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智慧城市讓高科技超方便生活不再是夢!——專訪中興資管系助理教授洪智傑

110/05/11 瀏覽次數 4190

你有聽過「智慧城市」嗎?那是一個科技與生活交織的世界。

隨著通訊技術、電腦科技的進步,5G 網路、人工智慧、物聯網逐漸融入生活的每一個角落,智慧城市將資訊科技、城市建設結合在一起,讓市民的生活更加方便、更有品質,時至今日,智慧城市的概念已經成為世界各國建設城市、提升城市競爭力的重要指標!

為此,科技大觀園特別採訪了來自中興大學資訊管理學系的洪智傑助理教授,請他與我們分享智慧城市的概念,開啟我們對於未來科技生活的無限想像!

要怎麼做,才可以讓城市變得更「智慧」?

對於資料科學家來說,「智慧城市」到底是什麼?洪智傑表示,其實每個人對於智慧城市的定義與要求都不一樣,有的人注重蒐集更多、更好的資料,有的人則擅長在生活中找到需要解決的問題,並從現有的資料中找的解答或是解決方式。

你能想像嗎?未來你看到的每一支路燈,可能都不僅僅是路燈而已,這些「智慧燈桿」不但可以照明,同時也扮演了小氣象站、Wi-Fi 基地台、馬路攝影機、電子公布欄等多重角色,能夠即時偵測當地的空氣、交通狀況並做出因應。若是對此感到非常新鮮且好奇,大家可以前往台南市政府前的永華綠園觀摩智慧燈桿的示範成果囉!

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每個人對於智慧城市的定義與要求都不一樣。圖/Pexels

經過智慧城市概念的改造後,下水道系統也不只是輸送汙水的管線而已,當科學家在管線中添加了特殊的感應器後,研究單位就可以從整個城市的工廠和家庭廢水中,分析汙水中的化學分子,找出各種疾病、污染的跡象和源頭,就像是阿嬤翻找你的房間垃圾桶一樣,從污水中破解隱藏在都市中的各種秘密。

由此可知,在物聯網的時代,當各個角落、各種物品都能連上網路之後,感測器也越來越多,以往城市中傳統的各項設施,都將增添更多功能並打破你對它們的既定印象,同時,資料科學家也因此蒐集到更多樣化的資料,並研發出更方便的應用。

資訊科技將如何改造我們的生活?

在智慧城市的案例中,洪智傑建議大家可以從「食、衣、住、行、育、樂」和「基礎設施」七大類來盤點智慧城市的應用。

以打造智慧國為目標的新加坡為例子,新加坡健保局日前就推出了「Healthy 365」app,該 app 蒐集了全國上千種的食物,並發展出食物辨識的技術,當民眾下載 app 後,就可以用手機拍下食物的照片,馬上辨識並算出食物的熱量。

台南市政府則在熱門商圈的停車格設置了「地磁偵測系統」,並搭配智慧停車柱、app、馬路的 LED 顯示器,隨時偵測空位數量並分享給有需要的市民們,而智慧停車柱也會自動辨識車牌號碼和計算費用,從找車位、停車到繳費,讓停車的一條龍服務全都智慧化。

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台南市政府則在熱門商圈停車格啓動智慧車位偵測系統。圖/tainan.gov.tw

在交通層面,國外 Uber 也申請了一項鼎鼎大名的專利:「利用  AI 技術抓出喝醉的乘客!」 當乘客叫車後,Uber 會透過手機分析乘客的行走速度、手機角度、打字準確度、轎車的時間與地點,並藉此來推斷乘客是否喝醉,一旦可能乘客可能喝醉、從酒店區搖搖晃晃地走出來, Uber 就會立刻提醒司機事先做好相應的準備。

在基礎建設(infrastructure)的部分,用水、用電都是市民生活中最基本的需求。以自來水為例,一旦水管出現小小的裂縫,在輸水過程中就會浪費非常大量且寶貴的水資源,因此台北自來水管理處在管線加上了壓力感測器,隨時監控水壓變化,即時掌握各地水管的狀態和漏水處,在不知不覺間,提升每一位市民的生活品質。

藉由上面的案例,想必大家對於智慧城市的概念有更具體的了解,雖然智慧城市是相當廣義的概念,但它的核心概念可以用「利用資訊科技讓市民的生活更方便」一句話來解釋,而且每個人都可以在智慧城市的方向找到切入的角度和應用的可能。

揪出藏在資料海中的垃圾和警訊!

在資料科學領域有一句「垃圾進,垃圾出」的名言,若是輸入品質差勁的資料,即使經過電腦運算,也只會得到另外一堆垃圾。被問到如何解決這個經典的難題,洪智傑笑說,「垃圾進、垃圾出?哈哈哈,這是根本就是每天都會發生的事情啊!」而最常出現問題的地方,就是一切資料的源頭——感測器本身!

