從火星探測系統到輔助工業製程,美國工業用 AI 新創 Beyond Limits 如何在台灣做到技術在地化應用?
李佳樺 2021/08/13
從2012 年美國太空總署成功將探測車「好奇號」送上火星至今,已經過了3000多個「火星日」,肩負著火星探測的重要任務,8年來好奇號傳回許多對火星的重要觀察與發現。背後更不為人知的,則是好奇號的 AI 運算系統,其實是由美國新創 Beyond Limits 的團隊建立的,公司發展至今也將觸角伸到能源、先進製造等產業,建立 SaaS 服務,為產業提供 AI 輔助平台,2020 年更獲得 1.3 億美元的投資,拓點到台灣、日本、新加坡、香港等地。
Beyond Limits 將 AI 應用到產業製程的契機,源自於當時跨國石油集團 BP 在墨西哥灣發生的漏油事件,企業希望導入 AI 優化決策過程,合作中也發現了石化能源產業的痛點,研發出石油配方建議系統、石油製程操作檢引系統等 SaaS 產品,不僅受到美國石油公司歡迎,日本市場也買單。
有了日本的先例,這套美國研發出的產品,照理說要拓展到亞洲市場應該不成問題,不料到了台灣卻窒礙難行,甚至需要重新開發不同的產品。
Beyond Limits 的台灣團隊究竟面臨了什麼挑戰?
台灣市場與美國差異大,Beyond Limits 台灣團隊必須如創業般從頭研發產品
台灣分公司總經理張中宜說明,台灣產業的先天特性,讓美國母公司已開發的產品都面臨市場可行性低落的問題,以石油產業的產品舉例,在台灣只有中油、台塑兩個客戶,且台灣的石油公司並不做研發工作,多半直接向國外公司購買配方,因此團隊必須在美國 SaaS 模式 的技術基礎下,研發出符合台灣市場、針對不同產業需求的商品。
「Beyond Limits 在台灣設立公司時的處境,跟重新創業差不多。」張中宜表示,AI 應用產品的開發不僅需要能夠從零開始寫演算法的工程師,也要有懂產業製程的專家團隊,龐大的研發費用與對產業專家的需求,讓每一次產品開發都像募資活動,團隊必須透過產業訪談做足市場研究找到痛點,說服製造公司與他們合作開發能解決產業問題的軟體。
然而開發全新市場對張中宜來說並不陌生。
她曾經在孟加拉創立幫助偏遠地區孩童課輔的非營利組織 e-Education ,第一年就讓偏鄉學子考上孟國最高學府卡達大學,更順勢搭上鼓勵企業與 NPO 合作的開放式創新風潮,讓卡西歐、 AI 新創、安永都找她擔任顧問,執行戰略布局或開發新通路的工作,面對 Beyond Limits 在台灣的難題,團隊選擇了電動車電池研發、面板機器手臂維修與人流異常預警系統等三個產業切入。
延伸既有美國產品技術,尋找合適的台灣在地產業切入開發產品
選擇電動車電池產業與 Beyond Limits 在美國石油產業的經驗有關,研發電池的過程與石油廠研發機油的邏輯相似,痛點都在於漫長的研發過程,就像做菜時要多次嘗試才會知道多少的鹽與油才是最佳的調配一樣,電池配方更要經歷至少半年的實驗,且實驗設計也要在無數次團隊與客戶的交鋒後才能成型,溝通成本相當高昂。
使用 Beyond Limits 導入認知 AI 架構的電池配方建議系統,研發人員只要以自然語言輸入期望的電池規格、價格與電車轉速,系統即可在 43 分鐘內提供數百種配方與實驗方式供選擇,縮短約 2 千倍的研發時間。
Beyond Limits 也在 7 月 29 日宣布與日本的三井物產公司進行策略結盟,以其認知 AI 的核心技術,協助三井投資的液化天然氣廠進行巨量資料分析,並整合作業人員專業知識與數位化作業模式,制定出精簡有效率的解決方案。日本三井整合數位策略部部長常務董事真野雄司氏說,透過與 Beyond Limits 的合作可以改善與再造營運流程,更有效率執行現有事業群的高附加價值項目。
另外,Beyond Limits基於公司在美國既有的輔助風電機維修平台,投入面板機器手臂維修建議系統的開發,「雖然也想在台灣用同一套產品幫助風電產業,也與風電廠陸續接洽,但台灣的風電仍在建設階段,缺乏營運經驗,目前的維修需求也不高。」張中宜談到,市場開發的大方向是要在台灣尋找具備預測維修需求,且市場密集、成熟的產業,公司在與投資人仁寶電腦的合作中,發現光電面板產線中機器手臂的維修概念與風機維修類似,而且痛點也類似:包含高昂的維修成本、未經標準化的維修流程,以及依賴經驗的維修決策。
目前輔助維修系統正與日本機器手臂原廠合作開發,由廠商提供維修資料與產業專家, Beyond Limits 透過 AI 分析維修數據,建立資料背後的邏輯推演,系統最終能判斷機器損壞的原因,並建議耗材種類與維修方式。從管理者的角度能降低維修、備料倉儲成本,對維修人員來說也有可依循的維修建議,長遠更能累積產業知識 ( domain know-how ) ,促進升級。
