鑑往知來──從機器人與智慧車聊科技

講者／連豊力（臺大電機系教授）｜彙整／廖梓甯
整理自2019.10.25〈AI報你知．從科技歷史的演進，瞭解機器人與智慧車的發展〉

連豊力教授在歷史的脈絡中帶領我們認識目前最夯的兩大議題──機器人及智慧車。雖然在機器人的設計或智慧車的原理上沒有太多的著墨，但期許能培養出可以看見未來、實現夢想的遠見。

地球的發展，至今可能有50億年，人類行走在這顆星球的時間不過千分之一而已。然而，人的出現，改變了地表的景色，從放牧到圈養，再從農業到工業革命。每個階段都有巨大的變遷，形塑成不同的生活方式。

計算機，為工業革命的起始點，人類從運算開始，以輔助生活為中心，將計算與工業結合，造就了四次工業革命。身處第四次工業革命的我們，如何重新詮釋過去三次工業革命所帶來生活方式的改變，並從中汲取教訓？

四次工業革命

第一次工業革命，主要是機械的出現。傳統人工被機械取代，人們開始學習使用機器取代原有的人力，提升工作效率及品質。例如：水力車，利用水的位能差帶動紡織機，讓紡織速度加速，也帶來較高的產值。然而，第一次工業革命後的人們，仍依靠大自然的力量（水、風、獸力等）運作機械。因此，人們還是秉持著靠天吃飯的心態面對生活。

直到第二次工業革命，這樣的想法才因電力而有所改變。當人們開始保存電力並應用於工業發展時，人定勝天的觀念悄然形成：認為只要能掌握電力，就不需倚靠水力、風力等大自然力量，不僅能加速生產也可以掌握生活的節奏。

在機械、電力之後，人口及工業發展的推動力其實是「自動控制」。自動控制讓機器有效率、制式化地生產，降低人力需求，也帶來更大的經濟效益。第三次工業革命，使科技大步推進，也使產業結構更新。這些改變讓人們擁有更多時間去創新及思考新的可能性。

那麼第四次呢？第四次工業革命，就是現在我們所經歷的人工智慧、大數據、資訊爆炸的時代。計算機從原本簡單的運算功能，演變為能夠執行程式的電腦，甚至遠遠超越人腦的運算能力。我們不知道第四次工業革命會帶來什麼，但我們可以預見十年、二十年後的世界，肯定跟現在的生活有很大的不同。

機器人演進──工業到醫療之路

工業革命造就了機械、電力、自動控制等技術。在這些技術的變遷下，人們開始思索：機器是否能跟人有一樣的功能，甚至取代重複性高的人力。機器人，就是在這樣的背景下誕生。

機器人的發展從機械手臂開始，機械手臂的功能多樣，例如舉重物、移動物件、烹飪……，能夠自動化完成許多重複性高且精準的動作，工業製造為此獲益許多。接著，開始有輔助肢障人士上下樓或在崎嶇路面上行走的機器人，然而這些研究的技術門檻較高，設計時也需考量更多面向。當前最受歡迎的莫過於掃地機器人，幾乎家家有一台，能夠自動辨別環境、清理，保持家中整潔。機器人的發展肯定會繼續向前，只要你有足夠的想像力，就可能實現。

從汽車到自動駕駛

除了機器人，智慧車也是當紅議題。對於1900年代的人們而言，代步的工具只有馬車，有引擎、速度飛快的汽車對他們來說已經是很特殊的事情了。現在的我們肯定很難想像，當時甚至需要有人拿旗子趕在汽車前面，提醒路上行人注意汽車來了。

1956年起，自動駕駛車輛開始以概念的形式出現在許多國際展覽會和漫畫家的想像中，直到2004年由美國國防高等研究院舉辦的「自動駕駛大挑戰競賽」中才付諸實現。第一屆的自動駕駛競賽在沙漠舉行，沒有一組團隊順利通過，即使成績最好的參賽作品也僅在沙漠中走了11公里（總長240公里）。這樣的結果看似令人氣餒，各團隊卻因此開始更努力研究，利用不同的模型檢測及訓練，希望在第二年的挑戰賽中取得佳績。

人類的潛力確實不可小覷。在第二屆的競賽中，有五組團隊完成挑戰，雖然完賽的時間稍長，但已證實自動駕駛車輛並不是遙不可及的夢想。第三屆競賽則在一座模擬城市中進行，自動駕駛車輛必須在真實的街道上行駛，學會如何判別交通號誌、轉彎及緊急狀況的應變。競賽中的優秀隊伍沒多久便為Google延攬，所以當前Google自動駕駛的成果，其實很大部分歸功於這些人的努力。

回顧機器人與智慧車的發展歷史，未來又有哪些事物值得我們期待呢？Toyota公司日前宣稱，2020年東京奧運將會有整合的智慧交通系統，利用自動駕駛車載乘客往返不同的場館及餐廳，甚至有外送及運輸貨物的自駕車，希望藉此成為智慧都市的典範。智慧城市、智慧交通的概念在六、七十年前仍只是概念上的構想，至今卻能夠真實地應用於你我的生活中。支持這種變革的不僅是夢想，更多的是為夢想努力向前的實踐力。就讓我們大膽想像，謹慎地向自己的夢想邁進吧！

(本文為教育部「人工智慧技術及應用人才培育計畫」成果內容)