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當 AI 的「深度學習」形成偏見,法規該如何遏止傷害?

科學月刊_96
・2022/01/03 ・3732字 ・閱讀時間約 7 分鐘
  • 文/廖英凱|非典型的不務正業者、興致使然地從事科普工作、科學教育與科技政策研究。對資訊與真相有詭異的渴望與執著,夢想能做出鋼鐵人或心理史學。

Take Home Message

  • AI 雖然能協助遏止違法或侵權的言論,但一般大眾卻無法得知其評斷的機制,已於無形中造成傷害。
  • AI 的資料庫誤差,將造成演算法對文化或族群產生偏見等;而深度學習的演算法因處理龐大的資料,常使研究者或運用 AI 的機構無法理解與回溯 AI 的決策原因。
  • 歐盟、美國、聯合國等組織已相繼研擬 AI 的規範與監管方式。
  • 臺灣仍須再制定 AI 相關的監管辦法,以因應科技的發展及變遷。

「你今天被祖了嗎?」

眾所皆知目前社群網路最大的平台臉書(Facebook),為遏阻違法或侵權的言論,會判定某些言論違反其「社群守則」而隱藏。不可否認,違法與侵權言論在社群網路上造成了嚴重的傷害,不過有時候這些隱文的原則,似乎與政治或特定議題有關。時不時也有朋友提到,一則再平凡不過的貼文或照片,卻莫名其妙地被宣告違反社群守則。於是乎在去(2021)年時,網友們開始把臉書創辦人祖克柏(Mark Zuckerber)的姓氏,變成了諷刺臉書封鎖文章標準混亂的話梗:你被「祖」了嗎?

想當然爾如臉書等社群媒體,是仰賴著演算法自動判斷一則貼文是否違規。除了針對文字與圖片的內容分析以外,其他例如被檢舉的數量、帳號的活躍程度、帳號的發文模式、商業價值等,都成為演算法評估一則貼文是否違規的依據,彷彿法官在定罪犯人時不只依據犯罪行為,也會權衡犯人及其社會狀態一樣。然而,我們看得到法官的決策過程與理由,但卻從來沒有機會搞清楚,到底演算法發生了什麼事情,才會宣告一則平凡的貼文違規。

雖然大家平常遇到這種貼文被刪的情況,通常也就是重新打篇文章貼個圖發發牢騷,就這麼過去了。但這個時不時可見的神祕隱文事件,其實就是我們生活中,人工智慧(artificial intelligence, AI)已經持續帶來隱性傷害的頻繁案例。

AI 的傷害跟以往想像的不一樣

自工業革命以降,人類其實蠻迅速地就提出對科技發展副作用的深層反思。例如人類史上第一部科幻作品,1818 年由英國作家雪萊(Mary Shelley)所著作的《科學怪人》(Frankenstein),即是以一個具有擬人思維的人造生命為主角的科幻驚悚作品。伴隨著機器的發展,1956 年達特矛斯會議(Dartmouth Summer Research Project on Artificial Intelligence)上,與會專家提出「artificial intelligence」一詞,認為機器的發展將可像人一般具有學習、理解、適應的能力。

隨著 AI 技術上的演進,人們對 AI 的樂觀與悲觀態度,也愈發分歧。對於 AI 發展所帶來社會的影響,依其態度可以分為:對科技抱持樂觀者,相信「強 AI」的問世可以使電腦與人有相同甚至超越人類的思考能力,並為人類解決大部分問題,帶來更理想的明天,在電影動畫等作品中不乏這類理想的人工智慧角色;重視科技實用者,傾向認為 AI 是以輔助人類的角色,解放人類的勞力工作而能開創更多科技應用的可能;重視科技發展脈絡者,則認為 AI 只是科技發展中的一個流行詞(buzzword),只有尚在發展中,尚未充分掌握的技術才會被視為 AI。與科技領域相對,在人文社會領域中則較常出現對 AI 發展的反思,例如研究 AI 對人類勞力取代後所創造的弱勢衝擊;或更甚者認為強 AI 的不受控發展,將會導致人類文明的毀滅。這些不同立場的觀點,均揭示了人類看待 AI 對社會影響的多元與矛盾預測。

