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外骨骼裝搶進日本iREX展 商品化進展快速
兩年一度的日本國際機器人展(iREX)向來是機器人產業的盛事,但這次iREX展上除了各種機器手臂之外,展出外骨骼裝的新創業者也不少,且值得注意的是,許多開發外骨骼裝的業者都跟大專院校有一定程度的關聯性,顯示生醫與機械、電子產業結合,將是一大趨勢。另一方面,由於外骨骼裝並非醫療器材,而是產業用設備,因此這些產品開發完成後,很快就能量產上市,不像醫療輔具需要通過嚴格的醫材審核規範。
在本次iREX展中,由東京理科大學教授小林宏創立的INNOPHYS,就展出了由壓縮空氣驅動的Muscle Suit外骨骼裝(圖1)。目前這類可以讓穿戴者在搬運重物時節省力氣的外骨骼裝,多半是以McKibben氣動人工肌肉作為核心技術。這種人造肌肉在放鬆時是長條狀的管狀橡膠,但只要對其充氣,人造肌肉就會收縮並產生力量。若將這類人造肌肉搭配適當的人體工學設計,配置在正確的位置上,就能幫助穿戴者節省搬運重物時需要出的力氣。
圖1 INNOPHYS推出的Muscle Suit,採用手動打氣的方式為人工肌肉提供動力來源。
氣動人工肌肉並非近年才出現的發明,早在1950年代就已經被發明出來,並運用在義肢上,1980年代時,輪胎大廠普利司通(Bridgestone)將改良並商品化,而成為目前許多軟性機械跟外骨骼裝所使用的致動單元。但也因為這種人工肌肉是以壓縮空氣作為動力源,因此大多數採用這類人工肌肉的設備,都必須搭配空壓機使用。
INNOPHYS的設計之所以特別,在於其壓縮空氣並非由空壓機產生,而是靠內建的手動唧筒來壓縮空氣。使用者穿上Muscle Suit之後,需要按壓唧筒約40次,Muscle Suit才會產生效果。雖然不像內建空壓機的外骨骼裝那麼方便,但相對的重量也輕了許多,整套外骨骼裝的重量僅3.8公斤,且據業者宣稱,按壓唧筒40多次所產生的壓縮空氣量,在一般狀態下就足以使用一整天,而且使用者隨時都可以幫外骨骼裝打氣,延長設備的使用時間。此外,因為整套設備完全都是機械結構組成,因此防水防塵等級可達IP56,遇到下雨、下雪或有水花噴濺的作業場所也沒有問題。
沒有電池跟空壓機的設計,也讓Muscle Suit的價格得以壓低到14萬日圓(接近新台幣四萬元)以下,讓外骨骼裝變成一般家庭也能負擔得起的設備。INNOPHYS認為這點非常關鍵,因為在日本成為超高齡化社會之後,有許多行動不便的老人需要長期照護,但視每個老人家的狀況不同,有時看護是非常需要體力的工作。此外,在很多情況下,不是年輕力壯的人來照顧長者,而是也已經有點年紀的中壯年者在擔任看護工作。因此,產品價格必須要壓低到一般消費者也能負擔得起的水準。
不過,除了基於人工肌肉之外,也有基於馬達驅動的外骨骼裝。例如豐田集團旗下的JTEKT,就在iREX展上展示了內建電池的電動外骨骼套裝J-PAS Lumbus(圖2),不含電池的本體重量約4公斤,電池續航力則為4小時以上。
圖2 由豐田集團旗下JTEKT推出的J-PAS Lumbus電動外骨骼裝。
據筆者實際穿戴後搬運重物的感受,穿上J-PAS Lumbus之後,要搬起20公斤的物體幾乎是不費吹灰之力,因為在舉起重物的瞬間,外骨骼裝會產生一股向上的拉力,幫助使用者從蹲姿轉為站姿。但也因為J-PAS Lumbus是由電池跟馬達驅動,因此其輸出力量會比採用人工肌肉的外骨骼裝來得小,約為30牛頓,防水防塵等級也僅達到IP55,略遜於採用人工肌肉的類似產品。
除了已經商品化的外骨骼裝之外,在本次iREX展中,由日本中央大學理工學部教授中村太郎等人所創立的新創公司Solaris,亦展示了改良型的氣動人工肌肉裝置,為各種工程應用及高強度外骨骼裝的發展打下基礎。
相較於現有的McKibben型人工肌肉,該公司的人工肌肉外加了與軸方向水平的纖維來進行結構強化,使其人工肌肉能夠承受更大的力量,並且變得更耐用。據Solaris提出的測試數據,其軸方向纖維強化型人工肌肉(圖3)能承受的力量可達2,100牛頓(N),且使用壽命可達80萬次循環。這使得這類人工肌肉不僅可以用在外骨骼裝,還可以應用在管道檢查或地底探測用的蚯蚓型機器人、固體或高黏性流體的運輸,例如工程現場的砂石運輸管等場景。