以邊緣運算技術,與北捷合作開發人流異常預警系統
而將技術從太空拉回到地面,Beyond Limits 也能在大眾運輸犯罪預警上有所發揮。他們與北捷合作,使用等同於在火星探測時、消弭與地球時差的邊緣運算技術,原理是透過分散式的運算提升效率,達成在監控系統的邊緣節點就進行異常人流的辨別,降低反應時間落差。
張中宜舉例,正常的人流像是乘客擠進車廂內的固定位置,開始滑手機,異常的人流可能是人群往四面八方散去,產生快速移動的樣態,異常訊息可以在 10 秒內將送到中控室,大幅縮減以往需要 4 分鐘以上的訊號傳輸時間,也能避免踩到人臉辨識的紅線,未來希望擴張應用到大樓監控,或是銷往他國的大眾運輸系統。
源自NASA,認知型AI成為技術優勢與門檻
與其他單純使用機器學習技術分類數據並預測結果的數值 AI 系統不同,Beyond Limits 的 AI 服務融合了數值 AI 與符號 AI ,前者的數值 AI 是透過大量數據讓模型認知「此為何物」,而符號 AI 則是藉由邏輯定義數值 AI 判斷的結果是好還是壞,並加以做出決策與判斷,以電池配方為例,將實驗室過去的實驗數據導入數值 AI 系統後,會得出樹種配方組合,再藉由符號 AI 判斷個配方辦法的優劣,並給予客戶回饋與建議。藉由結合數值 AI 與符號 AI 兩大系統的結合,讓人工智慧的每項建議都能以人類可理解的思路解釋,輔助人類做最後決策,也使人機協作的製程模式成為可能。
對於這項技術,張中宜表示這其實是源自於 NASA 將探測器「好奇號」送上火星後,由於火星與地球之間的數值傳遞有時間差,人類基本上不可能遙控好奇號,而且火星上的數據在這之前是 0,所以數值 AI 也無法運作,為了能夠讓好奇號自行在火星上探測與行動,勢必須要模擬人類大腦的認知型 AI 系統,當時才會開發出符號 AI。
根據研究報告,2025 年工業用 AI 規模將達 160 億美元,其應用開發仍具高度可能性,Beyond Limits 在台灣也希望更全面地研發產品打進該市場。除了正在培養市場的風電產業外,未來也希望協助優化晶圓半導體產業的製程,團隊更積極與社會、產業溝通,讓社會了解 AI 進入產業能讓人類更有餘力進行創意發想與決策,也讓產業正視轉型需求,近期將與台灣新創基地合作舉辦 AI 科普講座,持續促進製造業的人機共榮合作。
創業快問快答
Q:服務的創意來源,是因為發生甚麼事情而有這樣的想法?
A:台灣數位轉型瓶頸
Q:創業至今,做得最好的三件事為何?
A:用國際薪資招聘頂尖人才、台灣市場國際定位清楚、客戶分潤共創模式的商業模式
Q:要達到下一步目標,團隊目前缺乏的資源是?
A:能見度
附圖:BeyondLimits 台灣總經理 張中宜
Beyond Limits 以數值AI及符號AI兩大關鍵技術,達到人機互補智能
圖片來源 : Beyond Limits
擠捷運
圖片來源 : diGital Sennin on Unsplash
圖說:BeyondLimits Hybrid AI導入流程說明
BeyondLimits Hybrid AI導入流程說明
圖片來源 : BeyondLimits
資料來源:https://meet.bnext.com.tw/articles/view/47993?fbclid=IwAR2HbB5FrPIBoV9kDL27OnhNF-JDNzfYdsoLoVKn85yAA7GUjzDzI3y5Lw0
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今早發的鬧元宵小短片,背後的AI技術。
下方文章來自「量子位」微信公眾號,經授權轉載來揭秘:
▎當網路圈大佬們集體唱歌,會擦出怎樣的火花?
現在,火爆一些短視頻網站的AI特效,一鍵就可以實現夢幻聯動。瞧!馬雲、馬化騰、馬斯克等大佬們,正在集體演唱神曲《螞蟻呀嘿》。不光演唱,表情也是十分的賣力(傲嬌的小眼神很是傳神啊)。完全看不出是被迫的樣子呢(手動狗頭)。
效果之魔性,引得網友直呼:短短的幾秒,要用一生去治癒…..
▎大家一起「蚂蚁呀嘿」神曲!
這款AI特效,只需要一張照片,就可以火速讓anyone「螞蟻呀嘿」。正因為這麼便捷,果不其然,馬上成為了抖音網友們的“新寵”。各路名人開始搞起!首先登場的是四大天王:劉德華、張學友、郭富城和黎明!或許天王們太久沒有同框過了,網友們用這種方式將他們「召集」在一起,也是別有一番風味。不知道是不是因為特效太過逼真、還是脖子有點短(不是),竟然還有人以為是真的。
OK,各種效果、各種玩法已經展示完畢。
▎如何制作专属的“蚂蚁呀嘿”?
