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2016-09-26
電機系德國博士 啟動師大機器人
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【公共事務中心江敍慈報導】在師大電機工程學系系所,常有一位高大碧眼的外國教授穿梭著,在清一色的亞洲臉孔中顯得格外醒目。他是來自德國,今(2016)年4月才從加拿大曼尼托巴大學(University of Manitoba)來到師大的包傑奇(Jacky Baltes)教授,加拿大卡加利大學電腦科學博士,研究專長為機器人地圖建立與定位、智慧型控制、電腦視覺、機械學習等。身為該領域專家,包老師的研究著作產量相當豐富,更是許多國際性機器人競賽的常勝軍,包括2016年「RoboCup 人形機器人聯賽」獲第一名/第三名、2015年「IEEE ICRA 人形機器人應用競賽」第一名、2014年 「FIRA HuroCup WorldCup (人形機器人項目競賽)」第二名/第三名,成績斐然。

包老師從1996年就開始研究機器人,但更早期其實先從人工智慧切入;人工智慧的核心在於剖析出人腦究竟如何運作,進一步探討機器如何模擬人類大腦。包老師並以今年3月擊敗南韓棋王的圍棋程式「Alpha Go」為例(「Alpha Go」的主要程式設計者亦為本校傑出校友黃士傑博士),這是人工智慧超越人腦,已走出模擬的進一步範疇。

然而儘管「Alpha Go」那麼傑出,終究只是停留在單一技術層面(圍棋),人工智慧,始終無法像人腦一樣全面與靈活,許多對人腦來說理所當然的簡單指令,對人工智慧卻是非常困難的。另一方面,包老師在研究人工智慧時都是透過電腦模擬,相較實際狀況也有許多落差,所以才將重心轉往機器人,將早年對人工智慧的研究應用於實體機器人與真實環境。

至於研究過程中最困難的部分為何?包老師表示對研究者來說,「未知」是最困難的,因為只有等問題出現了,才會知道研究盲點為何,像是讓機器人模擬人眼視覺,機器人的導航──透過定位、建立圖像、使周圍環境真實且精密,且讓機器人可以準確辨別位置,這些都相當困難,有時甚至必須退回原點,從頭來過。

人形機器人的移動控制,則是目前老師覺得最困難的主題;如何讓機器人適應突發狀況,並且做出移動動作的判斷與改變。目前機器人的移動仍是設計者直接下達指令或寫入程式,一旦需要一點小調整,機器人就無法隨機應變了。舉例來說,研究者可寫入程式,讓機器人像一般人一樣開門,但當一般人手上拿著東西時,他可以改用手肘或是側身開門,然而機器人就無法做到這一點。

因此如何在程式方面,使機器人有學習能力,可以「被教育」要怎麼衍生及應變,進而自我修正與提升,這是老師目前亟欲克服的難題。

談到對研究的熱忱,包老師表示,研究的目的最終還是回饋社會。就跟大多數傑出的教授一樣,老師也希望自己的研究成果可以貢獻一己之力,而他最想要的是可以參與消防或是救災一類的工作,這是他最大的夢想──自己的發明有回饋社會的一天。甚至即使他將來退休了,他也希望研究夥伴或是指導學生,甚至同領域的其他專家,未來也能接續下去。

至於為什麼會選擇來到師大,以及對師大的印象,嚴肅的包老師難得露出笑容。之所以會來到師大,是因為之前就認識不少在師大任教、與他研究相關的專家,如許陳鑑、王偉彥老師等,現在也成為他的夥伴,一同突破研究上的難題。另外師母目前也在桃園當國中老師,討論後便決定到師大任教。

其實老師已經到紐西蘭、加拿大等國生活過,但這次卻是他第一次來到亞洲長期居留,當然在各方面都很大的不同需要適應。但是到目前為止,包老師都非常喜歡師大,因為即使語言語生活上有許多不同,師大的老師與同學都很樂意包容。且師大的資源相當豐富,電機系的行政單位也很樂於提供協助,讓他可以毫無後顧之憂的進行研究。另外,夥伴也給他非常大的支持,除了讓他的研究更順利以外,也讓他感受到臺灣人濃厚的人情味。包老師笑說,現在需要積極改進的,只有他的中文程度了。

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