圖3 由日本中央大學理工學部所研發的改良型人工肌肉,上為舒張狀態,下為收縮狀態。
Solaris也已經利用這款改良型的人工肌肉開發出可以提供更大輔助力量的外骨骼裝原型,主要是針對下肢運動提供輔助,不過,因為其輸出力量更大,因此不像INNOPHYS的外骨骼裝可以手動充氣,必須要用外接空壓機來提供壓縮空氣,預定的使用場景也將以工業或工程作業現場為主。至於在毋須外部動力源的外骨骼裝方面,Solaris目前已開發的產品是針對上肢運動所設計,主要鎖定的是農業應用。
雖然外骨骼裝有許多跟殘障輔具類似的地方,也跟人體有非常緊密的接觸,但因為其主要功能是幫使用者節省力氣,因此不被認定為醫療器材。這讓外骨骼裝製造商可以免去冗長的醫材認證程序,依據使用者的回饋,不斷推出更切合實際應用需求,且價格更低廉的新產品。另一方面,隨著日本社會高齡化程度越來越嚴重,日本政府正有計畫地推動老人回歸職場,未來日本中高齡勞動人口勢必只增不減。這類能幫助使用者省力的產品,未來將有相當可觀的市場需求。
將自駕車安全「量化」 IEEE著手制訂IEEE 2846規範
為加強自動駕駛車輛的安全性,國際電氣電子工程師協會(IEEE)近期通過一項提案,以推動自動駕駛車輛決策系統相關標準制定;預計制定的新標準為「IEEE 2846」,此標準將為自動駕駛車輛決策系統建一套數學模型,以明確指出自動駕駛車輛的安全定義。IEEE也委派英特爾(Intel)資深首席工程師Jack Weast標準制定工作組的負責人,該工作組預計在2020年第一季召開首輪會議。
英特爾資深首席工程師Jack Weast。
IEEE計算機協會標準項目副總裁Riccardo Mariani表示,此一標準化項目將為自動駕駛車輛決策模型提供重要的依據;系統中的冗餘(Redundancy)和多樣性(Diversity)在制定可擴展的框架,實現自動駕駛安全方面扮演重要角色。
目前汽車、半導體產業和監管機關都積極尋找一個統一的標準以規範、保證自動駕駛車輛的安全性;不過,即使大多數的人都支持建立自動駕駛車輛相關安全標準,並依此標準發放自動駕駛車輛的駕照,但由於缺乏業界共識,因此多項標準和監管方案仍在醞釀中。
另外,技術的不斷變化與高速發展為IEEE相關標準制定者帶來了壓力,同時也促使其加快全球自動駕駛汽車相關規定的制定工作。為此,IEEE將會推動自動駕駛行業標準制定工作。而「IEEE 2846」則將為自動駕駛汽車建立一套數學模型,將安全駕駛概念具體化為一個可驗證的模型,並包含一套可針對自動駕駛車輛進行驗證的測試方法和工具,且技術保持中立(也就是任何人都可以使用或相容各種方案);值得一提的是,該標準還保留彈性以因應各地方政府不同的法規政策。
該提案由IEEE兩個委員會發展(分別為IEEE計算機協會和車輛技術協會),英特爾資深首席工程師Jack Weast將主持此一工作組。英特爾將以Responsibility Sensitive Safety(RSS)模式為標準制定出發點,希望透過RSS定義出一套邏輯上可驗證的規則以及應對危險情景的規定,確立自動駕駛汽車具備什麼條件才算真正安全。英特爾指出,RSS顛覆了人們的認知,將人們對安全駕駛的固有認識轉化為透明、可驗證的數學公式,並將重新定義未來的自動駕駛汽車安全標準。
愛立信/微軟雙強聯手 加速聯網汽車雲端部署
愛立信(Ericssion)結合微軟(Microsoft)聯網汽車專業知識,前者以在微軟Azure雲端平台運作的微軟聯網汽車平台(Microsoft Connected Vehicle Platform, MCVP)構建聯網汽車雲端(Connected Vehicle Cloud, CVC)。雙方整合的解決方案透過模組化設計及多種彈性部署,使汽車製造商更易快速部署及拓展全球汽車服務,如車隊管理、空中軟體更新和聯網安全服務,進而降低成本。
愛立信利用平台與汽車業者合作,自手機控制及監視車輛。