儘管當代影視作品和學術研究,都對 AI 會造成什麼樣的傷害有興趣,但 AI 帶來的傷害早已出現多年而默默影響著人類社會。2018 年在《自然》(Nature)期刊上的一則評論,介紹了一張身披白紗的歐美傳統新娘和印度傳統新娘的組圖,而演算法在看待兩張新娘照片時,會將前者判斷為「新娘」、「洋裝」、「女人」、「婚禮」等,但將後者判斷為「表演」和「戲服」。在這個案例中,AI 或演算法設計本身其實並沒有獨鍾哪一種文化,但因為演算法的訓練來自於既有圖庫,而圖庫中的圖片來源和圖片的詮釋註記,與真實世界的樣貌出現落差,使人工智慧就如真人一般,憑藉著片面不完整的學習資料,產生了對族群與文化的偏見(偏誤),而演算法可能更無法自覺與反思自我產生的偏見(圖一)。

(圖一)由於 AI 只憑藉片面且不完整的資料進行學習,以婚紗為例,AI 只能辨識出傳統歐美的婚紗裝扮(左),卻難以辨識出不同文化的婚紗樣貌,例如印度傳統服飾(右)。(123RF)

除了資料庫的誤差而導致演算法對文化或族群的偏見以外,「深度學習」(deep learning)的演算法因處理龐大的訓練資料、分析資料,也常使研究者或使用 AI 服務的機構,無法理解與回溯 AI 決策的具體原因。例如亞馬遜公司(Amazon.com, Inc.)仰賴演算法全自動判斷大量受僱員工的工作狀態,並以此決定他們的績效與裁員與否。儘管這種做法能大幅縮減決策時間,並減少人資成本,但也因此發生數起亞馬遜員工因系統過失而被降低績效,或是員工績效良好卻被無故裁員,更申訴無門的矛盾事件。這與將 AI 應用於人資的初衷似乎有點相悖,演算法或許可以避免人為決策時,因涉及個人喜惡偏好而作出不公允的判斷,但卻也造成了另一種不公允也無從理解緣由的傷害。

誰來規範 AI?

既然 AI 的傷害已然出現,自然也應有對 AI 的監管與規範機制。例如歐盟執委會(European Commission)在 2019 年 4 月公布「值得信賴的人工智慧倫理指引」(Ethics Guidelines For Trustworthy AI),強調人工智慧應為輔助角色,尊重人類自主、避免傷害、維護公平、具有可解釋性,且能受到監管並回溯決策過程,以避免演算法的黑箱決策,作為歐盟成員國在訂定 AI 相關規範的上位依據。2019 年 5 月,經濟合作暨發展組織(Organisation for Economic Cooperation and Development, OECD),提出 AI 發展的原則應有永續精神以造福人類與地球,能尊重民主與法治、人權與多元性,兼顧透明度、課責機制等原則。美國白宮科技辦公室在 2020 年 1 月發布的「人工智慧應用的管制指引」(Guidance for Regulation of Artificial Intelligence Application),也強調衡量風險避免傷害、公平無歧視、透明度、重視科學實證、立法過程應兼顧公共參與等,作為美國政府各機關在訂定與人工智慧相關規範的指導原則。聯合國教科文組織(United Nations Educational Scientific and Cultural Organization, UNESCO)則在去年 11 月,發布《人工智慧倫理建議書》草案(Draft text of the recommendation on the ethics of artificial intelligence),作為會員國訂定 AI 相關法律與政策時,可依循的通用價值觀、原則和行動框架。

