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《Pokémon Go》讓「擴增實境」(AR)成為話題,但又引發各種安全相關討論,香港教育局甚至想要求遊戲廠商禁止在香港校園出現小精靈。其實只要善加利用,AR 一樣可為教育帶來全新體驗,VTC 轄下的卓越培訓發展中心就計劃在九月的新學年引入智能眼鏡,並利用 AR / MR 技術和人工智能,協助汽車維修課程教學。

 

讓醫科生要脫離只有平面的教科書

有些人以為學界就是「象牙塔」,十年如一日,但學界亦同樣追求創新。其實像香港教育局那樣對《Pokémon Go》般抗拒的情況並不多,反而海外教育界不少人都希望把新科技應用到教學中,例如 Unwire.pro 之前訪問過的以色列 E² 智能積木,就以結合教育和娛樂為目標,增加學生的學習動機。

事實上,比起抗拒在校園出現小精靈,更實際的是怎樣把這種科技變成一種學習工具。來自愛爾蘭的 3D4Medical 主要研發用於醫療教學和運動健身的應用程式,其中一款醫療教學應用程式名為 Essential Anatomy,可用 3D 顯示人類的身體構造如骨骼、肌肉、神經等,細緻程度跟真正人體別無二致。

Essential Anatomy 已推出到第五代,包括骨骼、肌肉、結締組織、血管、動脈、神經、呼吸、消化、泌尿、淋巴的基本解剖 10 大系統。透過使用 AR 技術,醫科生可對著鏡頭裡的人體模型做模擬的手術,甚至平面切開研究特定人體結構,或是與虛擬人體模型互動,模擬如膝蓋在彎曲時的組織活動情況,或是抽出特定的組織講解。

以前醫科生要脫離只有平面的教科書,就只能透過解剖來了解人體構造,但世上並沒太多人願意捐出屍體作教學用途,自然會影響教學效果。而 Essential Anatomy 就能讓醫科生在手機或平板上看到非常像真的 3D 人體模型,醫科生甚至能在人體模型的任意位置添加筆記、創建書籤等輔助學習,大為革新醫科教育的模式。

 

沉浸式學習成為未來教育學習趨勢

AR 只能應用在醫學研究上?當然不是。這種稱為「沉浸式學習」(Immersive Learning)的學習模式,是學者提倡 Learning 2.0 的特點之一,著重體驗式學習,在很接近真實的學習環境中實作練習,借助虛擬學習環境,學習者通過高度參互動、演練而提升技能。

沉浸式學習強調仿真模擬訓練,在飛行訓練或軍事訓練裡已開始應用,以飛行訓練為例,機師需要累積飛行時數來吸取經驗,而仿真模擬訓練就可代替真實的飛行,但又保持到同樣的效果。香港亦有類似案例,例如 2015 年香港資訊及通訊科技獎最佳數碼娛樂(互動設計)銀獎得主的「塔式起重機模擬器」就是。

塔式起重機模擬器 imseCAVE 是建造業議會和港大工業及製造系統工程系合作項目,學生可以置身虛擬的塔式起重機並進行操作。而這種虛擬實習系統只要略作改動便能模擬更多不同工作場景,以極低成本就能造出極具真實感的操作體驗,省卻不少教材的成本。

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本地首宗 MR 混合實境技術教學應用案例

不過像 Essential Anatomy 般用平板來學習很麻煩,既然要使用 AR 的話,當然使用智能眼鏡更實際。像 imseCAVE 的情況就是利用了 VR 虛擬實境,利用 VR 眼罩來感受塔式起重機的操作環境。但如果要使用 AR 技術,甚至是 MR 混合實境技術(Mixed Reality)的話,那就需要用上智能眼鏡了。

混合實境技術(MR)是更進化的增強實境(AR), AR 只是在鏡頭裡的現實影像中加入虛擬的圖像,例如打開教科書用手機鏡頭對著恐龍圖片,就可以在屏幕裡看到虛擬的恐龍;而 MR 則更進一步,可以掌握使用者的手勢、語音或其他操作方式,做到跟虛擬恐龍互動,如指揮動作、放大縮小等等。

