科學人雜誌
AI NEXT

從遊戲到教育與醫療 AI讓人類更聰明更健康

2021/08/25 人工智慧普適研究中心企劃製作
東華大學資工系教授顏士淨在陽明交通大學「人工智慧普適研究中心」(PAIR Labs)支持下,持續善用人工智慧,串聯國內外科學研究資源與對局巨量資料,優化圍棋、象棋等對局遊戲學習,並延伸應用於程式教育、中醫遠距看診、預防洗腎患者血壓大幅降低等多元領域。他更結合臺灣東部特色、打造東部AI中心,期望透過AI科技造福大眾。

AI NEXT
智慧圍棋遊戲/智慧醫療

東華大學資訊工程學系教授顏士淨
專長研究:人工智慧、深度學習、電腦對局、機器學習、醫療AI
▲ 本身擁有圍棋六段功力的顏士淨教授,將興趣與專業結合,開發AI圍棋等對局遊戲。


顏士淨自小熱愛圍棋,擁有圍棋六段功力,長期專注於圍棋對局遊戲研究,幾年前執行「深度學習計畫」之後銜接「人工智慧在輔助人類學習對局遊戲之應用」,把最先進的AI科技應用於遊戲、教育、醫療等產業。


從圍棋為起點 延伸遊戲教學醫療

他帶領研究團隊,使用深度強化式學習來訓練個性化階梯和視覺學習模型,從2千萬局的人類對局數據中,分析人類下棋的行為模式,包括棋力等級與各種棋風等,創造出超過100種對局程式。他們利用各種深度學習方法與AlphaZero等演算法,研究並開發包括純棋和版塊圍棋等針對初學者開發的新穎棋類,也可應用於象棋、中國暗棋、麻將、55骰子將棋等對局遊戲,而且與臉書(Facebook)AI部門合作,開發使用ELF2深度強化式學習技術,進一步研究各種亞洲遊戲。

日本為圍棋大國,顏士淨與日本棋院合作,也延攬旅日圍棋九段棋士王銘琬進入團隊。2018年7月團隊赴日進行研究計畫推廣,把研發的GoTrend程式置入日本棋院網站「幽玄之間」(Yugen no Ma),使用者可以隨選AI對手的棋力與棋風(攻擊型或保守型),至今累積超過200萬個賽局數據,累計服務次數超過2億次。研究團隊從對弈數據發現「相較於人類對戰,人類與電腦下棋進步幅度可達一倍!」透過互惠的產學合作模式,團隊免費提供程式服務,由產業提供大量對奕數據,為棋士王銘琬開發純棋推廣APP,幫助圍棋普及化、大眾化教學。

▲顏士淨與日本棋院合作,把研發的GoTrend程式置入日本棋院網站「幽玄之間」。

▲神棋樓使用google analysis來分析純棋服務,圖為神棋樓的程式架構。

除了提高AI圍棋服務的品質,在圍棋對弈教學網站提供線上AI輔助,輔助範圍涵蓋教學、學習和對弈服務等,AI科技也能進入實體世界,優化圍棋教學棋院的教學,或是在長照單位推廣對局遊戲,透過遊戲動腦兼娛樂,幫助預防、減緩長輩的認知障礙。

顏士淨基於在東華大學教授程式教育通識課程的經驗,善用圍棋教學的圖形化概念,進一步把研究成果應用在程式設計教育,讓學習者無須記憶程式指令,透過積木式、圖像化學習,便能以圖形化轉化成C語言與Python程式,可幫助非資工背景的文組學生快速學習程式設計技巧!


善用在地資源 打造東部AI中心

東華大學已設立智慧科技中心,斥資超過千萬,打造深度學習計算機房,顏士淨主持人工智慧實驗室(AI Lab),目標就是善用東部資源、發揮在地特色、解決偏鄉困境,打造東部的領航AI中心!

臺灣東部具有觀光、農產、漁業、原住民等特色資源,卻也面臨偏鄉醫療資源不足等困境,顏士淨一向鼓勵學生專研在地特色題目,例如把原住民族語結合觀光,研發出太魯閣族族語即時翻譯系統,展現具有文化深度與在地特色的精緻旅遊。線上醫療、遠距醫療更是團隊鎖定的重點,2018年起與慈濟醫院中醫部合作研發,進行中醫的舌診儀、脈診儀等儀器診察開發,透過舌診的照片、脈診的訊號進行量測資訊及深度學習分析,快速辨識病症,及早對症醫治,可望隔空把脈看診,實現遠距醫療!


▲設計在Line上的舌診帳號,讓患者能與醫師能夠隔空看診。


未來偏鄉居民、銀髮長輩無須到都會區大醫院就醫,只要就近到衛生所或診所進行檢測,把數據傳送至大型醫療院所,就能藉由人工智慧分析、判讀身體即時狀況。顏士淨進一步說明,「我們的目標就是『Medicine On Demand』,打造醫療需求線上掛號平臺,就近搭配病患周邊的醫療儀器與遠端專業醫師看診,把醫療做到有如Uber Eats一般便捷!」 然而,臺灣慢性腎臟病盛行率高達11.9%,洗腎人口密度更是世界第一。顏士淨的團隊已與洗腎醫療院所合作,以AI資訊化持續偵測洗腎患者的生理徵候,避免血壓突然下降造成的危險,不僅降低護理師人工作業時間、現場確保病患的安全,更可經由巨量資料的累積,提前預測病患洗腎時的血壓驟降風險。


▲顏士淨團隊所設計之智慧血液透析系統,讓AI協助減低護理師的工作時間。


匯聚資源 串聯國際 攜手產業

東華大學位在較偏遠的花蓮縣壽豐鄉,獲得PAIR Labs的資源挹注後,顏士淨團隊得以串聯全國的研究資源,觀摩其他研究團隊的做法與成果,並透過中心舉辦的計畫成果展、科普推廣活動,展現研究計畫成果、提升能見度。他們借助PAIR Labs豐沛的國際資源,前年與日本AI學術機構理化學研究所高級智能計畫中心(RIKEN AIP)進行交流,並持續鏈結法國資訊暨自動化研究院(INRIA)、日本理化學研究所高級智能計畫中心、日本棋院、臉書AI部門,把觸角延伸至國際與產業。

▲顏士淨教授與研究團隊成員已開發出多種可轉移技術,未來還將持續投入教育與遊戲領域。

為了持續研究、發揮應用,顏士淨與團隊在去年共同創立第一脈動股份有限公司,把總部設立於花蓮,並在臺北設有辦公室,憑藉醫療AI技術,今年就開始累積第一桶金!團隊已開發出多種可移轉技術,在遊戲與教育領域,有視覺化圍棋教學技術、各種棋風與棋力之全方位圍棋系統、遊戲(圍棋)各種個性屬性判斷方式等,在醫學領域則有自動量測三部九候、脈診訊號分析對應29脈等技術,攜手慈濟醫院中醫部產學合作,持續精進開發中,實現人工智慧普適應用,以科技造福更多人。


【人工智慧在輔助人類學習對局遊戲之應用】計畫

運用深度學習、強化式學習、機器手臂、聲音圖形辨識、語音處理等技術,訓練個性化階梯和視覺學習模型,透過AI在線上輔助棋盤遊戲學習平臺,提供教學,學習和對弈服務,並可應用於遊戲(圍棋)對弈教學網站、AI自動化中醫診察、原住民族語翻譯與語音評分等領域。


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