國際上重要的原則指引,也同等地體現在民意對 AI 治理的期待,臺灣師範大學教授李思賢、劉湘瑤、張瓅勻等人針對臺灣 1200 位民眾的調查發現,臺灣民眾對 AI 的應用最在意的是避免傷害,其次則是透明度與公平性,相對最不在意的是隱私。調查亦發現民眾明確偏好以公民審議和立法機關來制定嚴格傾向的規範,這反映了民眾對新興科技的擔憂與對透明治理的期待,也呼應了國際組織的指引方向(圖二)。

(圖二)AI 規範制定權則偏好。李思賢教授等人,調查國人對 AI 規範制定的偏好。發現國人無論對 AI 發展持保守態度或開放態度,均傾向以公民審議和立法機構來制定規範。

然而,國際上的重要指引與民調結果,卻也讓我國在相關規範的設計上略顯矛盾。例如調查研究顯示,雖然民眾最期待以「公民審議」和「立法機構」來訂定 AI 相關規範,但現今國內外相關規範的研擬與討論,仍是以由產官學組成的研究與應用社群為主,例如科技部自 2017 年起,開展多場 AI 倫理議題的研究計畫與論壇工作坊等,並於 2019 年 9 月提出《人工智慧科研發展指引》,明訂 AI 科研的核心價值與指引,使科研人員在學術自由與創新發展的同時,也能兼顧 AI 發展的方向。

但科技部並非產業的主責機關,所訂定的指引僅能提供科研人員更好的方向,對已產生傷害的業界應用仍然鞭長莫及。儘管 2018 年 11 月立法院曾通過初具 AI 倫理精神的《無人載具創新實驗條例》;2019 年 5 月,時任立法委員許毓仁等人也提出《人工智慧發展基本法》修法草案,作為政府兼顧人工智慧產業發展和倫理規範的法律基礎,但該草案的相關修法討論並未被積極延續,作為國家更上位看待 AI 發展的治理框架,於立法體制和公民審議機制中均尚未開展高強度的討論。

AI 對今日生活的便利已無遠弗屆,而 AI 所帶來的傷害,雖微小、難以察覺,但也已經出現,對應的倫理指引與規範在國際也蔚成趨勢,但臺灣仍在牛步,或許國家在看待 AI 發展時,必須開始將這些規範視為迫切的基礎建設。

如同歷史上所有科技進展一般,科技帶來的進步與災變往往是隱性與持續的,直到人們已慣於新興科技的進步,發現科技的受害者已經出現,才驚覺世界已經完全改觀。

延伸閱讀

  1. James Zou and Londa Schiebinger, AI can be sexist and racist — it’s time to make it fair, Nature, Vol.559, 324-326, 2018.
  2. 人工智慧之相關法規國際發展趨勢與因應,https://www.ndc.gov.tw/nc_1871_31998
  3. 《人工智慧發展基本法》草案,https://pse.is/3w9rrf
  • 〈本文選自《科學月刊》2022 年 1 月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

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核廢料放我家?高階核廢料的危險性與處理方式

環境法律人協會_96
・2021/12/16 ・4128字 ・閱讀時間約 8 分鐘
  • 文 / 謝蓓宜(環境法律人協會代理祕書長)

2021/12/17 公告:文章經讀者提醒,在註記*處做了文字的調整,以及新增相關資訊的編按。

在重啟核四公投論戰中,屢屢能聽見「核廢料要放你家還是我家」的論點,不管是放誰家,首先要知道的是核廢料到底是怎麼處理,有幾個階段,為何反對核能者說核廢料無法處理?他們談的是什麼?如果核廢料真的好處理,全世界為何迄今沒有一座高階核廢料處置設施正式運轉?

