帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
四大應用落實物聯網願景
 

【作者: 廖家宜】   2017年01月25日 星期三

瀏覽人次:【2027】
  


物聯網構築的美好世界隨著一年的過去又更向我們靠進一步,在每個階段總是又有各項嶄新的技術被應用於人類生活的各個場景中,從交通、家庭、商場、企業到教育等,幾乎涵蓋了人類所有生活場景。


在這廣泛的應用範圍中每個領域競爭激烈,而根據知名研究機構Gartner則是預估,從2015到2020年的五年期間各主要應用領域的年複合成長率,智慧汽車與交通方面為67.2%、工業自動化與能源方面為44.3%、消費性市場(智慧家庭、醫療健身等)方面為32.4%、智慧零售、智慧農業等方面為24.1%。當中將以汽車交通類應用的成長動能最強,其次是工廠自動化與能源,而消費性市場如智慧家庭、醫療健身等則緊追在後,最後則是農業、零售業。其中智慧交通的成長被認為最強勁、智慧工廠的產值則是最高。


智慧交通勢頭強勁

打通城市任督二脈

網浪潮的到來,讓智慧城市成為近年各國政府積極發展的重點項目之一。然而在構築智慧城市的過程中,有人認為,交通運輸系統就像是城市的「血管」,在高速發展的現代化城市建設中,智慧交通的打造對於提升「血流」至關重要,可說是發展智慧城市的重要基石。


而一個城市會導入智慧交通系統,無非也是希望能讓路上的交通更安全,即使路上交通流量再大都能夠疏導,也另外提升市民的生產效率,讓市民不必再為工作奔波中還要忍受塞車之苦。


事實上,這個「血流」無非指的就是車流。以英國來說,最嚴重的城市問題當屬交通阻塞了,於是他們發展出智慧交通號誌系統SCOOT,透過道路上的感應器解析車流量後,計算出最適合的交通號誌變化,讓汽車、公車和單車的道路使用更有效率。而類似這樣的車流監測系統目前在各國如中國福州、美國加州等也都依據當地的交通問題發展出各種不同的應用。



圖一 : 英國的智慧交通系統SCOOT透過「眼睛」可用3D方式觀察人群,用以計算等待紅綠燈時的行人數量。(Source:CNN)
圖一 : 英國的智慧交通系統SCOOT透過「眼睛」可用3D方式觀察人群,用以計算等待紅綠燈時的行人數量。(Source:CNN)

除了監測車流量改善堵塞問題,有的地區則是導入智慧巴士,鼓勵民眾搭乘大眾運輸工具,不但減少了車輛的使用直接降低車流量,更可呼應全球對於綠能交通的革新。舉例來說,IBM和一間3D列印汽車公司,合作推出了一輛智慧巴士,除了自動駕駛功能,還能運用人工智慧和乘客即時對話,甚至提供個人化推薦服務,依據乘客需求和路況即時調整路線,目前也已經在美國上路測試。


而在德國柏林所發展的無人駕駛巴士也已開始在當地進行試乘,該無人駕駛巴士的特色,則是提供居民快速便捷的叫車服務,使用者只要用手機App就能叫到巴士,無人巴士上還會提供乘客轉乘及周圍店家資訊,預計5年內就會有數百輛無人巴士穿梭柏林街頭。


那麼回頭來看看台灣的智慧巴士又是怎麼做呢?尤其台灣地狹人稠,交通壅塞往往是令各地政府單位最頭痛的問題,現在除了鼓勵民眾多搭乘大眾交通工具來取代開車上路之外,更在使用者與管理者的服務上下足功夫。


觀察現在大部分的交通載具稱得上智慧的地方,大概也就只是乘客可以透過App即時查詢車輛的到站時間,不用在艷陽或風雨中苦等。但未來的智慧巴士,除了提供乘客安全舒適又具備多項服務功能的乘車環境之外,更可以提供車輛管理者即時的車體狀況、駕駛行為等監控資訊。


