一年一度的日本先端電子資訊科技展(CEATEC Japan 2017)反映了日本消費性電子產業的最新變化,會場中早就很少看到傳統日本消費性電子大廠展示電視機、攝影機以及手機這類產品,快速取而代之的是各家零組件供應商如歐姆龍(Omron)、羅姆半導體(Rohm)、阿爾卑斯電氣(Alps)、村田製作所(Murata)等等,積極推銷各種搭配人工智慧(AI)軟體以及觸覺(haptic)技術的感測器與連結模組,他們視這些方案為實現未來虛擬實境(VR)的關鍵。

此時此刻,物聯網(IoT)已經成為各家電子產業供應商最熱衷的應用,但在10月初於日本千葉縣幕張展覽館(MAKUHARI)舉行的2017年CEATEC會場上,最受來自海外記者們矚目的,就是各種被編程為說話、思考與行為模式就像是日本人的機器人與感測器產品;這些產品反映了日本人的感覺、偏好以及習慣。

通常日本開發的機器人會比來自其他國家的更「健談」,日本設計的智慧喇叭也不只是能接收使用者命令,還能「預測」他們的需要;它們喜歡跟人聊天。而有越來越多的嵌入式系統搭配了AI演算法,對於「推理」功能特別重視。

我們在會場上看到不少配備了眾多感測器的新裝置現身,包括設計為人類選手訓練工具的一顆棒球;還有會打乒乓球的機器人,被設計為能識別人類對手的球技水準,並能依據該水準調整自己的熟練度。

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機器人與感測器成為CEATEC Japan 2017會場上的主角

一個很明顯的共同趨勢是,日本開發者社群已經將目標設定為打造完美的「協同機器人」(co-bots),專注於讓機器人去「了解」人類,而不是打敗或是取代我們;這個概念與豐田汽車(Toyota)自動駕駛車「守護天使」(guardian angel)是一致的。會場上看到的機器人都很嬌小,外觀也不具有威脅性──至少都是可愛型,而且說話聲音就像是5~7歲的小男孩;像是「魔鬼終結者」那種類型的機器人在CEATEC可不受歡迎。

EE Times姊妹刊,EE Times Japan的日本編輯同事告訴我們,日本機器人的設計原則衍生自《原子小金剛》(Astro Boy,外觀是一個小男孩的人形機器人),以及《哆啦A夢》(Doraemon,編按:誰不認識機器貓小叮噹的來跟我說!)等知名日本動畫角色,眾多日本工程師與消費者是與這些角色一起成長,將它們視為人類的好夥伴以及偶像。

不過,我們一方面擔心日本工程師們是否會太強調那些能理解「人類情感」、會嘗試讀取使用者是悲傷、開心、沮喪還是充滿希望…等心情的感測器,使得機器人更像是玩具而非有效率的自動化工具;在另一方面,如果我們的機器人並不那麼「了解」我們,我們又該如何與這些下一代的機器共處?

接下來讓我們一起看看今年CEATEC會場上的機器人朋友以及新鮮產品吧!

聚焦「對話」功能的智慧喇叭

Amazon的智慧喇叭Echo可以靠邊站了…日本大廠Sharp開發了一款智慧喇叭,不只能像是Echo那樣接受使用者的查詢指令,還能預測使用者的需求。Sharp的物聯網雲端業務部門產品行銷主管Takayuki Nagamatsu(見文章上方大圖)表示:「我們想讓智慧喇叭不只是擅長語音辨識,也要能與人類對話。」

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Sharp的智慧喇叭長的就像一個可愛機器人,擅長對話

假設一位使用者已經讓Sharp的冰箱與烤箱連網,該款智慧喇叭能根據使用者已有的資料,提供菜單與食譜的建議;使用者也可以請智慧喇叭提供建議菜單的低熱量替代方案。

來打一場乒乓吧!

Omron展示的桌球機器人Forpheus,是利用由該公司兩年前收購的美國廠商Adept Technology開發之現成工廠自動化機器人設備改造而成。Forpheus的關鍵功能包括一個配備3個攝影機的系統,用以識別球以及評估選手;還有一支由AI控制器控制的高速機械手臂、一套負責揮球拍的五軸馬達系統,以及一套以每秒80次速度,計算球速與旋轉方向、預測球路的系統。

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用工廠自動化設備改造的乒乓球機器人

Omron的運動感測器(通常運用在工廠自動化設備)搭配深度學習演算法,能提升乒乓球機器人判斷對手球技水準的能力;此外Forpheus還添加了兩項新功能,其一是能同步控制兩個機器人,其二是利用AI來預測殺球的能力。

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Omron使用的同步控制機器人,包括一個負責發球的關節型機器人(左),以及一個負責揮拍的平行鏈接機器人。

Omron物理感測實驗室(Physical Sensing Lab)主管Masayuki Koizumi表示,同步控制兩種不同類型機器人特別重要,因為該公司開發乒乓球機器人的終極目標是設計協同機器人,也就是能在同一個工廠中與人類一起工作。

每當與人類對手開戰時,Forpheus還會開口說話,除了鼓勵對方也解釋自己下一步動作;為何要讓它能說話?Koizumi解釋,這種設計是為了訓練機器人與人類溝通的「意圖」,而相反的,機器人也需要了解人類的意圖。透過正確評估人類的能力,機器人應該要能調整自己的行為:「我們認為這是實現人類與機器無縫切換的關鍵。」

而AI技術的採用顯然也是讓機器人能評估人類對手與球的運動之關鍵;不過Koizumi坦承,最新一代的Forpheus雖然能預測殺球,但有時候也會被人類的移動或是「假動作」搞混:「顯然我們還需要更多資料來讓機器人學習。」

Koizumi透露,Forpheus是在PC上以Python語言進行深度學習,而Omron採用的深度學習平台並非像是Nvidia平台那般先進的方案:「我們專注於嵌入式系統,選擇乒乓球做為深度學習的題材,是因為那是我們受限於硬體之系統可以處理的適當學習水準。」

 
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編譯:Judith Cheng