愛立信資深副總裁兼業務領域技術暨新業務部主管ÅsaTamsons表示,雙方攜手為市場提供大規模聯網汽車平台。此整合解決方案將助汽車製造商加速實現全球聯網汽車解決方案,優化駕駛及乘客體驗。倚重雙方於聯網及雲端技術的優勢,預期可為汽車產業帶來豐碩利益。
愛立信聯網汽車雲端為滿足汽車製造商對可擴展性及靈活性不斷成長的需求而量身訂做,具有支持所有聯網汽車服務的能力,約占聯網汽車市場的10%,連接全球180國400萬輛車。
聯網汽車雲端為汽車產業提供多樣化應用。
微軟聯網汽車平台結合雲端基礎架構、邊緣技術及AI和IoT服務與多樣化合作夥伴生態系,加速業者提供安全舒適及個人化聯網駕駛體驗。微軟藉MCVP於數據場域提供一致的雲端連接平台,構建客戶導向的解決方案,如車載訊息娛樂、先進導航、自動駕駛、遠程訊息處理和預測服務,以及空中下載(Over-the-Air, OTA)。
微軟業務開發執行副總裁Peggy Johnson則表示,該公司打算與愛立信共同簡化聯網汽車開發服務,助汽車製造商關注客戶需求並加快實現獨特的駕駛體驗。
滿足工安/技術傳承需求 智慧眼鏡結合AR/MR威力大
工業4.0意謂著以智慧製造為導向的第四次工業革命,其最初的概念,旨在結合感測器、致動器、通訊網路等,使在物聯網(IoT)互聯架構下的虛實整合系統(Cyber-Physical System, CPS),可水平整合供應鏈系統的價值創造、垂直整合工廠不同的管理流程,從而實現產品與生產系統的生命週期管理以及優化整體生產效能。隨著工業4.0概念的推廣流傳,更多樣的元素與技術被納入其中,概念也更臻多元完整。
然不論如何演進,其最重要的目的即為透過整合、技術與工具的導入,能夠有效地連結與實現從人員、機器設備、原物料、環境、作業方式、供應鏈、生產銷售數據等等的管理智慧化,以人機協作方式,透過連結製造相關元素、流程、數據,進行優化來提升全製造價值鏈之生產力及品質。以西門子(Siemens)在德國安貝格(Amberg)先進實驗工廠經驗推估,工業4.0化後的生產鏈可提高其生產價值至原先十倍以上,同時縮短20%新產品開發時間和降低50%的開發成本。
工業場域危機四伏 降低事故發生迫在眉睫
同時,因應工業場域可能存在各種的工安危險,現場端需要對危險區域工作人員的工作安全進行管理。根據市場研究(圖1)指出,2019年工業安全的市場規模達到33億美元,2024年預計增長至54億美元,期間的複合年增長率為8.6%增長的因素包括安全法規的要求、工業4.0以及工業領域的自動化日益增長,對人員和資產保護的安全系統的需求不斷增加。
圖1 工業安全市場規模
美國學者韓立奇(Heinrich, 1931)更指出工安意外的直接原因(工安事故三角形)(圖2),88%的意外是不安全的行為(例如未遵守標準工作程序、在工作中開玩笑、使用有缺陷的機具、採取不正確的工作姿勢、未使用個人防護具等)所造成,10%是不安全的狀況(例如廠商的安全管理缺失、環境缺失及人為疏失、抑或是工作場所不整潔、採光照明不良、高度噪音、警報系統不良、工具、機械或物料有缺陷等)所造成,剩下2%則是無法預防的因素所造成。
圖2 工安事故三角形,著名的88:10:2比率,是工業事故預防的理論基礎。
導入AR/MR技術 智慧眼鏡提高效率
現階段的工業場域,為保障員工的工作安全,作業人員在進入現場進行工作時,為確保工作安全、操作正確,常須要背負多項儀器設備或文件,不僅耗時費力也缺乏工作效率。也因此,企業希望透過運用擴增實境(Augmented Reality, AR)或混合實境(Mixed Reality, MR)技術的協助,降低工安意外以及提升工作效率。藉由導入AR/MR技術來串連工廠流程、協助員工作業,除了可以減輕員工負擔,提高人力資源的生產效率,也能夠達到優化整體生產之能力。
對於如何在工業場域導入AR/MR技術(圖3),Gartner的研究總監Angela McIntyre表示:「透過智慧眼鏡搭配擴增實境(AR),除了解放作業人員雙手外,也可幫助提升技術人員、工程師,和現場服務、維修、醫療、製造等產業人員的工作效率」。而市調研究機構Forrester Research更預估,2016年~2025年間,美國企業將花費超過300億美元購買智慧眼鏡硬體,且於2025年時,將會有超過1,400萬美國人口,在工作上使用智慧眼鏡,此約占整體工人數量的8%。