圖/Pixabay

本文主要聚焦在高階核廢料的處置,也就是使用過的核燃料棒,一般來說,高階核廢料處理的方式可以分為短程、中程、長程三種階段。

短程採取濕式貯存的形式

用過燃料棒退出爐心後,雖然已經停止鈾連鎖反應,但是衰變過程仍會讓燃料棒持續發熱,因此必須放在核電廠中的燃料池,將用過燃料棒沈入深水池,進行循環冷卻,利用水來隔絕輻射,但燃料池一旦喪失冷卻功能,用過燃料棒溫度上升,水分蒸發,就可能引發氫爆。因此濕式貯存的處理方式,較乾式儲存風險高*。

一般而言,放在燃料池中的用過燃料棒放置十年左右就可以取出,放入中期的乾式貯存設施存放。然而台灣三座核電廠(核一、核二、核三)目前用過燃料棒都還放在核電廠的燃料池中,因為中期乾式貯存設施迄今無法啟用,也就造成燃料棒無法取出燃料池,存放至今時間長達數十年。

中程採用乾式貯存形式

中程是採用空氣對流自然降溫的乾式貯存方式。國際上乾式貯存設施,主要有水泥護箱跟金屬護箱兩種,各有優缺點。台灣因地區特徵,採取的是水泥護箱*,先將用過燃料棒裝入密封鋼桶中,完整焊接後,再裝入水泥護箱中,利用護箱的通風口使空氣對流,讓內部的用過核燃料降溫,由於是採取自然降溫的形式,是比濕式貯存更加安全的手段,依照《放射性物料管理法》規範,運轉執照是 40 年。

無論是核一或核二廠,台電原始的規劃都是採用露天的乾式貯存設施,於核電廠區範圍內,找到一塊空地,集中式放置乾式貯存護箱,但核一廠乾式貯存設施尚未取得新北市政府的水土保持執照,核二廠乾貯設施則未能通過新北市環保局核准通過「營建工地逕流廢水污染削減計畫」,迄今都未能啟用。

北海岸民間則對於露天乾式貯存的形式,抱持對安全性存疑的態度。以核一廠為例,一期露天乾式貯存設施雖然已經興建完畢,卻遲遲沒有取得新北市政府發給水土保持計畫的許可,無法啟用。2017 年 6 月 2 日,北海岸地區下了一陣豪大雨,造成西側山坡土石滑落,核一廠 2 號機輸電電塔倒塌,造成核一廠 2 號機停機。在這起事件中,核一廠一期露天乾式貯存設施後方土坡也坍塌,幸而坍塌範圍不大,沒有砸到乾式貯存設施,但坍塌地點卻也突顯了既有選址難以使人安心的狀況。

台電為了回應民間的擔憂,在核電廠除役的規劃中,已經把核一、核二、核三電廠的乾式貯存設施都調整為室內的形式,不過礙於室內形式的乾式貯存設施計畫必須重新發包採購,目前都還沒有具體進度,必須要等到進入除役之後,才能陸續興建,也就延宕將用過燃料棒移出燃料池的時間,特別是核一廠,已經成為全球僅有的進入除役後,爐心仍有燃料棒的核電廠。

回到核廢料的處置,目前檯面上的論戰,都忽略了核廢料的最終處置手段,是以中期乾式貯存設施的處置為焦點。其實不論核廢料是放誰家,大家要記得,現行的法規是以 40 年為標準來計算貯存的年限。假使你今年 20 歲,就是到了 60 歲,你才會和高階核廢料(暫時)說掰掰,絕對不是一兩年的衡量尺度。

放射性核種根據種類的不同,半衰期差異十分巨大,短則幾百年,長則多達百萬年。中期的乾式貯存設施運轉執照僅有 40 年,儘管可以延長,但以百萬年為計的核廢料處置措施,顯然不是人類文明能夠處理的時光,因此科學家想出了深層地質處置的方式,做為核廢料最終的處置方式——如果可以,就讓我們把核廢料丟在地底之下,永遠遺忘它。

深層地質處置並不是直接找一塊山洞,把核廢料通通丟進去就好。國際上普遍採用的作法是必須找到一塊地質足夠穩定,預計未來百萬年間都不會發生地震、沒有地下水流通過的地質條件,將核廢料埋到約 300 到 1000 公尺深的地底深處,搭配工程障壁與與天然障壁所組成的「多重障壁」,將核廢料層層包裹。

