生影響。而不同的製程設計往往會導致藥物釋放行為的顯著差異,這對從實驗室到試量產階段的轉換是一大挑戰。

在台灣,工研院在經濟部的支持下建立了一個無菌製劑試製工廠,該工廠配備了微米球製程設備、高壓均質機、in-line均質機、噴霧乾燥機等關鍵製程設備。這些設備不僅能夠支持微米球的生產,還包括了關鍵的分析儀器,如液相層析儀、氣相層析儀、微米/奈米粒徑分析儀等。工研院的團隊擁有豐富的特殊製劑開發經驗,能夠提供從製劑配方研發、分析方法開發、放大製程開發到客製化產線設計的全方位服務。這些資源和專業知識使得工研院能夠有效地支持新藥的臨床前開發和商業化進程。

總的來說,PLGA 微米球技術在藥物釋放系統的開發中扮演著關鍵角色。透過精確的材料選擇和製程控制,這項技術有望為醫藥界帶來更多創新和有效的長效針劑產品。


還想看更多?不用掏出信用卡,三門線上課都在 ITRI Lab on-line 的 YouTube 頻道獨家放送中,手機打開就能看。但……雖然不用急,但是科技進步也是不等人的,快跟上吧!

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最硬核線上課程來了!工研院不藏私開課的原因是?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/12/14 ・1114字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 工研院 委託,泛科學企劃執行。

「ITRI Lab on-line」線上學習平台,讓複雜的科技原理簡單學! 圖/envato

你有沒有想過,是什麼驅動著今日產業的創新與變革?答案就在工研院的「ITRI lab on-line」特色技術系列數位課程中!這是一個與眾不同的學習機會,讓你深入了解並參與到台灣產業創新的核心。

首先,來說說「環構計畫」的緣起。這個計畫是為了配合國家創新產業政策而生,它的目標是建置和維護創新技術與服務平台。這不僅幫助企業開發新產品和服務,推動新興產業和新創公司,還能加速創新技術的產業化,促進企業的轉型升級。為此,工研院不斷擴建新研發場域,涉及各主要技術領域,實驗室分為檢測/認驗證、試量產/試營運、軟體與硬體設施服務等類別。

工研院的目標是推動台灣產業的創新優化與轉型,幫助業界把握新契機,布局自主創新和產業韌性所需的基礎設施。為此,工研院提供「ITRI lab on-line」特色技術系列數位課程,這些免費的線上學習資源將幫助你快速掌握產業新趨勢,增強企業技術升級與轉型的意願。

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對於晶片生產來說,必須借助科技力量除錯。 圖/envato

這系列課程包括三大主題:「永續高值材化」、「智能晶片」和「精準健康」。每個主題都有專門的課程,總共22支數位課程影片,涵蓋從技術原理到應用範圍的各方面知識。這些課程不僅介紹了工研院實驗室的專業技術,也為企業提供了學習和轉型的寶貴資源。想先試看嗎?點這裡看看我們推薦的三堂課吧

無論你有興趣的是材料檢測與模擬設計、半導體IC設計與檢測技術,還是醫材醫藥產品開發,這些課程都會給你全新的視角和知識。每個課程都是精心設計,旨在幫助企業和個人掌握關鍵技術,並在低碳化與智慧化的時代中保持領先。

現在,只需點擊下方的連結,就能免費加入這個精彩的學習旅程。快來發掘和學習那些塑造當代產業未來的關鍵技術吧!

材料檢測與模擬設計之原理與應用系列學習
半導體IC設計與檢測技術系列學習
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【ITRI Lab on-line】系列影片可在工研院產業學院YouTube頻道觀看:點我前往

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