2024 IEKTopics|以科技打造韌性社會,完善臺灣永續發展

在西方世界中,曾認為所有的天鵝都是白色的,直到300年前第一次發現黑天鵝為止;灰犀牛是一種體型龐大且容易辨識的動物,從遠方緩慢地逼近,但人們往往選擇忽視牠的威脅,直到猝不及防被撞上。
「黑天鵝」常指極其罕見且難以預測,但一旦發生會帶來巨大影響的事件,如COVID-19疫情;「灰犀牛」用來描述那些明顯且高機率發生,但經常被忽視的風險事件,不積極應對將產生嚴重的後果,如氣候變遷危機。
最近數年,黑天鵝與灰犀牛頻繁地出現,對全球社會與經濟帶來莫大衝擊。從疫情造成供應鏈的斷鏈、美中科技戰、俄烏戰爭造就關鍵科技與資源的保護,還有高齡與少子化現象衍生勞動力不足問題,以及全世界都須面對的淨零排放議題,凸顯在應對潛在突發性的風險與長期的壓力,需要更積極且有效的策略

韌性的定義與特性

「韌性」(Resilience)是近年非常熱門的關鍵字,2024年世界經濟論壇(WEF)在瑞士達沃斯(Davos)召開的年會中,歐洲復興開發銀行總裁Odile Françoise Renaud-Basso說:「韌性的概念已成為議程的核心。經歷了過去幾年所發生的一切,我們需要確實解決這個問題。」甫就職的賴清德總統在信賴新政中,也強調要強化臺灣國防、民生、災防、民主四大韌性,以實際的作為提升臺灣的安全,應對各種經濟和社會的挑戰。

韌性社會的核心,在於及時且有效地抵抗、吸收、適應各種外部衝擊和壓力,並從各種挑戰中恢復。世界銀行在2013年提出的韌性概念,重點在實現發展目標的同時,減少短期和長期的脆弱性,儘管會產生額外成本。此一概念與洛克菲勒基金會(Rockefeller Foundation)在2014年闡述的韌性社會概念相呼應,強調在承受衝擊和壓力之際,社會仍可維持其基本功能、結構和身份。

這些年臺灣所面對的社會挑戰,短期衝擊如:COVID-19疫情、極端氣候引發的乾旱和缺水危機、人類衝突造成的戰爭、疏失引發火災或跳電事件;長期壓力如:地貌破壞導致基礎設施倒塌、高齡與少子化引發看護者和勞動力短缺。此外,生成式人工智慧(Generative AI, GAI)的廣泛使用,催化臺灣社會對正確訊息的需求。建立韌性社會,需要全面的科技與創新策略來支持,確保臺灣社會穩定和堅韌永續的發展。

面對此議題,工研院產科國際所年度專刊以「韌性社會」為主軸,涵蓋10大主題共13章專論。從臺灣社會所面對的各項短期威脅到長期挑戰,標竿國內外強化韌性的科技發展與應用案例,進而歸納可提升臺灣社會韌性的具體作法,提供國家與產學研單位,擬定未來研發策略時可多加參考。

標竿國際社會,爰引創新解方

先進國家亦面對氣候變遷、天然災害等衝擊、以及高齡少子所衍生的勞動力議題。在第二篇第一章中,我們對標與臺灣地理環境相似的日本,說明日本為達到防災、減災與國土強韌化之目標,提出「五年加速化對策」,以數位管理系統等科技,強化對天然災害與基礎設施的監測、救援與復原體系。同時也盤點美國、歐盟和德國的作法,提供先進國家強化社會韌性的經驗

國際新創公司常有創新的想法與作法,在第二篇第二章,我們調查全球重要防救災新創公司,共發現超過150種不同的技術類型,應用在工業安全、防災安全、防災顧問、防災產業與科技等領域。並以美國的One Concern、丹麥的ICEYE新創公司為例,說明如何運用創新科技,達到即時監控與減緩災害的解決方案。

供應不斷鏈在全球高度複雜的分工體系下,顯得格外重要。在第二篇第三章,我們首先瞭解近年造成供應斷鏈的原因,例如:COVID-19疫情、美中紛爭、地緣衝突等,並發現數位工具的使用,是提升供應鏈韌性的重要解方。透過標竿拜耳集團與New Balance案例,善用數位供應鏈工具,掌握端到端資訊,並建立數據決策與協作機制,幫助企業化被動為主動,可更有效地因應供應鏈中斷風險。

世界經濟論壇2024年發布的全球風險報告(Global RisksRepor t2024)中,強調未來2年內的最大風險是AI所生成的誤導資訊與資訊遺漏(Misinformation and Disinformation)。隨著AI技術的大放異彩,AI所生成的虛假訊息、詐騙訊息、深偽圖片等,也變得更難辨真假。在第二篇第四章,我們盤點現在主流的AI科技公司,如OpenAI(ChatGPT)、Microsoft(Copilot)等,對打擊虛假訊息所做的限制規範;另舉我國以臺灣資料訓練的可信任生成式AI模型「TAIDE」,說明如何建構一個健全的AI發展環境,提升民眾的信任度。

 

