蛋白質分子 X 分散式運算

動員全球運算力  解碼未知疾病

蛋白質摺疊被列為21世紀生物物理學中尚未被完全解開的問題，但目前研究已知蛋白質摺疊過程中，若產生任何錯誤，將導致各種疾病的發生，例如阿茲海默症、帕金森氏症、玻璃娃娃、舞蹈症、狂牛症、臟腑囊腫性纖維化與癌症等。因此，全球生物學家積極投入研究蛋白質摺疊，甚至運用在解碼新型病毒，如伊波拉病毒與新冠病毒等。

史丹福大學化學系潘德實驗室（Pande Lab）的Vijay S. Pande教授所帶領的研究團隊，發現一般電腦難以模擬出蛋白質摺疊過程。通常要模擬出一個蛋白質的摺疊過程，就需要1萬部電腦，花費一天時間才能辦到，況且人體內24小時不間斷地持續進行大量蛋白質的瘋狂摺疊，根本無法做到全面模擬。

這意味著要研究各種蛋白質摺疊過程去解碼不治之症或未知病毒，需要極龐大的算力，這種超級電腦等級的算力，並非一般實驗室、企業或研究機構有能力負擔或設計出來的。於是Vijay S. Pande教授於2000年啟動Folding@home專案，希望號召全球各地的有志之士能貢獻出個人電腦運算資源，協助蛋白質摺疊的各種研究項目。同時，連結美國其他相關實驗室或研究中心，共同投入蛋白質摺疊研究。

目前此專案有14個合作夥伴，包括CSELS、Vincent Voelz Lab、Bowman Lab等。另外，也獲得Intel、Google、nVidia、AMD、SONY等科技大廠的資金贊助或技術支援，共同設計出跨平臺、跨系統、多核心的分散式運算軟體，置於官方網頁開放下載，全球各地使用者下載後，能自行設定個人電腦何時提供運算資源，也能自行點選Folding@home所列研究項目。

這些開放給全球下載的分散式軟體，可以依據各地使用者回饋，由Folding@home具有軟體技能或生技背景的專業成員們持續更新，讓這些開放軟體更穩定易用。本專案於2007年被金氏紀錄列為全世界最大分散式運算工程專案，目前全球已有百萬部電腦加入Folding@home專案中，日以繼夜地進行蛋白質摺疊運算分析。

Folding@home解決問題的方式，並不是連結強大超級電腦來支援，反而去召集全球各地個人電腦，並凝聚在地專業研究網脈，促使在地社會創新網路遍及全球，擴大專業研究影響力。

食品口味研發 X 人工智慧開發

結合文學與歷史記憶  引領味覺新革命

全球食品製造業或餐飲業必須面臨的挑戰，就是不斷研發新口味。傳統做法是由業者自行研製原料、調配比例、品嚐測試或經由部分消費者試吃後，再決定是否進行量產或試賣，這往往受限於特定味覺偏好與經驗。因此，開發食物新口味的方法與技術正在尋求突破；再者，傳統食品製造業或餐飲業者相對於其他產業，數位化起步較晚，也正面臨創新轉型的風口上。

2017~2019年，日本NEC the WISE平臺運用人工智慧結合大數據，創造一套有別於傳統新口味研發的創新方法與技術，開發出文學咖啡與時代巧克力兩種產品並實際販售。

2017年，NEC與咖啡品牌YANAKA合作，以數據分析一萬個以上的讀者對於太宰治《人間失格》，夏目漱石《三四郎》、《心》、《我是貓》，以及島崎藤村《若菜集》與森鷗外《舞姬》等文學作品的讀後心得，並從中找出對應咖啡口味的苦、甜、酸、回甘、餘韻等關鍵字，再運用AI建立味覺雷達圖，調配出六款咖啡豆，讓消費者在喝咖啡的同時，也能感受文學名著中所表達的喜樂悲苦。

2018年，NEC又與Dandelion Chocolate Japan巧克力專賣店合作，先以數據分析日本過去60年間各種新聞報導中，社會大眾對於當時的歷史事件描述資料，用來汲取當時日本社會大眾所認知的感官記憶，運用AI建立口味指標雷達圖，再調配並製作出日本過去60年間五個世代的巧克力味道。

這些巧克力以限量方式販售，分別命名：《1969年：人類首次登月的驚喜》、《1974年：石油危機時代的迷亂》、《1987年：泡沫經濟巔峰的奢華》、《1991年：泡沫經濟破滅的絕望》、《2017年：技術創新的黎明》，借助巧克力味道喚起日本社會大眾所共同經歷過的歷史事件。