圖3 工業場域導入智慧眼鏡示意圖
再者,產業界面臨的工作人口老化、職業訓練經驗傳承等痛點,亦可透過智慧眼鏡的語音指導、資訊疊合等方式現場予以工作上的協助與強化,減少員工上手的訓練時間。
根據美國勞工部的調查與估算,到2026年時,美國將有37%的勞工介於65~69歲,相當於四成的高齡勞工,而此數據在1996年時,僅有22%。採用科技導入減少高齡化缺工、經驗傳承不易等世代轉移的問題,將會是整體趨勢所在。圖4為Google智慧眼鏡和UpSkill與DHL、波音(Boeing)等公司實證研究指出,智慧眼鏡能提高工作效率的佐證資料。
圖4 從上到下,分別為風力發電機繞線,採用智慧眼鏡提供工作手冊功能,生產效率提高34%;飛機引擎維修,採用智慧眼鏡提供工作手冊功能,工作效率可提高16%。
目前,市面上已經進行商品化的智慧眼鏡,輕量化的眼鏡以Vuzix M300或Google Glass Enterprise為代表,而功能性的眼鏡則以微軟(Microsoft)的Hololens 2為代表(圖5)。儘管輕量化的眼鏡在運用上輕巧,但是礙於硬體限制,能提供的功能相對較少;而功能性的眼鏡,則是功能強大但卻笨重,相關比較見表1所示。
圖5 目前市面上已經商品化的智慧眼鏡,從左到右分別是輕量化眼鏡代表「Vuzix M300」和功能性眼鏡代表「微軟Hololens 2」。
石化產業環境特殊 人為操作步步為營
以石化產業相關業者為例,透過導入智慧眼鏡輔助人員設備操作/維修,讓人員可以藉由「實際觀看」、「實際觸摸」、「實際操作」實體設備,了解場域設備的維修作業,避免操作流程繁瑣且在設備上無標示,導致操作人員容易遺忘操作流程或操作失誤的情況發生,將有助於提高人員的工作效率和縮短訓練時間。
舉例來說,石化產業的設備中約有80%以上的設備依賴泵浦作為輸送液體、氣體或特殊流體的心臟。因此,為了讓廠區作業能更有效率且安全,減少機台損耗,泵浦的保養以及維修工作是現場作業人員均須學習的操作項目。
然而,泵浦的拆卸過程繁瑣,相當倚賴拆卸人員的經驗與熟練度(圖6)。如果能在拆卸過程中,透過智慧眼鏡以混合實境方式在實體設備上標示操作位置、方向等虛擬輔助引導訊息(圖7),就算是不熟悉設備操作的人員,也可以有直觀的操作教學並循序地引導每一個動作,大幅簡化指導新進人員維修機台、檢修設備或機器組裝時,必須由資深人員一對一或一對多進行陪同指導教學所需要的人力成本與時間投入。
圖6 泵浦拆卸過程。從上到下,從左到右分別是泵浦拆卸前準備、泵浦拆卸、葉輪拆卸、泵浦分解、軸承箱拆卸與轉子組拆卸。
圖7 混合實境虛實疊合示意圖
此外,導入智慧眼鏡之後,除了輔助人員操作維修外,還可以遠程主控端即時動態標示人員操作時所需注意之訊息,以及目視檢查時應加強觀察的位置,減少應注意而未注意所造成失誤情形。如此一來,更能提高操作人員的作業精確度和減少人為操作失誤的狀況。
助力工業4.0發展 智慧眼鏡帶來質變
綜合以上分析可知,將智慧眼鏡導入工業場域,既呼應了AR/MR是工業場域面臨工業4.0發展趨勢下,有效且普遍的優先技術選擇,也能透過以混合實境疊合工作指示的方式簡化人員工作流程,強化作業安全、提升工作效率、降低人員操作錯誤、事故發生機率,以及減少員工上手的訓練時間。同時,智慧眼鏡的影音雙向溝通、工作文件線上閱讀、現場環境錄影存證等功能,更可以提供工作人員現場遠端協助,降低人員操作錯誤的機率,減少未注意但應注意的情況發生。最重要的是,透過導入智慧眼鏡,可以完成工安管理、訪客管理、遠端專家指導、數位工作程序指引、教育訓練以及倉儲管理等工業場域需求,相信不遠的未來可以看到更多創新應用服務。
(本文作者任職於資訊工業策進會智慧系統所)
政策推動應用大舉擴散 FPGA搭上區塊鏈熱潮
中國中央政府月前拍板定案,將把區塊鏈技術作為核心技術自主創新的重要突破口,並使區塊鏈技術的整合應用在新的技術革新和產業變革中發揮重要作用。消息一出,已經低迷一陣子的中國區塊鏈相關業者,重新獲得資本市場關注。
