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輕鬆使用Android 裝置控制樂高機器人:跑步機器人

馥林文化_96
・2013/02/26 ・2658字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 505 ・六年級

文/曾吉弘(CAVE教育團隊

Android 手機上的感測器種類相當繁多,但一般來說都會有以下三種:加速度感測器、姿態感測器與定位感測器。2013 年1 月號我們介紹了如何藉由手機的傾斜程度來控制機器人的動作,就是使用姿態感測器的X、Y軸資訊來共同決定樂高機器人的左右馬達電力。

本次專欄要改使用加速度感測器(Acceleration sensor) 來完成一個機器人跑步機,是的,您甩手機,機器人跑步。大家一起來甩甩甩,看誰的機器人跑最快喲!加速度感測器會告訴您手機三個軸向上的加速度值, 單位是m/s2。當您將手機如圖1 平放在桌面上時,地球施予手機的重力會在Z 軸上呈現約-9.8 m/s2。

圖1 手機的XYZ 軸向示意圖。

將三軸加速度值顯示在畫面上在開始玩機器人之前, 我們先把加速度值顯示出來吧( 圖2a)。App Inventor對於加速度感測器提供了加速度改變事件(AccelerationChanged), 只要加速度值有改變,就會自動執行件內容。圖2b 就是將XYZ 三個軸向的加速度值分別更新在三個TextBox 中。

由於加速度的單位是m/s2 , 所以會有兩個因素影響到加速度值的大小。第一是「甩動的幅度」,和移動距離有關,第二是「甩動的速度」,後者由於時間平方倍的關係,所以快速的小幅甩動也能得到很高的加速度值。您一定發現到了,即便將手機靜置在桌上, 加速度值仍不斷微幅跳動。

這是正常的狀況唷!感測器由於擷取實體環境的變化,因此一定會有雜訊(noise)存在,如何得到很平滑的感測器值需要一點數學運算。您可以使用各種平均法,例如移動平均或是加權平均法來避免突然的極大值或極小值讓您的機器人亂了方寸。

圖2a依序將XYZ 軸的加速度值顯示在畫面上。

圖2b 加速度感測器的加速度改變事件。

開始玩機器人

請把NXT 機器人準備好,並將左側馬達接在NXT 的輸出端B , 右側則是輸出端C( 註1)。請確認NXT 主機的藍牙是啟動的,接著將NXT 主機與Android 手機進行藍牙配對(註2),完成之後就可以把機器人放到一了,啟動藍牙之後您可以從NXT 主機的螢幕左上角看到藍牙的符號。

接下來依序介紹程式的各個功能:

STEP1: 登入畫面

首次進入程式的畫面如圖3a , 只有「連線」按鈕可以按,其它所有按鈕都無法操作。另一方面,因為加速度測器目前是關閉的,這時不論您如何甩動手機,CAVE 小圖案都是不會動的,我們會在連線成功之後才將其啟動。點選「連線」按鈕後進入藍牙裝置清單(圖3b),請找到剛剛配對完成的NXT 主機名稱( 本範例為abc), 點選之後就會由Android 裝置對NXT 主機發起藍牙連線。順利連線成功的話,就會出現一個灰色Label 不斷更新顯示X 軸向的加速度值,搖晃手機還能看到CAVE 小圖案在畫布上下移動(圖3c)。


圖3a 程式首次執行的畫面。
圖3b 點選連線按鈕後進入藍牙裝置清單。
圖3c 連線成功後出現相關資訊,CAVE 小圖案會上下跳動。

 

STEP2 :程式初始化

接著是點選連線清單之前(ListPicker_CONNECT 事件), 先指定清單內容為藍牙配對裝置清單(圖4a)。在連線之前,CAVE 小圖案是無法移動,因為我們先將加速度感測器關起來了,要等到連線成功之後才會啟動(圖4b),這時原本不會動的CAVE 小圖案以及無法按下的「斷線」按鈕這時也都可以操作了。