台北市政府不久前才宣布未來將使用由英特爾、凌華科技等打造的智慧觀光雙層巴士,其中有幾項科技應用的服務,像是巴士結合行動載具上的QR Code來進行票務管理,乘客就可以直接透過App線上訂購車票,系統還會統計售票情形,即時提供其他旅客空位資訊,甚至透過車輛的GPS定位,旅客還可以透過手機掌握當地旅遊資訊。最特別的是,這輛巴士具備人流偵測系統,透過影像辨識技術,當乘客上下車時,系統會自動計算人數,並將資訊傳送到行控中心,屆時行控中心可依據所取得數據靈活調度車輛班次,隨時應變人潮狀況。


解決了城市車流問題,智慧交通系統也可以解決令民眾最頭疼的停車問題。舉例來說,除了去年宣布將引進無人駕駛小巴「艾爾馬」之外,高雄市政府也與資策會積極推動戶外智慧停車的導引服務。


採用LoRaWAN低功耗廣域網路,再結合異質聯網通訊技術優勢,未來民眾只要在家即可利用行動裝置,就可以查詢路邊停車格的即時利用資訊,縮短駕駛人尋找車位的時間,還有助於節省燃油與碳排放量。而透過此創新應用服務,更可使原本用途單純的路邊停車格搖身一變,成為帶動地方商業繁榮的利器。


車聯網依舊大勢

而車聯網仍舊是未來智慧交通聚焦的重頭戲,尤其自動駕駛更是未來大趨勢,且此趨勢正在重塑或改變整個汽車產業的發展。在今年CES展上也有不少巨頭紛紛展示相關技術,如英特爾發表5G數據晶片搶攻車載市場並與BMW開發的自駕車將於今年上路測試;NVIDIA則攜手賓士推出搭載NVIDIA AI的汽車進入市場,預計12 個月內上路。另外還有科技巨頭Google、百度等,以及汽車大廠福特、特斯拉都針對車聯網內容各自提出最新的技術展示。


而在規劃車聯網未來願景架構中,一個高速、持續且穩定的無線傳輸網路是非常重要的基礎建設。涵蓋從車對車(V2V)擴張到整體車聯網架構(V2X),5G是目前被視為能符合此需求的行動網路技術,更是實現車聯網世界的一個重要基石。而在全球邁向5G的計畫中,各大電信巨頭包含美國Verizon、AT&T;瑞典愛立信等,都已展開對5G的測試計畫。


車聯網發展到現在,許多廠商也一直不斷地嘗試新興應用,市場觀察除了自動駕駛之外,人工智慧進入車載系統也具有相當大的發展潛力,像福特便開先例引進亞馬遜的語音助理Alexa,未來駕駛開車時就能呼叫Alexa幫忙查詢天氣、尋找附近的餐廳,或是在家中就能遙控發動或關閉汽車引擎;而Nissan與BMW則是找上微軟的Cortana合作應用語音助理,另外像是豐田的概念車則是能判斷駕駛的情緒跟疲勞狀況,適時提供按摩服務跟自駕功能。


在商業模式上則是有機會聚焦於車輛共享服務,一場由Uber掀起的共享經濟正在快速顛覆傳統的運輸模式,同時也帶來更方便的「移動」方法。隨著連網系統更成熟,交通工具可能會成為蒐集移動數據的載體,許多業者便看準這項趨勢,開始發展各式服務平台。說不定在不久的將來,就算無法擁有一輛交通工具、也沒有駕照,卻仍舊能在路上「暢行無阻」。


智慧工廠產值最高

在德國提出工業4.0的推動之下,使得智慧化生產的概念逐漸成為帶動製造業轉型升級的重要推動力,「智慧工廠」被視為工業物聯網時代下,最熱門的議題之一。借助物聯網的技術,傳統工廠轉型智慧工廠需要許多革新的自動化技術的結合,著重於機器與機器、人與機器之間的智慧互通,以及機器設備的自我調整與自主反應,讓企業能夠藉此提升生產力與提高產品品質值;在產線管理上能夠更精確地掌控作業流程,讓製造業成為「智造業」,更重要的是能夠有效降低營運成本。