但值得注意的是,根據中國中央政府的規畫,區塊鏈技術不只會應用在數位貨幣的發行上,同時也會推動政府服務、金融業、醫療業與製造業的變革,這將為區塊鏈技術打造出更寬闊的舞臺。
擴大區塊鏈應用範疇 硬體加速是關鍵
FPGA大廠賽靈思,對區塊鏈技術的應用前景也有很高的期待。賽靈思技術長Ivo Bolsens(圖1)指出,目前區塊鏈技術最主要的應用雖然還是在發行數位貨幣上,但其實在其他產業,也有許多業者正在導入區塊鏈技術,例如能源產業、運輸物流、醫療、供應鏈管理,甚至連媒體產業也已經開始嘗試利用區塊鏈技術。
圖1 賽靈思技術長Ivo Bolsens表示,除了數位貨幣外,區塊鏈技術還有很多可以派上用場的地方。
區塊鏈毫無疑問地是個擴散性很強的技術,而這會導致一個無可避免的問題--分歧跟變異。區塊鏈技術的核心概念是分散式帳本,屬於通用觀念,但是當區塊鏈在不同垂直產業實際應用時,或多或少會把該產業的獨特需求納入,使其更加貼近產業應用的實際需要。
以能源業為例,如何逐步擴大區塊鏈的規模,讓能源供應商的每個客戶都能被納入區塊鏈網路,甚至支援跨國能源服務,就是能源業者最關心的問題。隨著區塊鏈上的參與者數量增加,交易筆數會跟著上升,如何減少每筆交易的處理時間,就會變得非常關鍵。
舉例來說,如果一家電力公司只跟少數幾家用電大戶導入區塊鏈,每小時的預估資料交易量大概只有3萬筆,但如果該電力公司跟所有用電戶都用區塊鏈進行帳務結算,每小時的預估交易量就會大增到300萬筆。萬一是在電業自由化的市場,一個電網裡面有多家供應商的時候,整個區塊鏈系統每小時的預估交易量還會進一步暴增至15億筆。如果情況更複雜,涉及跨國電網的交易,每小時交易量恐怕會是1,500億筆這等天文數字(圖2)。
圖2 區塊鏈技術要應用在其他產業,首先會遇上的挑戰就是天文數字般的運算規模。
目前的區塊鏈是純軟體技術,每個小時能處理的最大交易筆數能達到10億筆這個數量級,大概就已經是極限。因此,區塊鏈技術如果要應用在能源這個產業,其演算法必然要經過最佳化,而且還要輔以硬體加速技術,才能滿足應用需求。
硬體加速方法眾多 ASIC/可編程方案對決
由於區塊鏈要大規模應用在各種垂直領域,首先會遇到CPU運算力不足的問題,因此硬體加速是必然的需求。ASIC、GPU與FPGA等不同領域的廠商,都在這裡嗅到發展機會,但不同的加速技術,先天上有其各自的優劣勢,因此,有意採用區塊鏈的業者,必須依照個別應用的需求特性進行選擇。
直接針對特定的區塊鏈演算法設計ASIC加速器,例如比特幣挖礦專用晶片,是加速效果最好的解決方案,但這種作法需要相當龐大的市場規模支撐,特別是在先進製程的設計跟製造成本越來越昂貴的情況下,只有少數規模夠大的應用,才能支撐得起ASIC解決方案。
但即便是數位貨幣挖礦應用,也不是每種數位貨幣都適合使用ASIC,因為有些數位貨幣的發行方,本身就對ASIC方案持反對態度,甚至不惜更改演算法,讓ASIC加速器失效。例如也有一定知名度跟流通性的乙太坊(Ethereum),就對ASIC加速器非常反感,理由是ASIC加速器會使得數位貨幣持有者的集中度提高,跟分散式帳本原本的設計用意產生矛盾,並引發許多潛在問題,例如貨幣價格容易被操弄,或交易紀錄更容易被竄改。
區塊鏈技術最獨特的地方,在於提出了分散式帳本的概念,這使得駭客即便攻破系統中的某個節點,竄改其帳本上的部分資料,跟其他節點上的帳本資料一比對,立刻就會被發現,除非駭客同時攻破了足夠數量的節點,並進行資料竄改。
而且,為了簡化運算跟儲存空間的需求,通常每一個分散式帳本都只有整體資料的一部分,這使得駭客更難以竄改資料,因為即便攻破多個節點,取得的帳本資料上,不一定含有駭客想竄改的那筆資料。
簡言之,帳本越分散,透過區塊鏈保護的資料越難被竄改。而這正是區塊鏈技術可以用來打造物聯網信任根(Root of Trust)的原因。試想,當一個物聯網中的資料被分散到數以千計、甚至萬計的節點中,而且每個節點所擁有的資料又只有整體資料的一部分時,要破壞資料一致性(Data Integrity)的難度會有多高?