交通、能源、醫療是臺灣社會發展的重要議題

回到國內,交通、能源、醫療是社會發展最關心的議題。在第二篇第五章中,我們首先探討可能造成交通基礎設施和運輸中斷的原因,如缺乏充分的檢修與適當的維護,或突發的自然災害(地震、風災、洪水等),以及複雜的地理環境導致運輸困難等。汲取國際社會經驗,以無人機進行交通設施巡檢及運輸補給是可行的方案。日本運用無人機進行定期巡察、降低設施老化;或以無人機進行配送服務,滿足偏鄉購物、就醫困難等痛點,值得我們參考。

我國屬能源匱乏的海島型國家,超過98%的能源須依賴進口,能源接收與儲存設施不足,液化天然氣安全儲量更只有7~8天。加上近年科技蓬勃發展,以及可預見未來AI高速運算對能源的需求,將使電力供應更為吃緊。在第二篇第六章,我們認為能源供應要朝向多元且零碳目標發展,但仍有多項挑戰要克服,如電網容量、儲存設施、轉換技術、輸送設施與系統整合等。標竿荷蘭北瓦登氫樞紐(Nort H2)以及英國亨伯產業聚落(Humber)計畫的經驗,推動「能源樞紐(Energy Hub, EH)」是未來強勁國家能源供應韌性的關鍵,並協助產業淨零轉型。

遙想COVID-19疫情期間,醫療專業人員因疫情快速擴散,工作量迅速增加,也因需要接觸病患的風險最高,導致大量護理師離職,讓已供需失衡的護士荒更加嚴重。面對重大傳染病對醫療護理環境的韌性挑戰,醫療數位科技的應用是絕佳解方。在第二篇第七章,我們標竿美國Diligent Robotics醫療輔助機器人、Nuance醫療資訊平臺、德國Huma健康大數據分析等,從應用情境到導入效益,說明數位科技方案如何提高醫療韌性。

工研院「2035技術策略與藍圖」,新增「韌性社會」領域

去年(2023)適逢工研院成立50週年,再次提出「2035技術策略與藍圖」,在既有的「智慧生活」、「健康樂活」、「永續環境」與「智慧化致能技術」外,為因應上述社會挑戰,新增「韌性社會」領域,聚焦「基礎設施韌性」、「資源能源韌性」與「生產力韌性」三個次領域。盤點院內技術能量,以科技因應風險,當衝擊與危機來臨時,可降低損失、快速應變,化危機為轉機,並帶來新商機。

「基礎設施韌性」包含電力、通訊、網路、交通、物流、醫療、以及其他重要的社會公共服務設施,均是人民每日生活所必須,甚至影響生命。在第三篇第一章中,我們從導致電網和通訊系統失靈的外在衝擊開始盤點,說明潛在的經濟損失與社會影響。而工研院發展如多重微電網韌性技術、區域電網災害應變技術;以及韌性通訊服務生態系統、飛船載具解決方案等,強化我國電網及通訊設施。期能在任何情境下快速反應與調整,保有基礎設施的彈性堅韌運作

「資源能源韌性」著重能資源的運輸、儲存和維運,與關鍵資源的供應。資源和能源是社會運作的原動力,這對能資源進口依存度高的臺灣來說,至關重要。在第三篇第二章,我們發現臺灣許多關鍵原物料的供應(尤其是半導體),九成以上源自海外,很容易受到出口國家的管制影響,故掌握關鍵原物料的回收技術,或開發可替代的材料,成為提高能資源韌性的關鍵。工研院投入低碳循環礦物技術、稀土永磁廢棄料源關鍵組成分析與評價技術等,從材料技術的創新研發,提升國產材料的自製率,強化我國能資源韌性。

由於地理環境和氣候條件的影響,臺灣長期面對水資源供需不穩定的問題,特別是在極端氣候、科技發展等因素影響下,成為日益嚴重的危機。面對水資源供需的缺口,關鍵策略是導入水資源管理與產業節水,同時積極開發多元化水源,以維持供需穩定平衡。在第三篇第三章中,我們介紹工研院的多元化水源淨化技術、高效海水淡化技術等,且長期目標放眼能/資源整合萃取技術的突破,以提高臺灣水資源利用效率、降低能耗和實現智慧化營運,確保臺灣水資源供應韌性。

「生產力韌性」著重在製造勞動力、生產設備及組件,協助臺灣及早因應未來在少子化和高齡化夾擊下,所形成的缺工問題。在第三篇第四章,我們發現2023年臺灣整體製造業的勞力空缺人數達8萬人以上,且大量依靠海外移工與老師傅的經驗,製造業的品質與效率遲早會出現斷層。而運用感測、通訊、與人工智慧技術發展智慧製造是重要解方,其中機器人的運用是一個靈活的工具,可幫助製造業提高生產力。工研院開發出快速組裝關節機器人、或老師傅技藝數位化的研磨拋光機器人等,幫助我國製造業強化生產力韌性。

結論:以科技因應風險,穩健社會成長

面對全球產業趨勢的重大轉變,提升韌性、追求永續發展,促使新的典範轉移。工研院產科國際所精選11篇文章,鉅細靡遺點出臺灣所面對的短期挑戰及長期壓力,並盤點國內外的創新解方,提供強化社會韌性的具體作法。身為臺灣科技發展的創新引擎,工研院將持續扮演臺灣翻轉的關鍵,攜手產業度過每一個變動時刻。以科技因應未來風險,穩健臺灣社會成長。

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