而智慧工廠其中一項關鍵就在於「預測」,也是未來一大趨勢,因為工廠一旦需停機檢修就會影響工時。舉例來說,台灣航太螺絲大廠三星科技,其螺絲成型是讓工料以冷沖壓生產,模具瑕疵與否攸關良率,而工業電腦龍頭研華科技便為其支援壓電感測器,監測沖壓時的波形預測模具是否受損;另外台灣某面板廠也安裝了研華的感測器,監測馬達軸心是否偏移。


而另一種預測的方式則是透過大數據的分析。IBM深耕製造業多年,其大數據分析與優化(Manufacturing Analytic & Optimization MAO)就幫助不少製造業者做出正確有效率的分析,例如德國汽車業者BMW在導入IBM MAO解決方案後,在引擎生產線上就可以做即時監測與分析,改善以往要等到最終引擎組裝階段時才知道某個零件能否使用的情況,藉此不但提高生產效率,甚至在短短12週的時間內降低80%零件報廢率。


勞力結構轉變 機器人成主力

回到國內來看,此前爭議不斷的一例一休正式上路,不但引發物價爭議也衝擊企業致使必須選擇增加人力成本,或是縮減人力。對於人力需求吃重的製造業來說,反而被迫加速轉型工廠自動化,朝向「關燈工廠」運作。


現場不需要人力,依靠機器來運作並不需要光線,也因此工廠就不需要開燈了。包括台塑集團、鴻海集團、上銀科技等一線大廠,也都決定提升智慧自動化生產的比重,未來幾年內將增加機器人應用及採購,儘可能以自動化來抵銷人力成本。



圖二 : 工業4.0浪潮正一步步翻轉傳統製造業,未來機器人可能會取代人力成為生產主力。(Source:TE Connectivity)
圖二 : 工業4.0浪潮正一步步翻轉傳統製造業,未來機器人可能會取代人力成為生產主力。(Source:TE Connectivity)

以鴻海集團舉例來說,董事長郭台銘就表示,旗下6萬台機器人大軍生產線將逐年擴編,預計每年增加2成以上;台塑集團則是宣布,目標在2024年時,塑膠加工的海內外工廠將全面成為關燈工廠,估計將投入經費達50億元。


在關燈工廠的願景下,未來移動式機器人與機械手臂將會成為工廠主力,而它們的好處就在於容易設定與移動。根據KUKA機械自動化產業業務經理郭青庭表示,機械手臂近年發展快速,主要由於其可透過程式化去定義該手臂的移動路徑,在空間上具備高自由度,甚至未來還可結合人工智慧達到自我學習,屆時只要通過一兩次的人工教導,就可以完成作業並透過M2M的模式傳導給其他機械手臂。


漢諾威工業展是世界上最大的工業貿易展覽會,此前該展的自動化主題展覽總監就曾表示,工業自動化與智慧工廠將是未來製造業展現工業4.0的革新創舉,並同時將機器人納入為智慧工廠的關鍵技術之一。


AI扮演智慧家庭要角

要說物聯網市場中最激烈的戰場非智慧家庭莫屬,以一般消費者為主要對象的智慧家庭領域為了滿足消費者日新月異的「口味」,不得不在產品的多樣性與服務需求上絞盡腦汁下足功夫。


值得關注的是,隨著人工智慧的技術成長,這波技術在智慧家庭大戰中將扮演相當重要的角色。尤其科技界預估,由人工智慧驅動的語音互動技術在未來應用會更加普及;前外資券商分析師楊應超接受媒體訪問時,就觀察智慧家庭將由以往的「手指輸入」進步為「語音操作」,而許多大廠也因應推出語音助理,開啟一場先「聲」奪人的煙硝戰。