但即便如此,既有的工程手段也沒有辦法保障一百萬年之後,這些障壁仍然完好如初,因此多重障壁的概念其實是以圍阻、延緩放射性核種釋出為核心,延長放射性核種抵達生態圈的時間,至少在其抵達人類生活領域時,已經降到對人體傷害無虞的程度*。

圖/flickr by Marco Verch

原能會訂定的〈高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則〉則明示了處理高階核廢料的基礎條件,其中第 4 條、第 5 條就詳述必須遠離的地區:如第 4 條明訂高階核廢料最終處置設施不得位於以下地區:有活動斷層、地球化學條件不利於穩定貯存的區域、具有地下水文條件的區域、高人口密度的區域、依法不得開發的區域;第 5 條則指出應避免位於有山崩地陷與火山活動之虞區域、地質構造可能有明顯變化、水文條件易改變區域、處置母岩明顯劣化區域、地殼具明顯上升或侵蝕趨勢者,將這些條件一一羅列,不免讓人懷疑,台灣真的找得到能夠放置高階核廢料的地區嗎?

2021/12/16 編按:雖然目前世界上並沒有已經運轉的核燃料永久處置場,但芬蘭安克羅(Eurajoki)的核燃料永久處置場「Onkalo」,預計將在2024年正式啟用。

「Onkalo」所在的岩層,有 18 億年沒有動過。該處置場從 1983 年開始尋址,於 2000 年選定目前「Onkalo」的所在位置進行規劃與研究,並於 2004 年開始興建,2015 年取得核燃料永久處置場的建築許可。

核廢料可以放我家,嗎?

部分擁核者為了提高民眾對核能的支持度,往往把核廢料的危害以誇大的論述降到最低,特別是高談闊論闡述「核廢料可以放我家」的人,根本沒有好好評估過核廢料的危險性,如果是以中期處置為單位,雖然是可以放置在地表,但也應該要將周邊鄉里的意願、地區是否合適等條件納入考量,將鄰居置於暴露核輻射的風險中,實在是不負責任到了極點,也蔑視科學到了極點,更不用提處置核廢料應以最終處置為考量。

核能發電最大的問題在於,截至目前為止,始終無法好好處理核廢料,即便將它縮小到只有一個養樂多罐大小,你還是必須要用各種工程手段去包覆這個養樂多罐,在這個過程,核廢料的體積早已經膨脹了幾倍。為了避免埋在地下之後,被地下水侵蝕,進而把輻射物質帶出地底,必須要找到沒有水流經過的地層;為了避免埋在地底之後,某一天因為地震斷層位移,破壞處置設施,造成輻射物質釋出,還必須要找到沒有斷層擾動的區域。

當滿足了這些基礎條件之後,為了讓人們不至於在活動時,不小心挖到核廢料的處置設施,必須把埋藏的地點選擇在人煙稀少的區域,然而這些區域往往也是少數民族或弱勢者所居住的區域。在核能發電的整個生命週期中,都與迫害弱勢者、環境不正義掛勾在一起,甚至當核廢料問題始終未能得到解決時,積極倡議使用核電,就是讓我們這一代享盡用電的好處,將問題丟給下一代,造成世代不正義,未來的子孫沒有享受到核能發電,卻要承擔處理核廢料的責任。

今年 7 月核二廠 1 號機提前停機的根本原因,正是因為最初燃料池的設計只能夠放置運轉 20 年的燃料束,為什麼?因為台電始終認為用過燃料棒能夠送到國外處理,殊不知國際政策改變下,無法送出,反而堆積在廠內,即使不斷擴建空間仍然不夠用,這就是未曾重視核廢料處置的後果。討論核能發電,無法繞過核廢料的處置,我們必須要正視核廢料處置的難處,否則一味將問題丟給未來,就會如同核二廠提前停機,自食科技樂觀主義的惡果。

參考資料

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環境法律人協會_96
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環境法律人協會(Environmental Jurists Association, EJA),一群由關心環境議題的法律人所組成的協會,專注於以法律的角度關心環境政策,並致力於改善法規現況。