MR 將真實世界和虛擬世界做到真正混合,Essential Anatomy 那樣能跟人體模型互動操作的,便正是把 MR 技術應用到教學的案例。而本地也開始有案例,VTC 轄下的卓越培訓發展中心就計劃在九月的新學年引入智能眼鏡,並利用 AR / MR 技術協助汽車維修課程教學。

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用智能眼鏡及 AI 人工智能輔助教學

卓越培訓發展中心(Pro Act)為職業訓練局(VTC)機構成員,設有 12 個行業中心,旨在為不同行業提供度身訂造的實務培訓,提升學生專業技能,打造技術專才。Pro Act 是學徒課程,因此極為著重實務培訓,而引入港產智能眼鏡 MAD GAZE 到課程中就能用模擬方式實習之餘,甚至能結合 IBM Watson 的 AI 人工智能輔助教學。

開發港產智能眼鏡 MAD GAZE 的創龍企業解決方案,Unwire 也訪問過創辦人鄭文輝。鄭文輝表示自從去年他們公布了首款智能眼鏡後,不同行業的公司都主動接觸他們,希望能把智能眼鏡帶到他們的行業裡解決難題,而 Pro Act 便是 MAD GAZE 在教育界的首個應用案例。

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隨時隨地模擬實際工作環境

Pro Act 強調培訓設施必須符合行業標準,並且定期更新,以配合行業發展需要。模擬實際工作環境的設計,有助學生提升技能以取得認可資格。但問題是是作為教材的汽車,以至經驗老到的師傅卻不像學生那麼多。可以想像,要是每個學生都要排隊為一部教材用汽車維修,班上能達到「模擬實際工作環境」的效果就很難。

而採用 MAD GAZE 後,學生揭開車頭蓋就能透過 MAD GAZE 看到 AR 圖像和聽到語音提示,例如維修步驟、零件種類等,MAD GAZE 具備圖像辨識功能,會掌握到在鏡頭裡的引擎及不同零件,因此即使學生並不熟識該款汽車的設計,也能即使知道這些零件的位置,甚至根據指示選擇正確的工具和零件維修。

而且圖像辨識功能並不限於實物,就算是圖片也能辨認得到。這對學徒溫習有很大幫助,畢竟他們需要的不是教科書,而是實習經驗。就像前面提到的「塔式起重機模擬器」一樣,就算面前的是汽車引擎的照片也能透過 MAD GAZE 模擬溫習,對學生自主學習帶來極大的幫助。

 

採用 IBM Watson 多種 API 減少學生學習障礙

「師徒制」講求師生之間的互動,但就像教材汽車不足夠一樣,師生比例亦難以讓每個學生都能即時得到導師的回答。而 MAD GAZE 背後還接駁了 IBM Watson 的人工智能,甚至能用聲控指令操作或發問,即使不能現場向導師求教,也能透過語音向 IBM Watson 查詢,減少學生學習障礙。

Unwire.pro 寫過不少次 Watson 的報導,而這次更是本地案例。IBM 雲業務渠道及數碼銷售主管邵聰伶表示已跟創龍合作了一年半,而 MAD GAZE 亦是在物聯網、人工智能應用和流動方案等領域上的成功案例。他坦言 IBM 過去的案例都是外國的,很高興也有本地初創能活用 IBM 的技術,因此在不同層面上都給予創龍支持。

IBM Watson 開放了 15 種 API 給程式開發者,而 MAD GAZE 的汽車維修課程應用程式就用了「文字轉換語音」(Text to Speech)和「自然語言歸類」(Natural Language Classifier)的 API,可將原本只是文字的維修課程內容,轉換成語音輸出。導師綜合不同常見問題和答案,當學生不懂時就能向 MAD GAZE 發問,而 Watson 就在聽懂學生問題下再讀出答案。

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9 月新學年引入到汽車維修課程

Pro Act 計劃在今年 9 月的新學年開始引入智能眼鏡到汽車維修課程之中,VTC 工程學科學術總監廖世樂博士工程師表示,目標不單只是將科技應用於教學上,更希望將相關科技應用展示給本地業界,透過與業界合作,共同開發適合業界的應用,以便提高業界的工作效率及安全。