圖三 : 智慧家庭將由以往的「手指輸入」進步為「語音操作」,許多大廠也因應推出語音助理,開啟一場先「聲」奪人的煙硝戰。(Source:Designboom)
圖三 : 智慧家庭將由以往的「手指輸入」進步為「語音操作」,許多大廠也因應推出語音助理,開啟一場先「聲」奪人的煙硝戰。(Source:Designboom)

Google佈局人工智慧已久,去年才推出Google Home應戰,除了可透過語音控制家中的智能設備外,歸功於Google強大的服務生態系,Google Home可整合行事曆、email等服務,更精準地掌握用戶資訊,且Google最拿手的搜尋功能也在此展露無遺,只要給它夠多線索,即使你忘記了歌名,它還是能猜出你想聽的歌。而今年Google更與NVIDIA合作,打造具備AI功能的電視,讓使用者可以運用語音指令取代遙控器點選按鈕。


而三星則是推出智慧家庭機器人助理「OTTO」,同樣以語音助理為基礎回應使用者需求,但特別的是它多了顯示螢幕當「臉」,可呈現更多表情變化,且裡頭設置了高畫質攝影機,具臉部辨識功能,還可做為安全監控攝影機使用,使用者只要透過行動裝置 app 就能查看監控影像。


同樣專精人工智慧領域的微軟也在祕密打造智慧家庭控制系統Home Hub,將會整合旗下的智慧語音助理技術Cortana,其最為特別的是多了一個家人共用的顯示畫面。根據上述,其實不難發現,目前大廠對於智慧家庭的佈署,都不約而同以語音助理為基礎,再各自開發出不同的功能以凸顯自家特色,但若談起智慧家庭語音助理,目前看來,亞馬遜的腳步仍明顯領先其他競爭對手。


亞馬遜Alexa獨領風騷

說到智慧家庭,不提到Amazon Echo好像就有點說不過去了!堪稱智慧家庭應用的最佳代表,兩年內估計已售出510萬個Echo裝置,其品牌知名度接近70%。據悉,以亞馬遜旗下人工智慧語音助理Alexa為控制基礎的Echo更將在今年推出具有觸控螢幕的新版本,讓消費者可以更一目了然的讀取如天氣預報、行事曆或是新聞等資訊。


國外科技媒體CNET將Amazon Echo評為2016年年度最佳智慧家庭設備;作為一家以網際網路為主的公司,亞馬遜卻出奇的在2017年的消費性電子展(CES)上成為萬眾注目的焦點,而大出風頭的就是它的語音助理Alexa。一票廠商皆與之合作,推出許多內建Alexa的各種電子裝置,數量超過700種,走到哪都會感嘆「怎麼又是你!」。《富比士》稱「亞馬遜的Alexa主宰了CES」。


作為物聯網產品的銷售保證,現今市場上Alexa的應用已達到1500種,依據它的「普及」程度來說,未來將有望成為主導智慧家庭的重要平台。以Echo舉例,小小一台喇叭卻幾乎能幫助你完成大大小小的事,從2014年推出以來功能至今仍不斷在擴充,除了最基本的指令要求,例如回答你今天的日期、溫度、新聞頭條,或是幫你叫外賣、叫Uber,你還可以把它當作一般音響放在客廳播放音樂,就算太忙沒時間訂約會餐廳也沒關係,只要呼叫Alexa就行!


基本上,上述這些功能都已經是Echo的「基本配備」。由於Alexa強大的開放性支援眾多第三方應用,其生態系統不斷地在擴大,促使更多元的服務隨之而來。以今年CES展的亮點來說,惠而浦建置Alexa語音助理可讓使用者用「嘴」就能遙控旗下的洗烘衣機、烤箱、冰箱等家電;LG發表智慧冰箱,Alexa卻是這台冰箱的靈魂,使用者在做菜的同時,只要張嘴呼喚Alexa就能連上網查詢食譜,甚至幫掌控食材保鮮期限並隨時上網補貨;而三星則是推出支援Echo的掃地機器人;此外,美國衛星電視服務商Dish也透過Alexa讓用戶可以聲控轉換頻道、推薦頻道。


