走出疫境：影像分析機械人

新冠肺炎疫情肆虐全球，在疫苗面世和普及之前，世界各地都要面對防控疫情與重啟經濟的兩難局面。疫情嚴峻，不同企業及機構正致力轉變辦公及營運模式以減少人群聚集及不必要的人際接觸，同時體溫檢測儀等設備已成為公眾地方必備的防疫工具。

視野機械人有限公司（下稱「視野機械人」）立足香港科學園，研究並提供以人工智能驅動的高解析度圖像分析技術及服務，自成立以來一直以無人機和智能火險監控報警機械人守護香港、中國內地及全球多個地區共300萬公頃的樹林和土地，免受山火威脅。最近因應疫情發展，視野機械人更以成本價協助香港科學園及紅十字會設立人群體溫檢測系統。

受惠於粵港澳大灣區的電子機械產業優勢，以及香港與全球科技供應鏈的緊密聯繫，視野機械人提供科技軟硬件的一站式服務。隨著全球供應鏈在疫情下重組，該公司也隨機應變，探索不同合作模式，專注於人工智能軟件技術研發及推廣。視野機械人聯合創辦人及首席科學官岑棓琛最近接受香港貿發局經貿研究專訪，分享該公司的圖像分析技術在疫情下及疫情後的應用和願景。

人群體溫檢測系統

發燒是新冠肺炎的常見症狀，因此除了正確佩戴口罩及以酒精搓手液潔淨雙手外，在公共場所出入口進行體溫檢測已成常態。可是，在人流高的地方逐一運用體溫槍測量體溫不僅費時失事，也為相關工作人員帶來健康風險。有見及此，部分商廈及人流高的地方已採用大型人群體溫檢測系統。然而，這些系統大多須由技術人員定期調校和保養，以免被環境因素如室內溫度和陽光強弱等影響檢測的準確度。

研究影像分析的緣起

在體溫探測的業務之外，視野機械人的「正職」其實是利用無人機和智能火險監控報警機械人收集高處拍攝的地面紅外線熱成像，進行大規模的地面影像分析。自2009年成立以來，公司都以保護樹木和防治山火為研發及業務拓展目標。

岑棓琛及其團隊的研發之路並非一帆風順，岑說：「早於2010年，物聯網(Internet of Things)還未廣為人知時，我們就打算運用無線傳感技術(wireless sensor network)，透過在森林中放置大量感應器探測山火。可是，我們發現感應器的探測範圍只有幾十米，一個小型森林動輒須安裝成千上萬個感應器。要保護全球的森林，估計就可能須放置幾十億個感應器，這樣的工程難度和維修成本可與採用5G技術看齊。此外，大量的感應器電池將引發電子垃圾危機，導致生態災難，與我們的保育理念大相逕庭。

「我們也曾考慮利用太空衛星圖片偵測山火。可是，衛星攝影機比我們想像中更受雲層影響，難以在水分不易蒸發、時常雨雲密布的熱帶雨林地區大派用場。市民大眾在網上地圖清楚看到的地理圖片，其實往往是服務開發者以多年的衛星圖片結合而成。換言之，所謂『上帝視角』的衛星角度看地球，大部分時間都是不甚了了。」

考慮到技術和商業的可行性，岑棓琛的團隊最終選擇採用紅外線熱成像技術。他說：「圖像主要可以分為紅外線熱成像和可見光圖像。可見光圖像分析的技術要求較高。不少時候，晨霧會被誤認為山火煙霧，觸發誤報。因此，我們只有在積累了多年科研經驗後，才有信心推出煙霧偵測及分析產品。在紅外線熱成像探測技術方面，我們有幸與香港和廣東省的政府部門合作，多年來累積了寶貴的山火實驗數據。

「經漁農自然護理署的轉介，我們收集了本地農民在私人耕地焚燒垃圾和田草的數據，並成功與廣東省林業科學研究院合作，進行有控制的森林大火實地採樣。該研究院為我們準備了一片1平方公里深受病蟲害困擾的森林，在設立完備防火帶的情況下，點火焚燒。過程中，我們利用感應器和熱成像傳感器收集到火種形成和擴散的數據，使我們成為全球唯一進行過森林火災實驗的山火偵測及預防技術研發團隊。」

美國國家航空航天局地球觀測實驗室(NASA Earth Observation Laboratory)的研究指出，全球約92%的山火都是人為的。有見及此，岑棓琛認為以圖像分析進行防火符合成本效益，他分析說：「山火大多出現在人類活動範圍附近。換言之山火的火頭附近通常都有通訊網絡和電網設施。我們大可把裝載了熱成像傳感器的機械人放在這些通訊網絡和電網附近，既可利用電網為儀器供電，又可以使用通訊網絡進行資料傳輸。當發現山火，機械人可以自動經4G、5G或Wifi網絡把火資訊發送到附近的基站，再經互聯網通知有關救災部門滅火。不過，如果山火發生在杳無人煙的地方，火災訊息無法經地面基站傳送，我們就要選用昂貴的衛星通訊網絡。」