本業從事資通訊裝置與服務的NEC，運用人工智慧與物聯網平臺，跨足食品研發領域，協助在地傳統食品業與餐飲業創新，以人文角度帶領味覺新革命，也為現有食品技術找到突破點，開拓新商機。

跨技術創新的成功之道

AI創新用法  讓未來充滿驚喜

近年人工智慧進展神速，在跨技術領域中扮演各種促進創新的要角，臺灣高科技產業鏈從晶片、感測器、系統組裝到終端代工製造等能力備受全球肯定，臺灣高科技產業或新創公司也運用人工智慧進行產品與技術創新、服務模式創新、營運效率提升，甚至發展出新興科技服務業。

AI創新軟實力  數據、平臺、人才

目前，左右人工智慧三大發展關鍵要素是數據、算法、算力，其中數據會影響人工智慧演算法或建模的品質好壞，而開發較複雜或高階的AI技術，則需要有較好的硬體運算效能。

國際普遍看好臺灣AI硬體優勢與人才CP值高，然而我國要發展AI仍缺乏三種軟實力：缺數據、缺平臺、缺人才。長遠來看，臺灣高科技產業若還只著重在硬體來發展AI應用，將無法完全發揮人工智慧的技術價值。

因此，臺灣產官學研需要積極思考如何建立一個能串聯全球數據資源與AI研究人才之運作機制或跨國共創平臺，用以對內凝聚在地各種產業數據及社會創新能量，累積各種有價值的數據，再連結國內外AI研究網脈或資源，以建立臺灣AI資源集散與創新中心。

AI核心精神 以人為本、解決痛點 

全球政府與產學研機構發展AI的技術與應用，皆不約而同地標榜「以人為本」、「解決痛點」為主要精神，這也是美國Folding@Home與日本NEC 兩個案例的共通點。

為了增進人類福祉健康，美國Folding@Home專案啟動迄今已20年，每年365天24小時，全球各地電腦與專業人士不間斷地運算分析威脅人類生命的疾病或病毒；專案也召集跨技術領域的專業人士加入為成員，並開放各種資源有助研究與研發，讓成員們能共創並共享所有成果，其所設計出全球分散式運算工程則有異地備援、分散風險的系統韌性。

換句話說，這種合作模式，不會因為部分電腦當機或天災人禍等衝擊，導致全面運作停擺；開放給全球下載的各種軟體，也持續精進並產生更多開源AI軟體或研究成果。這種共享共創的模式，增強了在地研究社群的韌性。

我們可以看到Folding@Home專案團隊在跨技術創新扮演「堅毅實驗家」與「資源啟動者」兩個創新關鍵角色，整合蛋白質摺疊分析技術、AI、3D影像、分散式運算的產官學研能量，落實這項人類對抗未知疾病與新興病毒的工程。

為了從人類認知體驗中研發出新口味，日本NEC也摒棄一般為找到消費者的需求缺口所採用的市場調查、專家評估或創意手法等，反而從文學、人類學、心理學、社會學等社會人文領域切入，運用感性工學方法、AI及大數據，探索日本在地文學作品或歷史文化與人類味覺的關聯性，創造出新產品，也因而建立出一套整合跨技術創新方法，完全顛覆過去食品研發的傳統方式。

在這之前，NEC已花費兩年運用AI與機器學習去建置出人類生活中需求模型，包括能運用視覺、味覺、聽覺、語言、嗅覺等五種感官面向，來解析在特定未來情境下使用者的需求方向。NEC所扮演「創新促進者｣關鍵角色，能提供新技術來促動新產品組合與服務，發展跨域技術創新，創造技術新應用與新市場。

臺灣應掌握AI新機會

即使面臨全球疫情風暴與國際政經變化等不確定的未來，AI依然進展神速，融合各種技術持續精進，並形成從晶片、關鍵零組件、系統、軟體、終端到應用的技術價值鏈或生態系，成為全球跨技術創新應用的熱門技術。

值得注意的是，AI應用愈多元化，就會愈聰明，而AI技術的終極目標就是仿人，也就是做到像人類一樣的思考，並遵守人類社會中的道德倫理規範，以追求人類福祉為目標。

建議臺灣產學研界在開發或應用AI技術之初，就需要先有「以人為本」的精神去設計AI模型、進行AI訓練與學習。另外，若要發展具有決策能力的AI，用來完成各種自動化任務，也需要在AI系統與商業模式的設計中放入人本因素，讓人類可隨時調整AI關鍵決定與行動。

臺灣高科技產業極有優勢發展AI新機會，因此需要培養AI跨域人才、孕育AI科技服務業，一方面促進臺灣中小企業韌性，一方面與國際AI需求與資源接軌，讓AI成為臺灣產業技術創新之活水泉源。