走出疫境：影像分析机械人

新冠肺炎疫情肆虐全球，在疫苗面世和普及之前，世界各地都要面对防控疫情与重启经济的两难局面。疫情严峻，不同企业及机构正致力转变办公及营运模式以减少人群聚集及不必要的人际接触，同时体温检测仪等设备已成为公众地方必备的防疫工具。

视野机械人有限公司（下称「视野机械人」）立足香港科学园，研究并提供以人工智能驱动的高解析度图像分析技术及服务，自成立以来一直以无人机和智能火险监控报警机械人守护香港、中国内地及全球多个地区共300万公顷的树林和土地，免受山火威胁。最近因应疫情发展，视野机械人更以成本价协助香港科学园及红十字会设立人群体温检测系统。

受惠于粤港澳大湾区的电子机械产业优势，以及香港与全球科技供应链的紧密联系，视野机械人提供科技软硬件的一站式服务。随著全球供应链在疫情下重组，该公司也随机应变，探索不同合作模式，专注于人工智能软件技术研发及推广。视野机械人联合创办人及首席科学官岑棓琛最近接受香港贸发局经贸研究专访，分享该公司的图像分析技术在疫情下及疫情后的应用和愿景。

人群体温检测系统

发烧是新冠肺炎的常见症状，因此除了正确佩戴口罩及以酒精搓手液洁净双手外，在公共场所出入口进行体温检测已成常态。可是，在人流高的地方逐一运用体温枪测量体温不仅费时失事，也为相关工作人员带来健康风险。有见及此，部分商厦及人流高的地方已采用大型人群体温检测系统。然而，这些系统大多须由技术人员定期调校和保养，以免被环境因素如室内温度和阳光强弱等影响检测的准确度。

研究影像分析的缘起

在体温探测的业务之外，视野机械人的「正职」其实是利用无人机和智能火险监控报警机械人收集高处拍摄的地面红外线热成像，进行大规模的地面影像分析。自2009年成立以来，公司都以保护树木和防治山火为研发及业务拓展目标。

岑棓琛及其团队的研发之路并非一帆风顺，岑说：「早于2010年，物联网(Internet of Things)还未广为人知时，我们就打算运用无线传感技术(wireless sensor network)，透过在森林中放置大量感应器探测山火。可是，我们发现感应器的探测范围只有几十米，一个小型森林动辄须安装成千上万个感应器。要保护全球的森林，估计就可能须放置几十亿个感应器，这样的工程难度和维修成本可与采用5G技术看齐。此外，大量的感应器电池将引发电子垃圾危机，导致生态灾难，与我们的保育理念大相迳庭。

「我们也曾考虑利用太空卫星图片侦测山火。可是，卫星摄影机比我们想像中更受云层影响，难以在水分不易蒸发、时常雨云密布的热带雨林地区大派用场。市民大众在网上地图清楚看到的地理图片，其实往往是服务开发者以多年的卫星图片结合而成。换言之，所谓『上帝视角』的卫星角度看地球，大部分时间都是不甚了了。」

考虑到技术和商业的可行性，岑棓琛的团队最终选择采用红外线热成像技术。他说：「图像主要可以分为红外线热成像和可见光图像。可见光图像分析的技术要求较高。不少时候，晨雾会被误认为山火烟雾，触发误报。因此，我们只有在积累了多年科研经验后，才有信心推出烟雾侦测及分析产品。在红外线热成像探测技术方面，我们有幸与香港和广东省的政府部门合作，多年来累积了宝贵的山火实验数据。

「经渔农自然护理署的转介，我们收集了本地农民在私人耕地焚烧垃圾和田草的数据，并成功与广东省林业科学研究院合作，进行有控制的森林大火实地采样。该研究院为我们准备了一片1平方公里深受病虫害困扰的森林，在设立完备防火带的情况下，点火焚烧。过程中，我们利用感应器和热成像传感器收集到火种形成和扩散的数据，使我们成为全球唯一进行过森林火灾实验的山火侦测及预防技术研发团队。」

美国国家航空航天局地球观测实验室(NASA Earth Observation Laboratory)的研究指出，全球约92%的山火都是人为的。有见及此，岑棓琛认为以图像分析进行防火符合成本效益，他分析说：「山火大多出现在人类活动范围附近。换言之山火的火头附近通常都有通讯网络和电网设施。我们大可把装载了热成像传感器的机械人放在这些通讯网络和电网附近，既可利用电网为仪器供电，又可以使用通讯网络进行资料传输。当发现山火，机械人可以自动经4G、5G或Wifi网络把火资讯发送到附近的基站，再经互联网通知有关救灾部门灭火。不过，如果山火发生在杳无人烟的地方，火灾讯息无法经地面基站传送，我们就要选用昂贵的卫星通讯网络。」

