【活動報導】AI落地應用:全球防疫+牛臉辨識

作者:王姵文

AI近年來可以應用的領域越來越多,一直以來都是因為有需求而因應產出應用,AIGO本年度第三場線上交流會,邀請到兩位專家來談談由於疫情及畜牧業的痛點,出現了什麼需求,以及AI如何解決問題。

後疫情時代人工智慧如何助攻疫情控制

第一位講師是歐尼克斯實境互動工作室的創辦人許哲豪先生(Jack),他先提到目前台灣疫情控制住了但國外仍處於嚴峻狀態,美國、巴西、西班牙、等地疫情都還很嚴重,確診案例還在不斷增加,台灣相對安全,許哲豪強調:「之後要擔心的是當國界又打開時,外來的病例帶來第二波疫情。」

「新冠肺炎疫情第一階段是爆發期,大眾人心惶惶,那AI可以做什麼呢?」許哲豪拋出問題,他提到每天增加多少確診案例用AI來預測之後的疫情變化,或是用新聞媒介出現和疫情相關的關鍵字來預測之後的走向,不過美國專家振示這次疫情難以預測,因為病毒沒有季節性和周期性。第二階段是平緩期,治療藥物、疫苗開發在這階段積極發展,相關的防疫物資也進行有限制的釋出等。

第三階段是回復期,也就是進入後疫情時代,他說:「雖然疫情已經獲得控制,但是人員的隔離列管照護問題,和大眾是否有持續保持社交距離問題,以及在經濟方面如何恢復。」許哲豪提到後疫情時代要重視的問題。

許哲豪(Jack)分享後疫情時代AI如何助攻疫情控制(攝影:歐敏銓)

列管人員的定位,是針對居家檢疫人員或疑似病例掌握行蹤,防止離開指定區域,可以利用手機APP裡的藍牙、GPS、WiFi、運動感測器、基地台來確定位置;另一種是低功耗藍牙信標,在列管人員上戴手環、腳環、卡片等,但這些會有個資外流的疑慮。工研院就開發了「智慧關懷居家管理系統」,也有一些廠商針對室內防疫導入定位系統,針對列管人員做定位的管理,其中的定位技術即導入AI演算法來實現。

遠端居家照護的重點,要得知對象的健康、睡眠、飲食狀況,如果有異常狀況時可導入AI系統來評估是否需要醫護人員去做檢查。遠端居家照顧的關鍵工具是各種攝影機的運用,除了一般的影像攝影機外,深度攝影機可以分辨姿態改變(如跌倒),熱像儀或其他生理訊號攝影機可以掌握被照護者的生命特徵,有了這些感測資訊,才能落實AI系統的分析與警示等應用。

關於使用攝影機引發的隱私權議題,史丹佛大學李飛飛教授提出聯盟學習(Federated Learning)的AI學習模式,用非集中式資料收集、標註、訓練及佈署,確保隱私不外流。此技術讓原始資料(影像、聲音、感測器信號)及標註內容皆不上傳到雲端,僅上傳推論結果。訓練時先佈署預訓練模型到所有節點,各節點推論後再上傳結果到主機,修正模型參數,再回傳至各節點,反覆過程直到錯誤率收歛。

科技農夫之AI牛臉辨識

「生物辨識是用生物的各種特徵來識別每個個體,有一對一和一對多的辨識。」科技新創技術顧問梁子凌先生(Bird)先解釋何謂生物辨識,並指出最早的生物辨識系統就是指紋,在電腦還沒有出現的年代,就已經用人工的方法儲存指紋辨識,目前已經有一個國際化標準的模板,不管用什麼系統只要萃取的是符合模板的指紋就可以拿來做辨識。

梁子凌(Bird)分享科技農夫之AI牛臉辨識技術(攝影:歐敏銓)

「大家知道臉孔識別最早是什麼時候嗎?很久以前數位相機的廣告便以此為賣點。」梁子凌說明數位相機的鏡頭框很早就會出現綠色的小框告訴你哪裡有人臉,但還不能識別,一直發展到今天,人臉識別的特徵萃取後,還沒有標準模板去做識別。臉孔識別在人腦裡是非常強大重要的功能,且只能正確辨別正面的臉。但人眼對不同於自己的種族臉孔就有識別困難,常感覺非我族類看起來都長得很像,例如亞洲人都覺得西方人長得很像。

「跨種族都這麼難了,那跨物種怎麼辦?」梁子凌拋出問題,他提到如果是花紋明顯不同的狗還比較容易辨認出來,但如果在外表上幾乎一模一樣就很難辨認了。還好現在有 Deep Learning,只要蒐集到足夠的資料並有效標註,還是可以訓練提升辨識率。但對電腦視覺來說,牧場是一個充滿挑戰的環境,在牧場因為欄杆擋住很難拍到一張完整的牛臉,光線也不是很好,對機器學習來講是很嚴苛的環境。

「群體牛臉識別」是把很多頭牛視為同一頭牛不分個體,拿來做行為追蹤與分析。梁子凌指出在台灣養牛要注意是否太熱造成中暑,因而可以導入群體牛臉識別技術,在飲水槽裝攝影機去計算來喝水的次數和牛隻數,從數據分析去掌握是否有牛群中暑現象,對牧場管理會有很大的幫助。至於「個體牛臉識別」則可以用乳牛身上的花紋來輔助牛臉的識別,可以個別追蹤牛的喝水、吃飼料等行為。

梁子凌表示,其實這些年來,畜牧業已導入了很多IoT裝置,例如酪農會在牛隻脖子、腳踝綁上溫度感測器,或用麥克風收音來分析牛的聲音,進而掌握其活動力。但這些裝置大多從國外進口到台灣,成本相對較高,如今採用影像識別做牧場管理也成了另一種選擇。

小結

AI的應用領域越來越多,許多應用也會因時勢所趨應運而生,以協助人類的需求,不管是對於疫情的預測和遠端居家照護的管理,或是協助酪農管理牛隻健康狀況的牛臉辨識,都顯示出AI的多元性運用和不斷走向落地中。

(本文為【AIGO交流會#3】AI落地應用:全球防疫+牛臉辨識精華內容報導)

王姵文

Author: 王姵文

從滿腦子都是韓劇和KPOP的愛追劇迷妹,意外踏入Maker圈,期許有一天這方面的知識量也能如數家珍。

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