打造高度整合的開放平台

打造人性化的服務是智慧家庭系統中對於使用者而言最有感的環節,但是智慧家庭所涵蓋的範圍極為廣泛,從終端裝置、連網技術、作業系統甚至到整體建築等,都可視為智慧家庭的一環,不論從哪個面相出發都是環環相扣的。西門子樓宇科技事業部控制產品與系統處協理樂建鐸認為,投入家庭自動化與智慧家庭領域的前提則是要具備高度的整合與客製化能力,以及方便直覺的使用者介面和使用者體驗。


對西門子來說,借重在樓宇自動化領域相當深厚的基礎與經驗,在其投入智慧家庭領域時便能快速掌握核心訴求,其最大的特色是運用開放的KNX系統架構,可將屋內不論是溫溼度、燈光控制或影音、空調、窗簾等各式獨立系統進行整合,透過開放兼容的平台控制家中各項設備,對於以一般人為主的使用者而言是一大福音,樂建鐸也對西門子的系統與產品相當有信心的表示,目前市面上大多只提供少部份如燈控、溫控或家電的單一產品智能化,但是西門子的強項在於能夠將眾多子系統(且不一定非要是西門子系統),甚至到影音娛樂設備都整合在同一平台上,發展出一套完整而全面的解決方案,尤其更可在強調智慧科技的同時,還能與個人風格完美結合。



圖四 :  (Source:西門子提供)
圖四 : (Source:西門子提供)

圖五 : 西門子投入智慧家庭具備高度整合與客製化能力,其採用開放的KNX系統架構讓使用者可在單一平台上更方便地控制各項設備。(Source:西門子提供)
圖五 : 西門子投入智慧家庭具備高度整合與客製化能力,其採用開放的KNX系統架構讓使用者可在單一平台上更方便地控制各項設備。(Source:西門子提供)

像是在面板與按鍵選擇上,透過合作夥伴的產品支援,西門子全方位兼顧了從顏色、材質、大小到背光功能等視覺元素的設計,大大提升室內的精緻感與舒適度,讓一般印象較工業化的使用者介面變得更時尚了。此外,西門子對於使用者體驗也十分重視,對於一般消費者而言,複雜、麻煩的使用方式都會降低使用意願,因此樂建鐸表示,在產品介面設計上就一定要從簡單、好上手的原則出發,甚至連家中長者也願意使用。


而這也是家庭設備智能化所帶來的好處之一,舉例來說,當感測到室內溫度與空氣品質產生變化時,基於自動化的連動控制,當下不需要使用者執行動作,空調、感測器等多項回饋設定,一鍵設定就可連動所有設備將之自動開關配合,大大簡化了使用者的操作步驟,讓使用者在體驗上享受到更多的便利性,這也才稱得上是智慧居家生活了。


智慧農業擺脫「老天爺臉色」

都市的快速發展,讓年輕人紛紛隨著大城市的腳步外移至各地謀職,如今務農工作更面臨人力缺乏的困境,傳統農業工作幾乎都靠人力來完成,人當機器用,但人一旦老了產值也會開始下降,而且大多時候務農還得「看天臉色」,但如今結合科技的運用,將農業朝向智慧化、數位化發展,將可解決農業人力資源缺乏的問題。


就目前發展來看,物聯網在農業的最大應用在於環境控制,透過光線、溫濕度,乃至於土壤的酸鹼值,讓作物可如預期的成長收成,農業物聯網系統可分為植物工廠與溫室兩類,兩者的最大差異在於密閉與半密閉,植物工廠為密閉式空間,透過自動化設備的溫濕度控制、LED燈的波長與調配好的營養液控制作物生長,除了營養液外,LED與環境控制設備都會經由乙太網路鏈接到後端管理平台,用以掌握廠內所有作物的生長狀態。


由於採全控制系統,植物工廠設備的電力費用相當高昂,其費用比例甚至可高達整廠費用的70%,因此此種作法的作物,多以高單價的蔬果、花卉為主,由於植物工廠系統的導入與成本偏高,因此溫室仍是目前智慧農業的主流。


