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兩根漿糊棒打平

timd_huang
・2011/08/29 ・4723字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 468 ・五年級
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「兩根漿糊棒打平」,文字遊戲啦!正確的斷詞是「兩根漿糊棒(Glue Stick)」「打平」,完整的作文題目是:「兩根漿糊棒打(精密XY)平面控制」。

對於有「滴唉歪(DIY, Do It Yourself)」習性的玩石頭者我來說,前幾篇貼文已經漏餡指出我手常癢的老毛病,總是喜歡自己動手做點東西,十根手指頭就是無時得定安靜下來,老是東摸摸西敲敲;這ㄧ篇又要來野人獻曝,看來真的是有點太沉迷,無法自拔了!不過,又是窮光蛋又想搞一點自己喜歡的研究,對於手頭上那些微小的世界最古老恐龍胚胎死骨頭,和那些可能改寫達爾文進化假說的埃迪卡拉紀巨型實體化石,總需要用到顯微攝影,以今日情況來說,最先進的數位顯微攝影,基本上在上次的文章(〈不用一條腿一隻手代價的顯微攝影 Microphotography without costing an arm and leg〉) 已經解決了,這ㄧ篇來介紹拍攝數位顯微照片過程中所碰到的一個很大困擾與解決方案。

以目前樣本通常大小在一公分以下的情況來說,所希望的顯微照相放大倍率,當然是能放得越大越能看得清楚,可是,有些樣本的本身,在較低的倍率下,可以把整個樣本切面全部照出來,但細節就不是那麼明顯清楚,可是,如果把倍率提高了,每張照片卻只能拍到化石的一部份,所以,為了兩全其美,就需要連續拍攝幾張,每一張稍微往旁邊(或上下)移動一些,最後在電腦上把相片縫合(Stitch)起來,剛好以前買數位相機,有附贈如此的軟體,讓我把這些照片合併成整張高倍率的放大結果。

這是一條可行的解決方案,但是,每次把物件縱或橫移動一點點,拍照片的時候,還要保留部份的重疊,軟體才有辦法縫合得好,實際操作時,用手微量同方向移動要控制得精準,真的很困難,特別是倍率很大的時候,稍微動一下,就不知道跑到那裡去了,為了能縫合得好,整套照片往往要重新拍照好幾次;而且,即便把化石整個縫合好了,最後整張相片會出現一些空白的地方如下照片,真是惱人。

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手控微調重疊拍攝多張照片,縫合後會有這種階梯狀的糗態。

這時候想起來,以前在學校用顯微鏡的時候,在載物平台上有個附件,可以很精密細微地移動載玻片,往橫(X)向或縱(Y)向,只要轉一轉旁邊的調整鈕就可以,真好用;可是啊!一想到精密的光學顯微鏡,「精密」兩個字的意思,也內含著「非常昂貴」的事實,即便小小一個配件,往往就是「砍下一隻手一條腿去賣」的代價,舉個真實的例子來說,約廿年前,買了一個可接視訊的立體礦物顯微鏡,光是那根銜接視訊和顯微鏡構造很簡單的黑色金屬管,說不好聽一點,只是一根黑色爛水管而已,要價就要新台幣八千孫中山!怪怪,如前文所介紹,如今自己做個數位顯微鏡,只要幾百塊錢,即便上網買人家做好現成的「數位顯微鏡(Digital Microscope)」,也只不過一兩千,廿年前的八千元,相當於今天幾十個千啊?夭壽啊!

俗語說,窮則變,變則通,又說,需求是創造發明之母,艱難的困境,才是激發創意的最佳機會,我這糟老頭,從小被貼上「台灣黑五類」,已經輸在起跑點,沒有顯赫的家世,更沒有存摺上多一個零少一個零無所謂的金主親戚朋友,在另一方面,死也不死,就剛好被我發現了兩項重大的化石:(一)世界最古老的恐龍胚胎,也是世界上最古老陸生動物的胚胎化石,和(二)大約六億年前的埃迪卡拉紀巨型實體化石,前者對於瞭解統治地球長達一億六千萬年的恐龍時代,具有絕對關鍵的重要性,我戲稱之為「恐龍界的『原子彈(蛋)』」,而後者的重要性,比起前者更重要一個量子跳躍(Quantum Jump)階層,這些埃迪卡拉紀的化石,正是我們地球最古老、也是最早的多細胞生物,畢竟地球上的所有生物,包括我們人類,都是從這些多細胞生物演化而來的,我們中國人一向不忘本,更不能數典忘祖,這些化石,才真是我們的「本」與「祖」啊!可惜,在我發現這些實體化石(Body Fossil)之前,世界各地廿多處所發現的埃迪卡拉紀化石,都只是泥沙填充灌注的鑄模(Cast/Imprint),並非當時生物實體所變成的化石,所以無法「深入」地從內部研究,只能很「膚淺」地從外表玩玩,我所發現的這些實體化石,將改變這一個窘況,讓學者們能切入這些生物的內裡,探究其詳,因此,雖然只是一些爛石頭,卻是「氫彈」級的重大重要發現!我就夾在又老、又窮、又不能不做的困境中。