他又指出：「高空或地面拍攝到的圖片都是平面影像，要找出準確的山火位置，消防員還需要經度、緯度和高度的數據。因此，我們為整個地球建構了一個立體電子模型，結合機械人觀察的角度、方位和像數，利用畫面推算出火種的準確位置。換言之，我們能夠把平面圖像轉化為立體定位。我們已為這個環球視野(Insight Globe)地理訊息系統在香港、中國內地、印尼和美國取得專利註冊。」

走向世界

岑棓琛表示他們在香港和中國內地所累積的經驗，有助他們把技術推廣至海外市場。他分享說：「鮮為人知的是香港在農林業方面的科技應用和管理技術上位居世界前列。香港的原生樹木眾多，而且夾雜不少人工種植種類。香港的人工植樹技術高超，防火帶、防火林和隔火植物的規劃完善，令本地樹林甚少出現大規模的病蟲害和山火。與其他地區的做法相近，香港的火災處理也分為市區和郊區，市區由消防署管轄，郊區則由漁農自然護理署的打火隊負責。由於大部分的山火都會由市區蔓延至郊區，這兩個部門要合作無間，方能及早發現和撲滅『跨區』山火。這套行之已久和行之有效的山火防治系統，令香港在世界農林業界穩佔一個重要席位。」

中國內地擁有大片森林土地，是視野機械人實踐抱負及向海外客戶展現實力的重要基地。岑說：「我們曾與海外客戶走訪濟南和廣州等地，視察我們的人工智能系統如何輔助當地的防火指揮中心防治山火，好讓海外客戶明白按我們處理內地森林規模的能力和經驗，管理他們的樹林和種植園絕對不成問題。」

印尼是棕櫚油及木材的主要生產和出口國，也是視野機械人繼中國內地之後的一個重要市場，他說：「在印尼，林業公司的種植園不時出現火種，影響附近的原始森林。原始森林被燒毀後，不法的林業公司在賠償的同時，為求圖利往往會向政府以低價買入相關土地的種植權。由於林業公司須大量種植同一種樹木以增加利潤，病蟲害的風險因而大增。為彌補每年因而產生的損失，這些不法的林業公司不時會任由山火擴散，以獲取用低價租用更大面積土地種植更多樹木的機會。」

為了打擊相關的非法縱火行為和保護原始森林，印尼政府在2016年推出了全球首個木材合法性驗證系統(Timber Legality Verification System, SVLK)，透過嚴謹的發牌制度監管林業及有關出口企業，要求持牌人為種植園設立防火機制。被發現非法縱火的企業會被取消牌照，並失去出口許可執照。視野機械人旋即成為印尼政府有關山火防治部門，以及私人林業公司的重要合作夥伴。

岑棓琛說：「印尼的環境及林業部(Ministry of Environment and Forestry)添置了我們的智能火險監控報警系統管制非法縱火。同時，部分林業公司也安裝了我們的系統，確保若受鄰近種植園火災波及時，公司能夠掌握足夠證據處理法律責任問題。」

視野機械人曾在南非舉行的一個森林火偵測比賽中，確立其領先地位。岑說：「非洲的林業企業聯盟曾為其森林火警報系統作全球招標。招標以比賽形式進行，在為期兩星期的賽事期間，主辦方不停在比賽林場範圍內『縱火』，並要求參賽企業以最快速度偵測火種的精確位置。我們是唯一一家使用機械人參賽的公司，而『人機大戰』的結果就是機械人不論在反應和準繩方面都較人手優越。」

疫情下的危與機

一直以來，視野機械人都在香港科學園進行人工智能研發，而負責採集數據的無人機、智能火險監控報警系統及其零部件則依靠大灣區內的生產鏈。岑棓琛說：「我們會由大灣區的無人機生產商直接發貨到海外用家。在發貨前，我們會要求廠商提供原材料供應商的資料，也會派員到工廠檢查原材料和無人機製成品的質量。我們必須確保原材料的質量，否則無人機可能會在飛行途中解體，鋰電池也可能因著地時爆炸而釀成火災。」

時疫當前，視野機械人無法派員到大灣區廠房進行產品測試，基於對質量的堅持，他們須把機械人的最後組裝工序帶回香港進行。零部件供應也受疫情影響而較為緊張。因此，他們會建議客戶改用其他供應商的小型四掌航拍機。他補充說：「不過，我們組裝的大型定翼無人機能續航2,000公頃範圍，而小型四掌航拍機一般只能覆蓋100公頃範圍。」