溫室的自動化系統主要是控制遮光簾、風扇等設備,用以調節環境,植物賴以生長的要素,光線、空氣、水、養分等,都由自然環境中取得,因此相對於植物工廠,其費用相當低,過去的溫室系統僅只於自動化,設備間沒有連線,因此稱不上智慧化,近年來開始有系統廠商將物聯網概念導入,不但所有的自動化設備均連上網路,並將設備狀態傳至後端,溫室與溫室之間也加以連接,系統可全面掌握種植環境的所有資訊,除了穩定作物的生長品質外,也可節由光線控制生長時間,避開市場豐收時的低廉價格,提升種植利潤。


在全球產業中,台灣的農業技術居於領先地位,目前業界也已組成智聯網聯盟,用打群架的模式,整合資通訊產業和垂直產業領域的能量打造智慧農業生態圈。去年透過產學合作推出的Skyeye農業智慧管家,就讓農業知識豐富卻不擅長科技裝置的老農夫也能變身成為科技農,整合天氣預報、農產品交易資料、生產量等微環境數據,用科技的做法替農民規劃種植計畫。



圖六 : 傳統務農大多還得「看天臉色」,但如今結合科技不但有望解決人力資源缺乏問題,更可降低農夫辛勞。(Source:Link Labs)
圖六 : 傳統務農大多還得「看天臉色」,但如今結合科技不但有望解決人力資源缺乏問題,更可降低農夫辛勞。(Source:Link Labs)

「何時有颱風,就控制生長速度避開颱風降低損失。或者,農業智慧管家感測到日照不足,原本10天後才要施肥,就改成2天後施肥,依當日天候狀況調整,將種植計畫變成一個動態過程」協助Skyeye農業智慧管家技術研發的中華科技大學資訊系助理教授楊宜達說,而這些每日調整的數據,農民都能很輕易的從手機上讀取。


近期台灣業者更擴展到中國市場,商用無人機品牌經緯航太與農化生技廠龍燈便攜手將植保無人機市場拓展到對岸,未來將在中國市場提供智慧農業的服務。該服務是利用無人機具,結合人工智慧進行大數據和影像分析,針對農地進行探勘、建立3D模型,並執行最佳化灌溉與施肥,適用於大面積的植物保護與農業基地。


而看似與農業沒有多大關係的半導體廠商竟然也瞄準了智慧農業商機。日本大廠ROHM與日本大學合作發展出一款土壤感測器產品,這款產品使用了ROHM的單晶片感測解決方案,務農人員只要簡單地把這個設備往土裡一插,設備就會自動偵測出該處土壤的酸鹼值、濕度等數值,輕鬆掌握土壤的所有狀況,並同時以無線方式傳回後端管理系統。而這個土壤感測器也將會在2017年商品化。


相關文章
智慧交通監控與工業相機的結合應用
不只Pepper!Foxbot機器人大軍來襲
服務型機器人應用嶄露頭角
台灣工具機智慧時代來臨
新世代控制器現身
comments powered by Disqus
相關討論
CB
  相關新品
Arduino Motor Shield
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
mbed
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
Arduino
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
  相關新聞
» LG Display: 2023年OLED將佔50%以上電視產品比例
» 賀利氏太陽能成功推出新一代高效金屬化漿料
» 英飛凌加入5G汽車協會 助力發展連網自動駕駛
» 智慧製造成日本核心戰略 研華攜伴結盟佈局工業4.0 
» ECI選擇美高森美為OTN解決方案供應商實現Apollo平台
  相關產品
» 東芝為汽車音響系統推出電源供給需求新型電源IC
» IMEC開發雙面n-PERT太陽能電池正面達到22.8%轉換效率紀錄
» 意法半導體可配置高效交錯式功率因數校正控制器
» Xilinx廣泛部署動態可重組技術
» 施耐德電機推出Galaxy VX三相UPS電源保護解決方案

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2017 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw