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中大成功開發人工智能技術 為微型機械人添自動導航能力

中大成功開發人工智能技術 為微型機械人添自動導航能力

中大成功開發人工智能技術 為微型機械人添自動導航能力

2022年05月29日 14:06

香港中文大學工程學院研究團隊成功開發一種結合人工智能的微型機械人集群自動導航技術,全球首次讓微型機械人擁有如蜜蜂般的智慧,可成群結隊在人體內的複雜環境遊走,具備自動躲避障礙物的自主巡航能力。研究結果已刊登於國際學術期刊《Nature Machine Intelligence》,有望進一步推動微型機械人在醫學上的臨床應用。

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中大機械與自動化工程學系教授張立表示,蜜蜂、魚類等自然界生物有着非凡的集群智能,牠們可以根據實際環境共同地改變集群形態,以便穿越狹窄、彎曲的通道,避開障礙物,甚或對敵人展開攻擊。雖然微型機械人本體暫時無法裝備「大腦」,但可以透過人工智能控制系統,賦予微型機械人集群自主巡航能力,令它們可全自動、自主地在人體內進行任務,減少失誤機會。

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張立與中大計算機科學與工程學系教授竇琪的團隊合作,利用深度學習技術和其團隊的研究經驗和數據,建立了一套人工智能微型機械人操控系統。它透過超聲波和X光螢光鏡等成像工具作為微型機械人的「眼睛」,偵測前進路徑上的障礙物,並實時調整移動方向;系統亦會控制磁場,引導磁性納米粒子機械人轉換集群形態,增加任務的成功機會。團隊在虛擬人體胎盤環境中測試人工智能操控下,微型機械人集群的自主巡航能力,結果顯示系統在人體複雜的血管網路環境中亦能有效運作。

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研究團隊按照不同情境,將微型機械人集群的自主程度分為5個級別(由0級至4級;0代表手動控制、4代表完全自主),並列出每一個自主等級的硬體裝置要求,作為日後微型機械人自動化研究的基礎。例如第1級適用於靜止環境,只需要配備磁場控制系統和成像系統;而第4級可用於動態環境,且毋須人手介入便能完成任務,例如輸送藥物到指定部位,但硬體上則需要配備回饋資訊處理系統和人工智能控制系統等。

張立期望,自動導航系統日後可讓醫生在毋須接受特別操作培訓下,亦能利用微型機械人治療病人。

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無論是酒店或森林,只要幾句指令,轉眼間就幻化為三維動畫呈現眼前。香港大學電機電子工程系成功研發出生成式人工智能,實時渲染生成三維場景,學系的副教授黃毅介紹這款生成式人工智能,可將一些概念或產品的想法變成影像,由無到有,特別適合各行業應用於介紹,以至遊戲設計等。

港大研發的生成式人工智能可將一些概念或產品的想法變成影像,適用於不同行業。政府新聞處圖片

港大研發的生成式人工智能可將一些概念或產品的想法變成影像,適用於不同行業。政府新聞處圖片

創新概念

「例如從事室內設計的,不用搭建一個實體模型,僅憑口述,便可模擬在室內搬動一些家具;又或從事遊戲開發的,想設計在亞馬遜森林歷險、尋寶,透過這項技術都能快速達成。」對比外國同類技術,黃毅指其優勝之處在於無須通過大型雲端運算,並應用了壓縮技術,可將系統載於手機等。「變相啟發一個新市場,一個新概念。」

黃毅指,港大研發的人工智能優勝之處在於無須通過大型雲端運算,並應用壓縮技術,可將系統載於手機等。政府新聞處圖片

黃毅指,港大研發的人工智能優勝之處在於無須通過大型雲端運算,並應用壓縮技術,可將系統載於手機等。政府新聞處圖片

助力

有關技術得以成功研發,原來有賴政府大力支持。為推動本港人工智能生態圈的發展,政府撥款30億元推行為期三年的人工智能資助計劃,以資助本地大學、研發機構及企業等,善用數碼港人工智能超算中心提供的算力。

計劃2024年年底推行至今,近20個大學、機構或公司的項目已獲批資助,平均資助額度達算力服務定價七成。港大正是其中一個參與計劃的機構,而超算中心平均使用率接近八成,成績斐然。

霍露明說,數碼港期望引入更多不同類型的人工智能模型,完善人工智能生態圈。政府新聞處圖片

霍露明說,數碼港期望引入更多不同類型的人工智能模型,完善人工智能生態圈。政府新聞處圖片

數碼港業務發展部總監霍露明說,現時很難在市場上購買超算能力,企業或機構即使希望自行添加超算能力,也要物色合適場地放置器材,並需要技術團隊支援。數碼港就可即時讓該些機構使用算力,促進人工智能發展。

數碼港期望引入更多不同類型的人工智能模型,完善人工智能生態圈,讓人工智能幫助各行各業,以至整個社會。

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