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【校級計畫2】從智慧建築看AI的下一步(中研院篇)

十一月 1 , 2022  

受訪者:黃彥男(中研院資訊科技創新研究中心、大渡山學會講座)

時間:2022年10月17日 上午11:00-12:00(美東時間,晚上11:00-12:00)

地點:視訊

整理:張運宗

 

【編按】三年前DDS訪問黃彥男主任談AI的整合與應用,註一 旋邀聘為大渡山榮譽講座,黃主任即積極協助推進「智慧建築」與中研院的合作。 智慧建築從一幢「種子屋」開始,註二 不僅獲得「東方設計奧斯卡獎」之稱的日本Good Design Award 註三,且參加的中研院整合型計畫已通過初選,在黃主任引介下,更進一步參與跨國計畫。 藉由「智慧建築」的發展經驗,東海以AI為特色的下一步呢? 

 

 

強烈的投入意願:從中研院到跨國合作

 

  智慧建築,簡單的定義,如何透過智慧化讓人居住舒服,十幾二十年前就是熱門題目,但大多是燈光控制,能源控制等簡單操作;近幾年開始關心從設計、材料、生質能等節能省電的議題。 對資通訊而言,關鍵在能源的有效管理和運用,且不會降低居住的舒適度。 

 

  中研院和東海透過AI計畫「智慧建築」的合作,從一開始的「種子屋」到現在走向淨零碳排放的「永續」,已經產出兩個計畫。 

 

  第一個是申請中研院「永續科學研究計畫」,將原先以「種子屋」為主體的計畫擴大成為永續議題的整合型計畫,「減碳節能目標下的韌性智慧建築技術韌性建築」。 東海由邱浩修老師主持,白鎧誌老師協同主持子計畫「AI與演算模型輔助之韌性智慧建築設計研究」,探討建築產業面對日趨劇烈的環境變動下,從設計規劃上,透過有效的減碳節能的創新技術,增強建築對應環境的生存「韌性」,並兼顧生活的舒適及安全性。 這個計畫約1年8百萬,為期3年。 

 

  第二個是今年9月初,Belmont Forum註四 中的六、七個國家提出一個 ”Digital Immersive Modeling for Space-Sufficient Housing, DIMINSH” 跨國合作計畫。 其初始想法是,臺灣或東亞的居住空間不大可能有很大的土地,或擁有前庭後院的大房子,且房子愈大愈浪費能源材料。 所以能否透過AR、VR、元宇宙的實踐,房子不大但感覺很大,不僅不必消耗太多的資源和能源,並讓小房子和大房子都達到同樣的身心效果。 這個計畫的關鍵是建築空間的設計,建築既是東海的強項,邱浩修的團隊對日本建築又有相當的研究,設計能力獲得國際團隊肯定,彼此迅速形成共識,展開合作。 這計畫已經通過初選,明年初應該會知道結果,申請經費約3年28萬歐元,更重要的是,能獲得相當高的國際知名度。 

 

  「永續」的淨零碳排是個好題目,東海又有良好的先天環境,「智慧建築」朝此方向的發展又走在前面。 但東海要做到真正以「永續」或「淨零碳排」為特色,參與的人必須要有強烈的意願,投入時間,經歷許多的會議腦力激盪,才有可能突破發展。 

 

 

從好問題到對的結果:AI發展的新階段

 

  如果從「智慧建築」來看AI的運用,AI一開始主要運用在能源預測與管理,算是建築產業中很小的項目,並在這兩三年達到非常成熟的發展。 其實,在各領域中AI能應用的項目,這幾年差不多都試過了,也達到相當的成果,已經比較清楚地知道能做的方向和內容。 歸結來看,這幾年談AI的重點還是深度學習(Deep learning),且技術已經相當成熟,因此,我覺得問題不在於技術,而是如何找出適合深度學習的「好的問題」,應用出好的效果。 也就是說,挑問題、挑資料,是否適合深度學習,而非盲目地運用AI,跑出一個不知所云的結果。 

 

  過去大家覺得AI很有用,一堆資料餵進去,產生一個模型進行預測,結果有些應用很成功,有些應用卻存在很多問題。 其實這幾年AI最成功還是影像、語音辨識,因為對錯一看就知道。 但是只要離開這兩大項的運用就常常出現很多問題。 例如,公司能否「預測」一個人是否離職? 是否成功? 會不會還錢? 不僅「人」的「預測」,即使「智慧製造」的「預測」,都常會看見許多很奇怪的結論。 