據鄭文輝透露,目前是創龍協助編寫 Pro Act 汽車課程的應用程式的,內容則是由 Pro Act 提供。廖世樂則表示隨著 VR 及 AR 技術應用普及,VTC 已成立研究團隊開始開發相關技術的教學軟件。鑒於智能眼鏡能幫助各種維修服務提升工作效益及品質控制,而 MAD GAZE 的出現正可以加速這方面的發展,所以雙方就開始合作。

鑒於這方面的應用還處於起步階段,學院初步只準備 20 多台MAD GAZE,主要應用在軟件開發及測試。教學範疇就初步訂為汽車維修方面,VTC 希望先以這次為試水溫,在掌握到技術後其他工程學科的課程都會採用,包括屋宇裝備、機電維修、升降機維修、飛機維修等。

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考驗老師如何由「教導者」變身成「設計者」

雖然九月新學年才正式實行,但廖世樂透露學生的反應比想像中更踴躍:「修讀相關維修課程的學生對新科技的反應非常良好,對於用 AR 技術幫助了解維修程序及檢查都覺得很新鮮,使學習提高不少興趣。有些學生更主動提出一些建議改善,而善用新科技可改善一般維修人員的形象。」

廖世樂表示教師方面已有完整計劃提供培訓,特別是相關硬件及軟件的應用,相信不會為教師帶來負擔。而更重要的事應用軟件的開發團隊是有相關教學經驗的老師參與,因此未來的課程軟件可作為學生實習的一部分。廖世樂坦言,AR / VR 將為教學方式帶來天翻地覆的改變,VTC 只是及早做好準備,迎接未來教學形式。

「我們相信這會是未來教學形式,特別是年青人對於科技的信賴及接受程度,學生亦可根據自己的學習模式以最適合方法去學習。雖然技工訓練以往極為重視經驗傳承,但新科技的出現正好將基礎理論及經驗更加充分地結合,讓學習可以更加有效率。」廖世樂說。

極為重視經驗傳承的技工訓練,人工智能能否取代「老師傅」的指導角色?廖世樂坦言:「人工智能可否取代老師角色,就要看老師如何由『教導者』成功變身成『設計者』。要知道人工智能程式,都要集合很多有經驗的師傅,提供他們寶貴的經驗及知識給程式編寫員才可開發出來,不管角色怎樣改變,指導角色一樣不變。」

 

總結:智能眼鏡結合人工智能合有無限可能性

在訪問中還提到,其實 IBM 和 MAD GAZE 的合作還有很多,並會陸續在不同的行業裡提供智能眼鏡解決方案,其中亦會採用更多不同的 Watson API。外國已有醫療案例,因為 Watson 的醫療意見而及早發現了罕見的病例,因此救了病人一命。若日後把 MAD GAZE 投入到實際的汽車維修現場,大量學習維修案例的話,是否也同樣做到類似效果?

而智能眼鏡能夠釋放使用者的「雙手」,不用手持平板或手機,也能用眼鏡取得資訊,這點也在醫院手術台、汽車維修現場等場景實現,現在只是等待普及化的一天。鄭文輝透露,MAD GAZE 將在九月初推出消費者版本,將進一步降低售價並推出更多的應用軟件,由 B2B 走向 B2C 的市場。

當市場上多了使用者自然也更有誘因促使開發者推出更多軟件。不過鄭文輝直言智能眼鏡軟件關鍵不是「量」,而是有沒有關鍵應用(Killer App),預告在九月時會有更多訊息可跟 Unwire.pro 讀者分享,希望讀者能繼續留意。

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作者:Boris Lee
Unwire.pro 資深編輯。在企業 IT 科技報道範疇有十多年經驗。

 

 

 

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The authorBoris Lee

Unwire Pro 資深編輯,在企業 IT 科技報道範疇有十多年經驗。近年專注報導香港初創企業、本地資訊科技業界發展。