是故,當區塊鏈的節點減少,或是分散式帳本高度集中在少數幾個持有者手上時,區塊鏈技術原本因為採用分散式帳本而享有的眾多優勢,都將隨之消失。這正是許多數位貨幣的發行者之所以想方設法,甚至不惜更動演算法來對抗ASIC挖礦的原因--試想,當大多數數位貨幣都集中在少數持有者手上,萬一這些持有者共謀竄改交易內容,區塊鏈技術能如何反制?
也因為如此,具有可編程特性的GPU跟FPGA,在區塊鏈應用變得更多元化時,會有更好的適應能力。而且在許多應用情境中,使用可編程方案的成本效益會比採用ASIC來得更具優勢,因為ASIC需要相當大的市場規模來支撐。
而與GPU方案相比,FPGA可適用的場合更為多樣化。GPU只能把原本靠CPU執行的區塊鏈演算法轉移到GPU上執行,從而實現加速,但FPGA不然,FPGA除了可以做為CPU的協處理器之外,也可以運用在網路卡跟儲存控制器上,這會帶來不同的效果。
作為CPU的協處理器,FPGA加速可以縮短交易確認時間,提高交易率;但如果把區塊鏈算法放在基於FPGA的網路卡上執行時,除了縮短交易確認時間還可以帶來擴大區塊鏈網路規模的效果;若是與儲存控制器整合,則可以擴大每個區塊的資料量。
區塊鏈將成為網際網路3.0的基礎
Bolsens總結說,目前區塊鏈最主要的應用是發行數位貨幣,但其核心概念--分散式帳本,將會廣泛應用在各行各業,最終,我們很可能會看到的情景是區塊鏈成為網際網路3.0(Internet 3.0)的核心。
隨著電子商務跟網路金融服務越來越普遍,透過網路進行各式各樣的交易,已經是我們習以為常的生活行為。但在目前的網際網路架構中,還沒有把信任(Trust)的元素嵌入到網路架構裡面,而是在既有網路架構上添加各種認證機制,或是把區塊鏈當作一種外掛,來打造網路交易的信任根(Root of Trust),但這會增加交易的延遲,降低網路的輸送量。
因此,區塊鏈技術未來勢必會跟網路基礎設備進行一定程度的整合,如此方能提高網路的運作效率。當然,這不是一朝一夕就會發生的改變,就像電子商務的普及,也有一段長達數年的醞釀期,但長遠來看,許多網通設備都會有支援區塊鏈功能的必要性,而賽靈思也正在為此趨勢作好準備。
2025年蜂巢式物聯網產業規模將達到23億
根據產業研究機構Strategy Analytics的最新研究,到2025年,5G連接將成長到所有IoT連接的三分之一,以NB-IoT與LTE-M為主的蜂巢式物聯網連接的數量將成長到23億。
截至2019年底,當前市場以2G、3G、4G為主,占所有連接技術的79%,但是5G在整個2020年代將占據主導地位。汽車是最主要的應用領域,其他應用包括工業和公用事業、交通運輸和安全等。在政府的大力支持下,亞太地區仍然是最大的市場,尤其是在中國物聯網成長的支持下。
Strategy Analytics企業與物聯網研究執行總監Andrew Brown表示,物聯網連接垂直市場成長的積極前景反映了業界對5G所承諾的新可能性以及其降低成本的趨勢。蜂巢式物聯網模組和低功耗LTE技術(如NB-IoT和LTE-M)的更廣泛可用性。2020年以後,5G物聯網技術NR-Lite將制定完成,並逐步商業化,預計將成為低功耗物聯網技術的主力。
芯科宣布開放Z-Wave標準 加大普及力道避免被邊緣化
為讓Z-Wave早日攻入智慧家庭生態鏈,擴大其普及率,芯科科技(Silicon Labs)與Z-Wave聯盟(Z-Wave Alliance)日前共同宣布開放Z-Wave規範,使其成為一項已核准的多源無線通訊標準,可供所有晶片和協定堆疊供應商進行開發。透過這個變革,半導體和軟體供應業者將能加入Z-Wave生態鏈,並基於此標準開發、提供sub-GHz Z-Wave射頻元件及軟體協定堆疊。同時,Z-Wave聯盟將進一步擴展為Z-Wave規範的標準開發組織,並將繼續管理包括軟體和硬體在內的Z-Wave認證專案。
Z-Wave聯盟執行董事Mitch Klein表示,作為一標準組織,Z-Wave聯盟將協助克服阻礙智慧家庭設備部署的互操作性挑戰。聯盟成員們將共同致力於同一個sub-GHZ連接解決方案,以確保發展物聯網所需的前後相容性、互操作性、安全性和強韌性。Z-Wave聯盟將共同推動可完整實現之智慧家庭標準。
Z-Wave聯盟董事會成員暨Trane數位產品部總經理George Land則說,作為Z-Wave技術之早期採用者,Silicon Labs的此一舉措,將實現一個可互操作、更廣大的生態系統將強化消費者和製造商的信心,進而推動業界的整體發展。
據悉,開放Z-Wave規範預計將於2020年下半年推出,其中包括ITU.G9959 PHY/MAC射頻規範、應用層、網路層和主機設備通訊協定。Z-Wave將由Z-Wave聯盟工作小組成員所集體開發,以多源、無線智慧家庭標準取代單一來源的規範。
芯科和Z-Wave聯盟希望透過開放的Z-Wave規範,讓聯盟成員和智慧家庭消費者都將受益於Z-Wave的標誌性功能,包括互操作性、向後相容、S2安全框架、SmartStart之安裝便捷性、具有10年電池續航時間的低功耗功能及具備sub-GHz網狀網路的遠距離覆蓋。
芯科希望透過開放標準推動Z-Wave普及。
另外,透過將Z-Wave擴展為由多家供應商所支援之標準,除了將使智慧家庭生態鏈受益於更廣泛的技術支援及市場的加速採用率之外,此一舉措也有助於拓展Z-Wave的普及率,讓更多半導體業者或智慧家庭消費業者採用此一通訊標準。
未來Z-Wave聯盟將持續維護認證計畫,不但擴大供應範圍以為技術供應商提供硬體和協定堆疊認證,同時為系統產品製造商進行應用層認證;而芯科也將持續投資Z-Wave技術,並透過擴大的Z-Wave聯盟與新供應商合作推動其未來之成長。開放Z-Wave規範之開發將透過於2020年第三季所成立之全新工作小組管理,相關晶片和協定堆疊平台認證計畫之詳細資訊並將於第3季公布。
Silicon Labs副總裁暨物聯網家庭及消費產品事業部總經理Jake Alamat說,該公司長期致力於建立業界協同性以提升智慧家庭裝置的安全性和相容性。智慧家庭產業未來的成功仰賴生態鏈間緊密的連結;而當生態鏈的所有成員朝共同目標前進時,包括製造商、開發商、零售商和消費者在內的整個產業都將受益於此種開放合作。
Amazon/Apple/Google/Zigbee共創標準 智慧家庭裝置連接更容易
亞馬遜(Amazon)、蘋果(Apple)、Google與Zigbee Alliance日前宣布成立新工作小組,計畫開發並推廣採用新免權利金連接標準,提升智慧家庭產品間的相容性。該計畫以安全性為重要標的,簡化裝置製造商開發工作,亦為消費者裝置提升相容性。
多家公司共提Connected Home over IP計畫案,使智慧家庭即將實現。
為使智慧家庭裝置使用安全、可靠且順暢,本次多方共同提出Connected Home over IP計畫案,為裝置認證定義基於IP的特定網路技術,目的為實現智慧家庭裝置、行動app及雲端服務間的通訊。如此操作得以簡化裝置製造商開發工作,更易打造與智慧家庭及Amazon Alexa、Apple Siri、Google語音助理等語音服務相容裝置,預期將為消費者提升便利性。
該計畫案基於Internet通訊協定(IP)而建立,產業工作小組將採開放原始碼的方式開發及實施全新統一的連接通訊協定,預期將補充既有技術。為加速協定開發,將從眾公司經市場檢驗的技術元件開始,工作小組選擇合併的開源代碼皆將被複製到Connected Home over IP開源計畫案中,根據需要進行修改。透過開發開源計畫案,可在實際使用案例中對該體系結構進行原型設計和測試。在流程最後,採用者可使用相同代碼加快其產品開發。
本次計畫案可實現智慧家庭裝置、行動app及雲端服務之間的通訊。
該計畫案打算利用現有系統的開發工作和協定,如亞馬遜Alexa Smart Home、蘋果HomeKit、Google Weave、Zigbee Dotdot data models。首先會規範的目標將為Wi-Fi,直至802.11ax(包含802.11ax),即802.11a/b/g/n/ac/ax,也擴及802.15.4-2006。
計畫組織成員除上揭公司外,IKEA宜家家居、Legrand、恩智浦半導體(NXP Semiconductors)、Resideo、三星SmartThings、施耐德電機(Schneider Electric)、Signify(前身為飛利浦照明)、Silicon Labs、尚飛(Somfy)與物聯(Wulian)等公司亦於該工作小組內。
顛覆智慧生活體驗 NTT放眼數位新氣象
技術服務供應商NTT日前舉辦智慧城市發展暨2020科技展望媒體座談會,會中除預測2020年關鍵科技趨勢、分享國內外的智慧數位化合作案例外,亦勾勒智慧生活藍圖,迎接新商業模式。
NTT台灣執行長廖宇解說未來科技趨勢與新商業模式。