他又指出：「高空或地面拍摄到的图片都是平面影像，要找出准确的山火位置，消防员还需要经度、纬度和高度的数据。因此，我们为整个地球建构了一个立体电子模型，结合机械人观察的角度、方位和像数，利用画面推算出火种的准确位置。换言之，我们能够把平面图像转化为立体定位。我们已为这个环球视野(Insight Globe)地理讯息系统在香港、中国内地、印尼和美国取得专利注册。」

走向世界

岑棓琛表示他们在香港和中国内地所累积的经验，有助他们把技术推广至海外市场。他分享说：「鲜为人知的是香港在农林业方面的科技应用和管理技术上位居世界前列。香港的原生树木众多，而且夹杂不少人工种植种类。香港的人工植树技术高超，防火带、防火林和隔火植物的规划完善，令本地树林甚少出现大规模的病虫害和山火。与其他地区的做法相近，香港的火灾处理也分为市区和郊区，市区由消防署管辖，郊区则由渔农自然护理署的打火队负责。由于大部分的山火都会由市区蔓延至郊区，这两个部门要合作无间，方能及早发现和扑灭『跨区』山火。这套行之已久和行之有效的山火防治系统，令香港在世界农林业界稳占一个重要席位。」

中国内地拥有大片森林土地，是视野机械人实践抱负及向海外客户展现实力的重要基地。岑说：「我们曾与海外客户走访济南和广州等地，视察我们的人工智能系统如何辅助当地的防火指挥中心防治山火，好让海外客户明白按我们处理内地森林规模的能力和经验，管理他们的树林和种植园绝对不成问题。」

印尼是棕榈油及木材的主要生产和出口国，也是视野机械人继中国内地之后的一个重要市场，他说：「在印尼，林业公司的种植园不时出现火种，影响附近的原始森林。原始森林被烧毁后，不法的林业公司在赔偿的同时，为求图利往往会向政府以低价买入相关土地的种植权。由于林业公司须大量种植同一种树木以增加利润，病虫害的风险因而大增。为弥补每年因而产生的损失，这些不法的林业公司不时会任由山火扩散，以获取用低价租用更大面积土地种植更多树木的机会。」

为了打击相关的非法纵火行为和保护原始森林，印尼政府在2016年推出了全球首个木材合法性验证系统(Timber Legality Verification System, SVLK)，透过严谨的发牌制度监管林业及有关出口企业，要求持牌人为种植园设立防火机制。被发现非法纵火的企业会被取消牌照，并失去出口许可执照。视野机械人旋即成为印尼政府有关山火防治部门，以及私人林业公司的重要合作伙伴。

岑棓琛说：「印尼的环境及林业部(Ministry of Environment and Forestry)添置了我们的智能火险监控报警系统管制非法纵火。同时，部分林业公司也安装了我们的系统，确保若受邻近种植园火灾波及时，公司能够掌握足够证据处理法律责任问题。」

视野机械人曾在南非举行的一个森林火侦测比赛中，确立其领先地位。岑说：「非洲的林业企业联盟曾为其森林火警报系统作全球招标。招标以比赛形式进行，在为期两星期的赛事期间，主办方不停在比赛林场范围内『纵火』，并要求参赛企业以最快速度侦测火种的精确位置。我们是唯一一家使用机械人参赛的公司，而『人机大战』的结果就是机械人不论在反应和准绳方面都较人手优越。」

疫情下的危与机

一直以来，视野机械人都在香港科学园进行人工智能研发，而负责采集数据的无人机、智能火险监控报警系统及其零部件则依靠大湾区内的生产链。岑棓琛说：「我们会由大湾区的无人机生产商直接发货到海外用家。在发货前，我们会要求厂商提供原材料供应商的资料，也会派员到工厂检查原材料和无人机制成品的质量。我们必须确保原材料的质量，否则无人机可能会在飞行途中解体，锂电池也可能因著地时爆炸而酿成火灾。」

时疫当前，视野机械人无法派员到大湾区厂房进行产品测试，基于对质量的坚持，他们须把机械人的最后组装工序带回香港进行。零部件供应也受疫情影响而较为紧张。因此，他们会建议客户改用其他供应商的小型四掌航拍机。他补充说：「不过，我们组装的大型定翼无人机能续航2,000公顷范围，而小型四掌航拍机一般只能覆盖100公顷范围。」