所以啊!這些日子腦子裡面一直不停地打轉,如何自己以最便宜、家裡現有的材料,做出一個可用的數位顯微攝影用的平面調整器,好幾個晚上睡到一半,午夜夢回突然驚醒,趕快下到書房畫啊畫的,…,如此折騰,不知幾許,一直都找不出一個簡單可行自己動手做的方法來,最主要的是卡在「直線微調」的關鍵上。

直到前兩天,剛好要貼一點東西,拿起桌上的漿糊棒,打開蓋子,旋轉出漿糊,ㄟˊ,答案不就在手中?這種新台幣一根十多塊錢的漿糊棒,我所要的基本功能都有了,轉動它一端的轉鈕,管內的漿糊就往前推出一點,那不就是我所想要的,夭壽啊!就這麼簡單,前兩天還在那裡想請人車螺絲,或又想用滑輪等等,完全都不必了。

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哈!趕快找來兩根還沒用的漿糊棒,把漿糊全部扭轉出來,空殼子洗一洗,量一量在邊緣縱向靠出口那個位置挖開一條大約三公分長半公分寬的空格出來,又在裡面推漿糊的那個塑膠盤側邊,鑽一個洞,鎖上螺絲,扭一扭底端的旋轉鈕,嘿,這個螺絲就直線移動一些,大功告成!至少理論上行得通,而且可以說基本不用花錢!剩下來的,就是再做一個,然後把這兩個垂直安裝起來,一個調整橫向,另一個調整縱向,在這大約3×3=9平方公分的XY平面上,我都可以精準地微調出來了!

滴唉歪的精密平面微調器使用情況,中央上方是現成的數位顯微鏡,裝在翻拍台上,右下方是漿糊棒。

傳說中說,當阿基米德泡澡的時候,澡盆的水滿溢出來,靈光乍現,讓他解決了長時間困擾他、國王金塊是否為純金的問題時,他大聲地喊出:「尤力卡(Eureka)!」,從此這個名詞,變成了電光石火剎那間發現之極度快樂的代名詞;如假包換在下小小的我,這個微不足道、小到不能再小的創作,當然不能和人家阿基米德比較,可是,稍微分享到他的樂趣,自己往自己的臉上貼金,人生夠本啦!

好了,既然是如此微小的「偉大」創作,使用的成果如何呢?閒話少說,下面有照片為證。

由五張透過我滴唉歪用兩根漿糊棒做成的平面移動控制拍攝照片縫合成果

再來看一張,這張和上面那張,都是埃迪卡拉紀實體化石黃楊清蓮體的兩個垂直切面的縫合照片,放大倍率為40X;眼尖的讀者,可能一下子就會看出來,上圖最右邊的那條邊線,就是下圖最左邊的邊線;從這兩張照片,可以從兩個角度看清楚黃楊清蓮體的內部構造;從這兩張,可以看到邊緣和二級管(照片上水平凹下處)都比較大,而在其間,微細的四級管,相互連接成往上凸的弧線。

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有關於黃楊清蓮體的內部構造,特別是大小管狀所形成的網絡,經過這些數位顯微切片照片的觀察,我終於把以前所畫的,做了一個重大的修改,過去認為最微細的四級管,平行於主軸管,但現在修正為與二級管方向略同,如最後的圖示。

說真的,我這個小道具,在大多數人眼中,其實只是一根雞毛而已,沒啥值得啥ㄏㄧㄠˇㄅㄞ˙的,不過,我要多說兩句,因為這裡面有個大道理。

回到1975年我在美國俄亥俄州立大學唸博士班的時候,有一門必修的課,說出來,很多人難以相信,卻是事實,院方規定我們所有的博士生都要修習,這個課程叫「玻璃工」,哇塞,博士生學習吹玻璃做玩具?我們是來學習正經八百大學問的,怎麼叫我們搞這種雕蟲小技玩藝,老師們腦筋有沒有秀豆搞錯了?幾個同學都議論紛紛。