圖4a 指定藍牙配對裝置清單並關閉斷線按鈕隱藏觸控板。

圖4b 連線成功後啟動相關元件。

STEP3 :加速度感測器大於邊界值啟動馬達

我們在Acceleration1.AccelerationChanged事件中,只要X 軸向的加速度值大於10 ,就會啟動樂高機器人它前進一段距離,但不會一直走。以下依序說明(圖5):

1. 上下移動C A V E 小圖案: 使用ImageSprite.MoveTo指令,將XY欄位指定為140以及(xAccel * 50)+130,這樣當您搖晃手機時,可愛的CAVE小圖案就會根據您甩動的方向與速度上下移動,相當有趣。

2. 顯示變數於標籤上:將X軸向的加速度乘以50之後,以逗號分開,再與CAVE小圖案的Y座標一併顯示在標籤上,如此就能方便調整參數。為避免單一字串過長, 我們使用make text指令將多個字串組合在一起,這在各程式語言中都是常見的技巧。

3. 轉動馬達:最當X軸向加速度值大於10的時候,就會使用NxtDrive.MoveForward指令讓馬達轉動指定的距離。第一個參數75代表馬達電力為75(最大值100),第二個參數1代表在指定輪胎尺寸的情況下,可以讓機器人移動1單位長,而非持續運轉。

圖5 根據加速度感測器的X 軸向變化資訊來控制機器人。

STEP4: 斷線

按下「斷線」按鈕之後,會中止藍牙連線(BluetoothClient.Disconnect指令),並使按鈕恢復到未連線時的狀態(圖6),CAVE 小圖案又再次回到畫面中央且不再移動了。這時候您可以再次發起連線。

圖6 按下[ 斷線] 按鈕時中斷藍牙連線。

操作:
實際執行的時候, 請先確認NXT已經開機且藍牙也啟動了。接著在您的Android 裝置上點選程式畫面中的「連線」按鈕,會進到藍牙清單畫面,點選NXT 主機名稱連線成功後,就可以把手機拿起來甩啦!握持方向就是們平常講電話時的拿法,這也是最順手的拿法。如果您要換方向的話,就需要取其他軸向的加速度值。用力甩一下機器人就會往前跑一點(圖7a、圖7b),操作方式相當直覺,您一定會喜歡的,但小心別把手機掉到地上啦。

圖7a 手機向上甩動時的畫面。
圖7b 手機向下甩動時的畫面。

2013 的1 月號介紹了姿態感測器,這一期我們延伸介紹了加速度感測器,這是體感遊戲設計的基礎。由於加速度感測器相當靈敏,您也許需要針對本範例中一些參數進行調整來達到更好的效果。

 

歡迎大家由此下載本程式來玩玩看。或掃描以下的QRCode也可以直接將檔案下載到手機,或到App Invento中文教學網上直接下載App Inventor原始檔與apk安裝檔。更多有趣的機器人app請到Google Play搜「CAVE教育團隊」就找得到了。

註1:機器人運動方向有可能因為車頭指向而和程式設定相反,只要將左右馬達電線互換即可。
註2:想學如何開發App Inventor程式嗎?請到App Inventor中文學習網(http://www.appinventor.tw)與我們一同學習。
註3:將Android手機設定為可安裝非Google Play下載的程式以及讓手機與樂高NXT主機連線等說明請參考這裡
註4:與NXT連線後如果出現[Error 402]之錯誤訊息請不必理會,程式依然能正確執行。

文章原文刊載於《ROBOCON》國際中文版2013/3月號

 

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馥林文化_96
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馥林文化是由泰電電業股份有限公司於2002年成立的出版部門,有鑒於21世紀將是數位、科技、人文融合互動的世代,馥林亦出版科技機械類雜誌及相關書籍。馥林文化出版書籍http://www.fullon.com.tw/


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遏止 Deepfake 被濫用,韓日歐各國如何規範 AI 使用?

法律白話文運動_96
・2022/01/27 ・4432字 ・閱讀時間約 9 分鐘
  • 作者賴宜欣,台北大學法律系法學組學士,政治大學法律學系碩士,日本國立名古屋大學特別研究生,現為執業律師。

編按:在出現Deepfake之後,網路世界進入了「眼見不為憑」的年代。

本次泛科學和法律白話文合作策畫「Deepfake 專題」,從Deepfake 技術與辨偽技術、到法律如何因應。科技在走,社會和法律該如何跟上、甚至超前部署呢?一起來全方位解析 Deepfake 吧!

網紅小玉的「換臉私密影片」犯罪事件,讓深度造假(DeepFake)技術一夕之間成為台灣廣為人知的的技術。而此次風波,更讓社會大眾注意 AI 技術被濫用的嚴重性,呼請修法的聲浪不斷,希望政府能盡速遏止科技犯罪,不要再有下一個受害者。本文則介紹韓國、日本、歐盟各國的相關管制,擬以他山之石,一窺未來台灣可能的相關管制之道。

圖/envato elements

韓國:以 N 號房事件為鑑,修訂「性暴力犯罪法」

2019 年底,韓國爆發「N 號房事件」──受害規模之大不但震驚了整個韓國社會,也引發國際矚目。

「N 號房」營運的方式,是隨著付費等級提高,就能進入內容更加腥羶的色情房(總會員人數據傳高達 27 萬人);而在那些色情房中,也包含了以深度造假合成的不雅影像及照片為主題的群組。由於付費會員中不乏高社經地位人士,受害者眾多,也讓韓國的社會大眾意識到「數位性犯罪」的嚴重性。

當時韓國法規對數位性犯罪的規範相當不足 ,如同韓國的網路新聞所報導的,面對「換臉加散布」這樣的情況,只能用如《刑法》「提供猥褻物品(包含文書、圖畫或其他物品)罪」或《情報通信網法》中的「透過情報通信網對公眾散布、販賣、提供猥褻影像罪」來處罰,並以毀損名譽及侵害肖像權為由「請求損害賠償」。因此即使是如此眾所矚目的嚴重案件,在法律上實際要進行處罰,最重也不過是 1 年的有期徒刑及 1000 萬韓元(約台幣 25 萬元)的罰金,可說是相當輕微註一

N號房參與者不乏高社經地位人士,讓韓國的社會大眾意識到「數位性犯罪」嚴重性(示意)。圖/envato elements

此外,法律專家們也指出另一個大漏洞──當時的法律並沒有依據能針對「使用深度造假製作虛偽影像的行為本身」施加處罰。也就是說,製作影片本身在當時並不違法,法律必須要等到行為人散布虛偽合成影像、讓影片接觸社會大眾,才能夠啟動處罰。

鑒於利用 AI 技術、合成虛偽影像對受害人已經是一大傷害;而至散佈虛偽影像對受害人來說(特別是被運用在成人情色片等猥褻物品方面),則應被視為極大的二度傷害。根據韓國法律新聞指出,2019 年統計受到「深度造假」換臉程式合成的被害人,高達 96% 是女性,其中 25% 是韓國的女性演藝人員。因此,韓國法界多半認為應直接針對活用深度造假虛偽影像的行為,量身打造可以直接適用的法律;也讓該國開始修定《性暴力犯罪之處罰等相關特例法》(下稱「性暴力犯罪法」)。

修法直接處罰「製作、散布及利用虛偽影像營利的行為」 

就在前述的修法呼聲中,2021 年 1 月 21 日,韓國修正施行了《性暴力犯罪法》相關規定,明文禁止利用深度造假製作虛偽影像等數位性暴力行為。

首先,該法會處罰「製作虛偽影像的人」,只要「抱著散布目的」,在「違反當事人的意思」的前提下,利用「他人面孔、身體或聲音製作攝影、影像、聲音等物」,進行「誘發性慾望和性羞恥心」的「編輯、合成、加工等行為」,就會受到 5 年以下有期徒刑和 5000 萬韓元(約台幣 125 萬元)以下罰金的處罰。