第一步,蘋果手機下載APP:Avatarify
第二步,打開這款Avatarify,選擇一張照片即可進入選擇特效頁面(臉正一點效果更佳)。然後向下拉,找到布拉德·皮特的特效即可。 是不是很簡單?不過有點遺憾的是,暫時只有蘋果手機才OK(安卓用戶淚目)
一個人演唱「螞蟻呀嘿」的效果就已經實現了。如果想要多人演唱、九宮格那樣式兒的,那就需要剪映來加持了,這裡就不詳細展開了。當然,這款軟體除了「螞蟻呀嘿」之外,還有很多範本可選。
例如,李開復博士便在元宵節一早友情上演了一首「Only You」,傳遍朋友圈。
隨著這波潮流,Avatarify及其他相關軟體,已經超過微信、拼多多、抖音的下載量,登頂蘋果App Store免費榜前三!什么原理?
▎AI,是如何搞定各位大佬來唱歌的呢?
讓一張照片動起來,人臉跟著音樂一起擠眉弄眼,需要一個叫做一階運動模型 (First Order Motion Model)來搞定。技術原理借鑒了去年義大利特倫托大學的一項研究,入選了NIPS 2019。
模型框架主要由2部分構成,運動估計模組和圖像生成模組。運動估計模組的目的,是預測一個密集的運動場。研究人員假設存在一個抽象的參考框架,並且獨立估計兩個變換,分別是「從參考到源」和「從參考到驅動」,這樣就能夠獨立處理源幀和驅動幀。
而這兩種變換,通過使用以自監督方式學習的關鍵點來獲得。利用局部仿射變換對每個關鍵點附近的運動進行建模。隨後,密集運動網路結合局部近似得到密集運動場。
這個網路還能輸出遮擋的mask,指示哪些圖像的驅動部分可以通過源圖像的扭曲(warping)來重建,哪些部分應該被繪製(根據上下文推斷)。
在生成模組按照驅動視頻中,提供的源物件移動的圖像進行渲染。
此處,研究人員還使用一個生成器網路,根據密集的運動對源圖像進行扭曲,並對源圖像中被遮擋的圖像部分進行著色。
訓練階段,研究人員採用了大量的視頻序列集合來訓練模型,這當中包含了相同類別的物件。隨後在測試階段,研究人員將模型應用於由源圖像和驅動視頻的每一幀組成的對,並執行源物件的圖像動畫。
最終在品質評估中,這一方法在所有基準上都明顯優於當前先進技術。此前类似研究也很火爆,這種AI特效能夠如此火爆,甚至“破圈”,讓大家玩得不亦樂乎,最主要的原因是方便——不需要任何程式設計知識,便可完成。
但在此之前,其實這種AI特效在圈裡也是有火過,但都需要一定的電腦能力才可以實現。比如,一張名人照片和一個你說話的視頻,就可以讓夢露學你說話。還有,印度程式師開發即時動畫特效。你一動,蒙娜麗莎跟著你一起動~
那麼現在,你被「螞蟻呀嘿」一曲洗腦了嗎?自己試試吧!
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【聊聊兩岸的AI教材|高中生與AI的距離】
今天跟大家簡單聊聊兩本「給高中生的AI教材」,歡迎看過這兩本書的朋友,在影片底下留言分享心得交流喔!
【影片中漏了聊「第九章」,在這邊用文字補充】:
1. 兩本書在第九章又都再回到「機器學習」的範疇,所以我認為第九章也是屬於「用來補充前面三個層次」的。
2. 第九章是在介紹「強化學習」的這個概念。不同的是,陸版是從「Alpha Go」為主題的角度切入,運用Alpha Go來做為引子,介紹了Alpha Go背後的原理, 同時引入強化學習的概念讓讀者知悉。台版則是直接從「強化學習」的主題切入介紹運作與技術原理,當中又帶入「遊戲人工智慧, Game AI」的概念,然後在應用例子當中有舉例「Alpha Go」作為例子之一。
【人工智慧 導論】的主編與作者群:
主編群:陳信希/郭大維/李傑/高虹安/吳信輝
作者群:王建堯/王家慶/吳信輝/李宏毅/高虹安/張智星/曾新穆/陳信希/蔡炎龍/鄭文皇/蘇上育
【人工智能基礎 高中版】的主編與作者群:
主編群:湯曉鷗/陳玉琨/林達華/田愛麗
作者群:王焰/馮愛珍/尚海龍/羅銳韌/王陸軍/戴娟/王健/林勤/張鵠/金彥/邢曉菊/周丹/李鋒/李治中/邵典/王若暉/顏思捷/沈岩濤/王鑫濤/余可/史少帥/喬宇/陳晨/張正夫/陳愷/陳向東/彭禹/季金杰/崔懿/金瓊/錢晉/孫時敏/敖培
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