「量體溫」應該就是大家最有感的量測任務了,在 COVID-19 疫情期間,幾乎所有大學、車站出入口都會設置體溫量測站,然而,說句實話,你在畫面中看到的體溫,又有幾次是精確的?那些在紅外線熱像儀中行走的 33°C 、 34°C 人們 ,難道是一具具在城市中行走的喪屍?

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疫情生活下,體溫量測站已經成爲日常生活的一部分。圖/wikimedia

這些資料必須經過校準或是拿掉偏差值後,才會有分析和研究的意義與價值!

那麼要如何得知這些異常值是「警訊」還是「垃圾」呢?事實是,異常值的偵測與判斷也是一大難題!以臺灣知名的空氣盒子計畫為例,所有民眾都可以購買便宜的空氣感測器,感測當地空氣並回傳溫度、濕度、PM2.5 濃度的資料,組成密集的全臺空氣監測網,提供大量的空氣數據給專家分析。

但是,你以為這些便宜感測器的準確度真的可以跟高級儀器一模一樣嗎?實際上,空氣盒子時常因儀器損壞而出現不符實際狀況的觀測結果,例如在一片綠油油的台北市中,突然有一個感測器呈現紫爆, PM2.5 濃度高達1918 μg/m³,此時,我們通常會下意識地認為,這一顆紫爆的空氣盒子肯定是壞掉了。  

然而,這一顆紫爆的空氣盒子到底是壞掉了,還是只是有人在旁邊抽菸?這就是處理大量數據時最令人頭痛的難處,也是資料科學家的專業所在。

智慧城市的兩難:好方便 vs. 好監控

隨著智慧城市的潮流興起,市民似乎只要提供越多資料,就可以生活更方便、獲得更好的服務品質。

「Google 地圖可以隨時告訴我哪裡塞車,好方便!」

「欸?有了車牌辨識系統,停車繳費都不用再拿票卡了,好方便!」

現在幾乎沒有人會因為車牌被拍攝而感到疑惑、被侵犯了,讓 Google 蒐集自己的定位資料也是家常便飯的事,洪智傑指出,當「方便」達到一定程度時,人們很容易失去原有的警戒心。

不過,一旦讓不懷好意的單位取得大量特定人口的數位足跡,這些有心人士即可輕易的掌握這些人群的行為模式,甚至藉此達到「監控」的目的,因此,近年來,個人資訊安全、隱私權的問題也因運而生。

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當「方便」達到一定程度,人們很容易失去原有警戒心。圖/Pexels

不過,一旦讓不懷好意的單位取得大量特定人口的數位足跡,這些有心人士即可輕易的掌握這些人群的行為模式,甚至藉此達到「監控」的目的,因此,近年來,個人資訊安全、隱私權的問題也因運而生。

由於臺灣並非極權國家,大眾對於軌跡資料的蒐集也越來越敏感,洪智傑表示,現在的學者時常只能拿到去識別化的資料,或是經過轉換的統計資料。但慶幸的是,網路上仍有不少開源資料或開源社群可供參考,政府也有設置資料開放平臺民生公共物聯網提供大眾運用。

其中,為了鼓勵大眾參與、應用政府的開放資料,政府更舉辦了「民生公共物聯網資料應用競賽」,邀請業界、學界和民間整合並運用政府的公開資料,打開資料科學與產業的未來,大家不妨也可以前往競賽的網頁,欣賞一下各年度的得獎作品。

如何在資料中找到價值?從生活中的隱性需求開始!

若你對於智慧城市、資料科學有興趣,你可以先列出一個你感興趣的命題,確定自己想要從資料中找到的東西是什麼,再從現有的開源資料尋找解答。

茫茫的資料大海中發生太多事情了,洪智傑建議大家先準備好命題,再開始分析資料、尋找有價值的寶藏,就像是我們在圖書館中找書一樣,與其茫然的在圖書館中遊走,不如先想好自己要在圖書館閱讀什麼書,再開始尋找寶藏的旅程。

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大數據時代,資料科學的研究命題可從日常生活的隱性需求著手。圖/Pexels

在智慧城市中,提升市民的「方便性」是資料科學家的目標,然而,現有生活究竟隱藏了哪些不方便?我們又該如何發現這些命題呢?洪智傑表示,除了增進自己跨領域的涵養之外,仔細觀察你我每天的日常,也能有助於我們洞察出生活中的隱性需求。

智慧城市是一個與現代生活息息相關的議題,若你也著迷於智慧城市的概念,也想要一起走在科技融入生活的道路上,歡迎你與資料科學家一起化身為生活觀察家,在資料中找出更多讓生活變方便的小智慧吧!

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