所以我就特別問教授這其中的道理,他說啊:

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「沒錯,你們都是高階的研究生,專業於研究『偉大的』科學項目,但是,永遠不可忘記,科學的進步,絕對要依賴『你們所認為低階的』技術,科學與技術兩者相輔相成,科學上的理論研究,促成技術的進步,技術的進步,又回過頭來幫助科學的進展,人類的歷史就是最好的證明;為什麼學校要你們修這門課程呢?你們整天在實驗室用各種玻璃器皿進行各種化學實驗,這些玻璃器皿那裡來的?庫房領來的,庫房又是向廠商買來的,不是嗎?不過,如果有一天,你們所要的器皿庫房沒有或缺貨,也就是說,沒有現成廠商做好的,你的實驗又剛好急著需要用到,怎麼辦?你可以把你要的器皿樣式畫圖畫出來,交給庫房去向廠商訂製,你知道這要多久嗎?至少半年,而且價格很貴,因為人家要特別為你製作,價格雖然你們不必擔心,但是時效上你受得了嗎?再者,廠商不像你那麼知道到底你所要的是什麼樣子,可能半年後第一次做出來的,你發現不是那麼適用,需要修正,這下子,你又要等半年,如此反覆,你的實驗還做不做?因此,這門課程的重要性就在這裡,你們學會了玻璃工,整個世界又是只有你自己最知道你所要的是什麼樣子的玻璃器皿,你自己就動手做出你所要的吧!便宜又快又好用,不要忘記,所謂的科學進步,也包括自己研發製作相關的工具。」

後來也知道,我們藥學院,除了玻璃工的工作間之外,還有一個機械車間,裡面有各種機械工具,車床、鑽床、銑床、…等等,想要製作任何的金工所需要的機械設備,大概都齊全了,我們研究生隨時可去用,不要忘記,這是藥學院,而不是機械工程系,花這麼多錢購置這些「不相關」設備,不會沒有道理的。

教授講的真有道理,人家科技會如此進步,就是這個道理--你需要什麼儀器設備,除了買現成的之外,你自己想辦法製作;反觀我們老中的學界,或許傳統的觀念(技術只是被鄙視的雕蟲小技)束縛害了我們,並沒有鼓勵與提供研究者自己動手做的環境,科研所需要的儀器設備器材,都是用買來現成的。

說到這裡,順便提一下也是有點關係的事情;在我快唸完波特蘭州立大學碩士班的時候,我開始申請博士班,有一天收到俄亥俄州立大學給我全額獎學金去唸博士班,當然非常高興,馬上回信接受,隔天早上把回信寄出之後,晚上從實驗室回到宿舍,突然接到一個電話,是我同時申請伊利諾州大學系主任的來電,他說他們決定給我六年的博士雙學位獎學金,希望我能去他學校,特別先打電話通知我;接到這個電話,真是受寵若驚,那邊和美國西海岸有三個小時的時差,我晚上才接到這通電話,那邊已快深夜,系老闆還加班親自打電話,真令人感動啊!我在電話中問他,一般的博士班,通常只要四年,為何他們的要六年,他解釋說,其實他們這個課程很獨特,歸屬於醫學體系,但他們博士班不收醫學院的學生,只收其它理工科的碩士,六年的課程之後,學生同時拿兩個博士學位,一個是醫學博士,另外一個是該學生原本的主科博士學位,以我來說,化學和醫學雙博士學位。

為什麼要如此?他說,就從醫生看病做研究的角度來說,經常會碰到一些情況,比方說,現代的各種看診電子檢驗儀器,對於某個個案來說,可能欠缺了某項功能,或者不是那麼貼切好用,又如某個病人對於某種藥,不是那麼恰當,一般接受純種醫學訓練的醫生,碰到這些情況,只能求助於儀器廠商或藥廠,在時效和功能上,都要打很大的折扣,所以他們不收醫學院畢業的博士生,但是,他們培養出來的醫師,本身就有足夠的電子或化學(或其它理工科)訓練,他自己馬上就可以做個小電路板,或進行某化學結構修改量身訂製藥效,讓醫學能更加進步,這就是他們跨領域的教育目標。

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雖然後來我沒到伊利諾大學去(誰叫他的電話晚了一天),但是這輩子一直很認同這個觀念--科學與技術,兩者相輔相成,不可偏廢,技術絕對不是傳統老中思想所認為「讀書人不為也」的「雕蟲小技」,那些(狗屁)治世經國大道理固然重要,雕蟲小技更不可忽略。阿門!

本文原發表於「催眠恐龍」部落格[2011-02-20]

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timd_huang
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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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從免疫病到心肺危機:不可輕忽的肺動脈高壓
careonline_96
・2025/05/23 ・3045字 ・閱讀時間約 6 分鐘

圖 / 照護線上

每年 5 月 5 日是「世界肺動脈高壓日(World PH Day)」,這一天是全球關注肺動脈高壓這項隱形致命疾病的重要時刻。肺動脈高壓(Pulmonary Arterial Hypertension, PAH)是一種致死率高、進展迅速、早期不易察覺的罕見疾病,在免疫疾病族群中更容易被忽略。醫界呼籲社會大眾,特別是有紅斑性狼瘡、硬皮症等結締組織疾病的患者,應提高警覺,及早識別症狀並就醫。

結締組織疾病患者需警覺肺動脈高壓

「有位紅斑性狼瘡的女性患者,因為在夜裡感到胸痛而到急診室,進一步檢查後,發現有肺動脈高壓的問題」臺大醫院免疫風濕過敏科李克仁醫師表示,後來發現,患者容易感到喘其實已經有一段時間,但是都沒有放在心上,自己也不覺得跟紅斑性狼瘡有關,所以沒有就診。

部分自體免疫疾病會併發肺動脈高壓,除了要控制原發疾病,也要同步治療 PAH。李克仁醫師指出,國外最常見的是硬皮症併發 PAH,但在台灣也常見紅斑性狼瘡、乾燥症與皮肌炎等患者病程中出現肺動脈高壓,病情進展快且複雜,需密切追蹤與早期處置。

為什麼肺動脈高壓被稱為「心臟的癌症」?

臺大醫院心臟血管科林彥宏醫師表示,肺動脈高壓是一種因為肺部的血管出現異常,而導致肺動脈壓力升高的狀況。它是一種非常嚴重的疾病,致死率高,甚至比許多常見的癌症還要高,因此也被稱為「心臟的癌症」。雖然肺動脈高壓不是惡性腫瘤,但它對生命的威脅性極高。

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肺動脈高壓的預後與成因有關,其中以結締組織疾病相關的肺動脈高壓(CTD-PAH)預後最差,與紅斑性狼瘡、硬皮症、乾燥症等自體免疫疾病相關。林彥宏醫師表示,根據統計,這一類患者的五年存活率大約只有 60-70%。因此,除了控制免疫疾病,也要積極診斷與治療肺動脈高壓。

症狀不明顯,診斷挑戰高

肺動脈高壓的症狀早期因不具特異性往往難以察覺,可能包括走路會喘、呼吸困難、胸悶、胸痛、疲倦等,但這些症狀也常出現在其他心肺疾病,因此極易被誤認或延誤診斷。林彥宏醫師說:「從肺到心臟都可能導致這些現象,診斷上需要醫師高度警覺與鑑別能力。」

當患者出現非特異性的症狀,如疲倦、喘等,且這些症狀可能與免疫疾病本身的症狀重疊時,醫師會特別提高警覺。特別是對於高風險族群,例如硬皮症或其他獲得性結締組織疾病的患者,臨床團隊會更積極安排心臟超音波、心臟造影、右心導管等檢查,爭取診斷的黃金時間。

如果延遲診斷,肺動脈血管與心臟可能發生不可逆的結構性改變,甚至導致右心衰竭。李克仁醫師提醒,免疫相關 PAH 常伴隨持續的發炎反應,若發炎控制不佳,也可能導致肺部血管纖維化等不可逆病變,進一步限制治療成效。

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肺動脈高壓症狀警訊:喘、咳、血、腫、暈

肺動脈壓力升高會影響氣體交換,血氧下降導致運動耐受力降低,有些患者甚至靜止時也感到呼吸困難。進一步惡化將導致右心衰竭,引發下肢水腫、腹脹、消化不良、食慾差等系統性影響。林彥宏醫師提醒,「肺動脈高壓還可能造成猝死!」他指出,每年都有急診個案需緊急使用葉克膜救命,凸顯此病潛藏的危險性。民眾可自我觀察是否出現「喘、咳、血、腫、暈」五大症狀。雖非所有病患會同時出現,但只要有其中一項且持續出現,應立即就醫檢查。

世界肺動脈高壓日提醒:及早檢查,把握治療黃金期

世界肺動脈高壓日提醒社會應正視此疾病,特別是免疫疾病患者更應提高警覺。檢查工具包括心電圖、心臟超音波、肺功能測試及右心導管檢查,其中右心導管是唯一能準確測量肺動脈壓的黃金標準。

「聽到心導管檢查時,很多患者會感到猶豫」,林彥宏醫師表示,其實右心導管是從靜脈進行,安全性高,建議配合檢查,盡快確認診斷、才能啟動有效的治療計畫。

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多專科照護與合併療法為核心策略 協助患者找回更好生活品質

目前國際指引建議,PAH 一經確診應立即採取合併療法,使用磷酸二酯酶第五型抑制劑(PDE-5i)與內皮素受體拮抗劑(ERA)雙管齊下,可改善運動能力、降低肺血管阻力並延緩惡化。

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圖 / 照護線上

在治療過程中,CTD-PAH 的照護往往需要多專科團隊(MDT)合作,包括風濕免疫科、心臟血管科、胸腔科、放射科與復健科等。林彥宏醫師解釋,這樣的團隊合作並非形式上的會診,而是發揮各自專業優勢的實質協作。以心臟血管科為例,能負責關鍵性的診斷檢查,如心臟超音波與右心導管檢查,了解肺動脈與心臟壓力變化、判讀心室結構與功能,為確診與預後監測提供明確依據。

而風濕免疫科則掌握原發性疾病的核心,透過免疫抑制治療控制紅斑性狼瘡、硬皮症等疾病的活性,避免肺血管受到進一步破壞。此外,多專科團隊會共同評估與整合治療策略,使治療更為全面與同步。這樣的分工合作不僅讓診斷更快速、治療更有方向,也讓患者能在病程早期即受益於整合性的照護策略。

台大醫院多專科團隊會經常召開會議,針對診斷不明、療效不佳或病情惡化的複雜個案進行討論。李克仁醫師指出,這樣的例會機制除了能為病人制定更精準的個別化治療計畫,各專科醫師之間也能教學相長,對整體診斷效率與治療品質皆有顯著幫助。

李克仁醫師強調:「不要過度焦慮,但也不能輕忽這項疾病。」他指出,隨著醫學持續進展,無論是免疫疾病的控制,或是針對肺動脈高壓的標靶治療,都有相當成熟的治療策略。「這已經不是過去毫無對策的疾病,只要病人與醫師密切配合,大多數情況都能獲得良好控制。」他也提醒患者切勿因為症狀緩解就自行停藥,「規律追蹤與持續治療才是穩定病情、避免惡化的關鍵。」

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世界肺動脈高壓日提醒我們:這是一種需要被正視的無聲疾病。免疫疾病患者若有喘、咳、血、腫、暈等徵兆,請務必主動與醫師討論,必要時採用標準檢查,及早診斷與治療,才能有更佳的預後。

今年的 5 月 5 日,邀請大家一起響應世界肺動脈高壓日,提升對這項致命疾病的認識,與醫療團隊攜手,找回對生命的掌控力。

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三大減重手術一次看懂,選對方法瘦得安全又有效
careonline_96
・2025/05/21 ・2698字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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圖 / 照護線上

減重手術副作用不用怕,醫親授減重手術照料方法

一名運動員退役後,因無比賽大量運動練習,體重持續上升,加上年紀增長,有感新陳代謝變慢,體重也逐漸飆升破百,並伴隨膽固醇超標,血壓些微偏高以及脂肪肝。因體健報告紅字逐漸增加,讓其意識到嚴重性,經醫師評估後施作 ESG 無痕胃拉提(內視鏡袖狀胃成形術);術後 4 個月成功減去原體重 17%,原先病症也得以改善。馬偕紀念醫院消化科系賴建翰醫師說明目前減重術式種類多,術前應充分與主治醫師討論,擇定最適合自己的方式。

減重手術哪種方法好? 3種手術一次比較

患者應在手術前進行綜合評估,包括 BMI 計算、健康檢查和心理評估,以確保手術的適宜性。目前國際上三種常見的減重手術包括:胃繞道手術、縮胃手術、ESG 無痕胃拉提(內視鏡袖狀胃成形術)。以下提供完整的手術差異比較:

  • 胃繞道手術:將胃和小腸改道,減少小腸吸收熱量。
  • 縮胃手術:切除部分胃部組織,使胃縮小。
  • ESG無痕胃拉提:利用胃鏡在胃部縫合4至6條線,將胃部容積縮小。
減重手術有何差異
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減重手術後遺症有哪些? 3 種手術優缺點大公開

而每種手術各有不同的優缺點,賴建翰醫師建議每個人在選擇前,應先了解各手術方式的效果是否符合自己的預期目標,這樣才能做出最合適的選擇。接下來,我們就一起來了解各種手術的差異吧 !

外科手術:

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  • 胃繞道手術

–      優點:減重效果較快,可改善糖尿病、高血壓、高血脂和睡眠呼吸中止等肥胖合併症

–      缺點:不可逆、手術較複雜,易影響吸收,造成營養不良

  • 縮胃手術

–      優點:減重效果較好,不影響吸收,平均在第一年內可減去20-30%的體重

–      缺點:不可逆、易引發胃食道逆流,約有3成的患者會有此問題

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內科手術:

  • ESG 無痕胃拉提

–      優點:無需開刀,因未切除人體組織,手術侵入性低,復原時間短、安全性高;根據長期臨床研究證實 10 年後體重平均持續減少 15.8 %

–      缺點:減重效果相較外科手術慢

減重手術的期望效果如何? 了解減重手術長期效益

因減重手術的效果因人而異,賴建翰醫師呼籲,術前應與主治醫師溝通,了解自己對手術的期望,如安全性、恢復速度、減重幅度等,而依據每個人的身體狀況不同,減重效果也相對會有所差異。

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  • 胃繞道手術/縮胃手術:

適用對象:

–      BMI>35 以上

–      BMI>30 以上,合併患有糖尿病、高血壓等代謝疾病

預期成效:可減少原體重的 30-40%

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  • ESG 無痕胃拉提:

適用對象:

–      BMI>30 以上

–      BMI>27 以上,合併代謝疾病

預期成效:根據臨床實證,可減少原體重的 15%

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減重手術的期望效果如何
圖 / 照護線上

減重手術後遺症有解嗎?醫師教你減重手術照料方法!

  • 減重手術照料方法一:飲食調整

術後改變飲食習慣,少量多餐,均衡飲食及注意營養攝取,才能讓胃慢慢適應;若仍然進食過量,很可能讓胃鏡手術的減重效果不佳。少數患者如果還是食慾旺盛,可考慮搭配減重藥物使用,有機會達到更好的效果。

  • 減重手術照料方法二:增加運動量

每週至少完成 150 分鐘中等費力運動,像快走、游泳、騎腳踏車等,來幫助維持減重效果。運動可以幫助你消耗熱量,加速減重,也能讓身體更健康。

  • 減重手術照料方法三:醫病溝通

減重手術後的照護不僅需要嚴格的飲食控制和運動習慣,也需要良好的醫病溝通,以確保患者能夠順暢地適應新的生活方式。

(一) 定期諮詢減重中心個管師

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*隨時反饋狀況:減重手術後,患者應定期與減重中心的個管師聯繫,隨時反饋自己的身體狀況、飲食習慣、運動情況等,以便個管師能夠及時提供適當的建議和調整。

減重手術後遺症有解嗎?醫師教你減重手術照料方法!
圖 / 照護線上

(二) 建立長期監測機制

*定期回診:患者應定期回診,以便醫師能夠監測減重進展、共病症狀,並適時調整藥物或治療方案。

*健康紀錄:保持詳細的健康紀錄,包括體重變化、血液檢查結果等,以便醫療團隊能夠根據實際情況進行調整。

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減重手術新知識?養成健康飲食與運動好習慣!

最後,賴建翰醫師提醒,減重手術並非快速捷徑,而是一種幫助患者改變生活習慣的工具。關鍵在於持之以恆,將減重視為終身的健康管理。馬偕醫療團隊採取內外科整合的方式,為有減重需求的患者提供完整且多元的選擇,以滿足不同需求。此外,若術後遇到問題或併發症,馬偕擁有完善的內外科醫療團隊,能夠及時提供專業協助與處理,確保患者的健康與安全。

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