NTT台灣執行長廖宇表示,數位時代的企業策略為經營(Run)、改變(Change)及重塑(Reinvent),如何轉型並將價值傳遞給客戶為關鍵。該公司透過整合國際線路一步到位,與全球優秀廠商合作共享相同公平完整技術架構,並透過同步即時認證服務整合。
NTT發表2020科技趨勢預測報告,提及十項技術將在2020年融合,聚焦於智慧城市與物聯網,將對城市建設、工作場域及企業產生影響,創造實體數位化(Phygital)虛擬環境體驗。在此前提下,如何將資料分析應用、整併及保全資料安全至關重要。如判斷資訊真偽、駭客入侵等情況,如何搜集其資訊及時程,透過AI資料分析行蹤設備軟體及資料分析應用,與智慧解決方案息息相關。
至於該公司智慧數位化於全球的實踐,以數位化環法自行車賽為例,將車上的感測器即時上傳至資料中心分析。智慧城市應用則以賭城為例,將酒瓶、刀、槍進行智慧分析,並將相關道路通報警方支援,透過影像回看犯罪路線,試圖防範事件發生而非於其後才補救。針對棒球觀賽體驗變革,整合4K技術以手機連線轉播賽事,分析選手表現並預估其未來表現。此外,NTT將擔任2020年東京奧運技術夥伴,運用5G技術創新應用。
智慧數位化來到在地實踐則結合在地科技,NTT日前已與桃園市政府及航空城簽訂合作意向書,並協助桃園棒球場轉型為數位智慧球場,且於中華職棒賽事已展示AR虛擬互動表演。另一方面,該公司協助桃園機場智慧化,開發新行動應用程式以改善服務體驗。
會中亦介紹數位世界新商業模式。該公司欲實踐的ICT基礎設施服務包括依據客戶需求執行的智慧企業(Intelligent Business)、智慧工作場所(Intelligent Workplace)、智慧基礎設施(Intelligent Infrastructure),以及智慧網際安全(Intelligent Cybersecurity)等四領域應用。
新品/合作策略頻出 NVIDIA再擴自駕生態系
NVIDIA近日於2019 GTC China上發布多項自駕車相關產品與合作策略,例如軟體定義自主機器平台DRIVE AGX Orin、提供用於自動駕駛車的深度神經網路,以及與滴滴出行共同推動自動駕駛發展等,在在顯示NVIDIA的企圖心,期透過上述產品和合作夥伴建立更強大的生態系,擴大自駕市場藍圖。
NVIDIA創辦人暨執行長黃仁勳表示,打造安全的自駕車,也許是當今最具挑戰性的運算難題。開發自駕車所需的投資以指數增長,而面對複雜的開發任務也需倚賴具擴充性且可編程的軟體定義人工智慧平台來解決;此外,AI自駕車是軟體定義的汽車,它必須基於大量資料集才能在全球行駛。
為此,NVIDIA推出全新軟體定義自主機器平台DRIVE AGX Orin,並宣布提供用於自動駕駛車輛的深度神經網路,使開發者能夠根據不同的資料集進行最佳化。透過這些方式,得以在保護資料所有權與隱私的同時,實現跨企業和跨國的共享學習,並加速全球自駕車的落地應用。
NVIDIA全新軟體定義自主機器平台DRIVE AGX Orin亮相。
據悉,新推出的DRIVE AGX Orin平台搭載名為Orin的全新系統單晶片(SoC),由 170億個電晶體所組成,並結合NVIDIA新一代GPU架構與Arm Hercules CPU核心,以及全新的深度學習和電腦視覺加速器,提供每秒高達200兆次的運算,幾乎是前一代系統單晶片Xavier的七倍。Orin能夠處理在自駕車與機器人中,同時運行的大量應用程式以及深度神經網路,並達到ISO 26262 ASIL-D等系統安全標準,支援從Level 2到全自動駕駛Level 5車輛開發的相容架構平台,使得 OEM業者可以開發大規模且複雜的軟體產品系列。
同時,由於AI對於安全的自駕車開發來說至關重要,它能夠讓其感知周圍環境並做出即時反應,進而更聰明地行駛於道路上。其核心是由數十個深度神經網路組成,它們可以處重複且不同的任務,以確保精確的感知、定位和路徑規劃。因此,NVIDIA向自駕車開發者開放其預先訓練好的AI模型和訓練代碼。透過NVIDIA AI工具,生態系內的開發者們可以自由擴展和自訂模型,以提高自動駕駛系統的穩健性與效能。
另一方面,NVIDIA也積極協同合作夥伴加速自駕車發展,如滴滴出行將使用NVIDIA DRIVE為其Level 4自駕車提供推論能力;滴滴在今年 8 月將其自動駕駛部門升級為獨立公司,並與產業合作夥伴展開廣泛合作。作為滴滴自動駕駛汽車中心AI處理的一部分,NVIDIA...