製作、散布、以虛偽影像營利,皆會受到刑罰。 圖/envato elements

其次, 修正後的《性暴力犯罪法》 也會處罰「散布虛偽影像的人」。換句話說,只要將上述「經過編輯合成加工的虛偽影像(包含影像的複製物)」散布出去;且即使在「編輯當時」沒有違反當事人的意願,但事後散布這些虛偽影像時,已經違反當事人意願的話,也是違法的。針對散布的行為,將處以 5 年以下有期徒刑和 5000 萬韓元以下罰金。

接著,如果是「違反當事人意願,利用情報通信網散布虛偽影像來營利」的行為,更會處以 7 年以下有期徒刑。更嚴重的,如果「製作、散布、營利」三種行為全包了,則會加重總合刑度的 2 分之 1。並且,以上這些行為,全部都有處罰未遂犯。

另外,韓國更進一步把利用影片進行「強暴、脅迫及行無義務之事」的行為也列入處罰。像是「利用能夠誘發性慾望和性羞恥心的攝影物和複製物來進行脅迫」,處 1 年以下有期徒刑;又或是利用前述影片「脅迫妨害他人行使權利或使其行無義務之事」者,則處 3 年以下有期徒刑。而若有人統包這兩種行為的話,更會加重總合刑度的 2 分之 1。

修法之後仍未懲罰虛偽影像的「消費者」?

但是,即使制定了專門的處罰法規,還是有不足的地方。比方說,該法並未處罰「購買、消費深度造假影像的視聽者」。律師解釋,修改後的法規只處罰「製作、散布虛偽影像者」一方,並未針對「購買、消費虛偽影像」的另一方,設下處罰規範,也就難以針對「購買、消費虛偽影像的視聽者」予以管制註二

那麼,對於購買深度造假虛偽影像的人,真的沒辦法處罰嗎?律師表示,《性暴力犯罪法》還是會針對「單純持有影像者」,處以 3 年以下有期徒刑及 3000 萬韓元(約 75 萬台幣)以下罰金──不過,本條的處罰前提是:必須證明行為人「把虛偽影像當成真實影像」購買保存,才可以認定為不法持有影像的行為而加以處罰。

但這樣的證明方式過於迂迴,因此韓該國法界多認為,應正視購買視聽對受害人帶來的莫大創傷,未來應明文處罰「購買及消費影像」之人,才能予以平衡。

目前韓國針對「購買、消費虛偽影像」的人,處罰規定不足。圖/envato elements

日本及歐盟:以「AI 倫理規範」防治不當使用

相對於韓國制定專法來防治數位性暴力,日本及歐盟則是建立「AI 利用倫理規範」,在利用 AI 的前階段,對未來的使用方式進行分類,賦予不同程度的行為義務。

2021 年 4 月 21 日,歐盟發表了《人工智慧統一管理規則的立法草案》(Proposal for a Regulation on a European approach for Artificial Intelligence)簡稱「人工智慧法」,依照危險性的高低及重要程度,將利用 AI 的行為分成 4 個類型——「不可接受的風險、高度風險、具限定性風險(有限風險)、極小/無風險」,並要求採取「禁止使用、提供情報、使用情況(如登入)之紀錄、協助主管機關監視 AI、由 AI 進行動作之通知義務、警告標示」等相對應義務。

其中,如同日本學者川嶋雄作專欄文章所討論的,「使用深度造假操作技術,形成畫面、聲音、動畫」等利用行為,是被分類在「具有限定性的危險」。依據該法案,使用深度造假技術做出虛偽影像者,具有通知義務、需附加警告標語,必須告知觀眾這是使用 AI 技術所形成的影像註三