 

  因為我們並不了解一大堆資料放進AI,出來的結果是否合理、準確? 所以只能把AI視作一個黑盒子(black box)。 隨著技術發展的成熟,現在大家開始反思「為什麼」,且已經有很多人投入研究,希望做出「可解釋的AI」(Explainable AI, XAI)演算法;這和過去兩三年的發展有很大的差異。 然而,一旦面對AI產出結果是否正確時,就不僅是資訊的問題,而涉及社會學、法律、管理等各層面的問題了。 

 

  換個方式來說,「深度學習」和人腦的邏輯思考並不一樣,但我們又硬要套上去,所以出現很多問題。 現在開始思考,對應於過去「深度學習」、「機器學習」為主流的「狹義AI」(Narrow AI)、「弱AI」(Week AI),開始尋找是否能擴充,讓AI具備人的某些認知、判斷、推理等能力,也就是朝往「廣義AI」(Broad AI)或「強AI」(Strong AI)? 當然,這就不只是「深度學習」或「機器學習」了。 

 

 

人的溝通與法規的建立:AI下一步的起點

 

  如果藉由AI,下一階段要達成的目標是數位轉型 ─ 這是正確的方向,產業或國家也都正朝這方向努力 ─ 必須瞭解,AI是數位轉型的工具之一,且必須要有足夠的瞭解才會知道工具使用的效果和結果,重要的是,必須知道適合運用AI的項目;對整個資料的產生、收集、過濾等優化過程之後,知道哪些資料適用於何種AI技術,再對產出的結果進行判斷,是否偏見、歧視等等,也就是「可解釋的」,才能用對的結果輔助推動數位轉型。 

 

  數位轉型最基本的工作,包括基礎建設、法規制度的環境面建設必須超前部署。 法規制度非常重要,在臺灣,沒有說「行」就是「不行」,如果沒有超前部署,必然窒礙難行。 所以必須先決定發展的方向,相關的法規先建立起來,大家才願意或敢去做。 

 

  臺灣剛成立數位部,理論上也是同樣的道理,各領域都需要有人一起進來參與。 接下來,才是如何幫助各單位的數位轉型。 這又遇上更複雜的「人」的問題,因為是跨領域的問題,例如在政府中,跨部會的問題往往需要把許多功能集中到一個「委員會」,「科技部」回歸「國科會」就是面對跨部會協調合作的問題。 如果是「部」,就只是許多部會之一,能否產生效益,有待觀察。 

 

  從數位部成立的高度來看,數位轉型真正面對的問題是「人」。 過去幾年,AI的很多問題可能是因為全交給資訊領域主導,其他專業領域只是旁觀,或至少沒有做到真正跨領域。 然而,資料的收集和處理非常重要,資料的正誤、解釋、意義,都需要專業領域(Domain)的人參與,然後資訊領域的人才有能力進來。 因此,AI的下一步不能只是資訊人主導,而要有更多的人參與,達成目標,取得共識,找出問題。 

 

  在任何機構中,跨Domain合作都很難,因為彼此的語言對不上話,或者彼此不相信,不願意放下原有立場,硬湊在一起,出來的結果就很奇怪。 不過,從另一方向來看,很多人只相信AI,不相信「人」,反而會產生更大的問題。 

 

  東海在幾個領域方面,AI發展已經走在前面了, 如果要做到有特色,跨Domain的合作就要比別校強,可能需要擴充到人文學科的跨領域合作,才有可能找出下一步的突破。 未來的AI應用都會牽涉到「人文」或各領域與「資訊」的跨域問題。 

 

 

 

註一,參見,「黃彥男談AI的整合與應用」。 

 

註二,參見,「校級計畫的關鍵目標——智慧建築」、「種子屋——溝通的工具」。 

 

註三,參見,「建築系師生設計永續『智能種子屋』獲得日本Good Design Award」。 

 

註四,Belmont Forum成立於2009年,聯盟伙伴遍佈全球,旨在尋求因應全球環境變遷的解決方案。 

 

 

THU_ Intelligent SEED House 東海智能種子屋:

THU ARCH _ [ SEED House ] – Urban / Rural living with Environmental Intelligence (片長 2:59)

https://youtu.be/Z_s0-hLZ3Eg