根據日本律師相關的分析內容,日本也採取了和歐盟相同的路線,不走法制化的路線,而著重推廣 AI 倫理 ,由政府部門和國際性企業為首,定期召開會議來檢討國內利用 AI 的情況。

像是日本學界就成立了「人工智慧學會」、內閣府(相當於我國的行政院)也召集了「人工智慧和人類社會之懇談會」、「AI 網絡社會促進會議」等組織,提出人工智慧倫理指南;該指南指出:不能透過人工智慧,直接或間接造成他人情報或財產侵害(安全原則),需尊重他人隱私,並落實誠實義務(透明化原則),並確保不得惡意使用之社會責任(適切原則)。而包括 SONY、日立等日系大廠,也都制定了自家的 AI 守則,來因應國際發展。

總的來說,日本與歐盟沒有立法,主要是針對 AI 的潛在危險性進行分類,並賦予相對的使用義務規範。不過,這樣的方式多少會限定特定 AI 的使用方式,因此是否有必要明文賦予拘束力,目前在歐洲委員會仍在檢討,各國仍尚未定案。而日本目前則是以公部門和企業為首,在配合國際趨勢下進行自主規範,並沒有打算進一步做出強制性的立法 。

相較於韓國因發生嚴重案件而具體修正《性暴力犯罪法》,以遏止類似惡性事件再度發生;歐盟與日本目前仍採取倫理推廣的路線,透過針對 AI 技術的研發起源進行規範。孰優孰劣、未來又將如何發展?恐怕只有時間才能告訴我們了。

圖/envato elements

註解

  • 註一:韓國律師所舉出 2019 年當時可能用來處罰 DeepFake濫用的三個法規:首先是刑法第 244 條「提供猥褻物品(包含文書、圖畫或其他物品)罪」,可處罰 1 年以下有期徒刑和 500 萬韓元(約台幣 12.5 萬元)以下罰金。第二,依「情報通信網利用促進及情報保護等相關法律(情報通信網法)」第 44 條之 7,在「使公共得以接觸下,透過情報通信網散布、販賣、提供猥褻之符號、文件、聲音、畫像和影像等」,處 1 年以下有期徒刑和 1000 萬韓元(約台幣 25 萬元)以下罰金。最後是「名譽毀損」相關法規,對合成並提出猥褻物品者主張名譽毀損,及主張肖像權受侵害,提出損害賠償。
  • 註二:本標題段落參自:딥페이크 처벌법’ 신설하긴 했지만, ‘반쪽’ 짜리 법안입니다
  • 註三:體系圖參照「報道から見る欧州AI規則案の日本での受容と影響」,其中的圖 1:AI 規則案の全体像 。

參考資料

  1. 취향대로 골라보세요?” 한국 아이돌로 장사하는 딥페이크 포르노 ,2019年10月18日。
  2. 韓國《性暴力犯罪之處罰等相關特例法》。
  3. 딥페이크 처벌법’ 신설하긴 했지만, ‘반쪽’ 짜리 법안입니다 ,2021年1月14日
  4. 川嶋 雄作,AI規制は時期尚早か?「EUによる規制法案から考えるAI倫理」 , 独立行政法人経済産業研究所。
  5. InFoCom T&S World Trend Report,情報通信総合研究所主任研究員 栗原佑介,2021.5.31,「報道から見る欧州AI規則案の日本での受容と影響」。
  6. BUSINESS LAWYERS,注目度が高まるAI倫理と個人情報保護の関係 – カメラ画像の利活用を題材に –
  7. 經濟產業省,「我が国の AI ガバナンスの在り方 ver. 1.0 AI 社会実装アーキテクチャー検討会 中間報告書 」,令和3年1月 15 日 ,頁12。
  8. 網路安全所助理研究員 吳宗翰,「歐盟公布草案禁止 AI 用於社會評等」,國防安全雙周報。

 

法律白話文運動_96
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