今年榮登AES「十大傑出」榜單中的五篇三星電子論文，分別來自三星研究院（SR）^（註一）視覺技術團隊，及美國三星研發中心（SRA）的音響實驗室。

請繼續閱讀下文報導，深入了解三星電子發表的論文，如何以傲視業界的技術內涵，榮登今年的十強榜單。

①揚聲器中，延長低音以及降低失真的AI研究（美國三星研發中心）

今年秋季AES大會下載量最高的論文，為美國三星研發中心（SRA）發表的「揚聲器非線性控制中的AI技術應用」（Application of AI Techniques for Nonlinear Control of Loudspeakers），其內容展現團隊於延長低音、降低失真方面的研究成果。該篇論文指出，為獲得良好的低音擴展度、低失真高響度，及兼顧機械保護，需精確控制揚聲器的振膜。

美國三星研發中心（SRA）於論文中提出創新解決方案，研究發現利用神經網路將揚聲器的振膜位置移至電壓輸入處，使揚聲器得以「反轉」。儘管缺乏理論支持，此項技術仍能控制及線性化揚聲器，使其更易於執行。

②開發同步測量多個揚聲器的方法（美國三星研發中心）

美國三星研發中心（SRA）獲選「十大傑出」榜單的第二篇論文為「揚聲器同時激磁，引起之室內脈衝響應進行的反褶積處理」（Deconvolution of Room Impulse Responses From Simultaneous Excitation of Loudspeakers）。該研究提出一種方法，能同時測量室內的多個揚聲器，且測量時間較傳統的沉浸式音響系統快十倍。

傳統的房間中通常一次僅啟動一個揚聲器，並會對來自揚聲器產生室內響應的紀錄，進行反褶積處理。因此，隨著室內揚聲器數量及位置的增加，測量揚聲器室內響應所需的時間亦隨之提升。有鑑於此，美國三星研發中心（SRA）於論文中提出能在啟動所有揚聲器後，同時對脈衝響應進行反褶積處理的技術。

③優化音響系統與整合薄型電視（美國三星研發中心）

近年來，顯示技術日漸講求空間效益應用，進而帶動電視等消費性電子產品，朝輕薄短小的趨勢發展。為克服音訊技術開發設計所產生的物理限制，美國三星研發中心（SRA）提出了一篇以「薄型電視轉換器設計要點」（Transducer Design Considerations for Slim TV Applications）為題的論文，並榮登音訊工程協會（AES）「十大傑出」論文排行榜。

在此產業趨勢下，薄型電視對聲學轉換器的物理性能嚴重受限，音訊系統開發因此面臨諸多挑戰。多數情況下，現代的數位信號處理器（DSP）和功率放大器技術，已能利用轉換器達到極致效能，維持卓越音質；但若需進一步縮減電視厚度，上述技術已不敷使用。美國三星研發中心（SRA）於論文中探討當前設計的物理極限，並針對超薄裝置應用，提出新的動圈轉換器設計。

④探索HDR10+的最佳音訊編解碼器（美國三星研發中心）

隨著HDR10+的新紀元來臨，美國三星研發中心（SRA）付諸大量心力，潛心研究HDR10+的最佳音訊編解碼器，進而發表此篇獲獎論文－「立體聲、環繞聲、沉浸格式音訊編解碼器之位元率需求」（Bitrate Requirements for an Audio Codec for Stereo, Surround and Immersive Formats）。

論文指出，Opus編解碼器將是HDR10+音訊編解碼器的首選。團隊針對Opus編碼的立體聲及5.1和7.1.4 聲道內容進行三次試音，其內容取自音樂、電影和歐洲廣播聯盟（EBU）檔案，編碼速率為每聲道32、48和64 kbps。目前多媒體檔案格式Ogg針對Opus封裝結構並不支援立體聲的7.1.4。因此，本篇論文提出一種新的立體聲配對模式，適應於Opus中含有聯合立體聲編碼的7.1.4內容。研究結果顯示，立體聲的透明度需達每聲道64 kbps以上的位元率，然而對於5.1和7.1.4音訊格式而言，每聲道48 kbps即已足夠。

⑤開發基於AI技術的3D音訊編解碼器，實現高沉浸感的OTT服務環境（三星研究院）

根據市場趨勢分析，用戶對媒體消費平台的偏好，已從過去的電影院或廣播節目轉向OTT服務。三星研究院（SR）發表的論文－「基於自適應內容向下／上動態混音框架的AI 3D沉浸式音訊編解碼器」（AI 3D Immersive Audio Codec Based on Content-Adaptive Dynamic Down-Mixing and Up-Mixing Framework）指出，新型3D沉浸式音訊編解碼器，能針對OTT服務環境配置多個揚聲器，支援各種空間的音效格式。

傳統技術不分內容類型和特性，一律採用固定的混音配置。三星研究院（SR）提出全新框架，透過AI技術動態執行音訊場景分類，並分析空間能量分佈特徵，進而視情況採用混音或不混音配置檔。試音結果顯示，即使處於居家娛樂的OTT服務環境，三星研究院（SR）提出的框架亦能提供優於傳統的沉浸感。

註一：三星電子的前瞻研發中樞，主導DX事業群的未來技術開發。

本系列專訪的第六位專家，來自美國三星研發中心（SRA）的研究工程師Brian Harms。在此投入8年心血鑽研前瞻機器人技術，如今其團隊採用一系列創新方法，致力改變機器人的製造及感知方式。請閱讀下文報導，深入了解SRA團隊著手進行的卓越研究。

問：可否簡單介紹美國三星研發中心，以及目前的主要工作？

SRA除開發創新技術外，亦針對AI、5G／6G通訊、數位健康、AR和機器人等領域進行研究，以促進三星未來創新技術發展。

剛加入SRA行列時，我深受團隊一項重要研究領域吸引－想像機器人如何影響未來住宅與日常生活。我在SRA從事的研究工作，聚焦於快速完成原型製作實驗，以便決定該裝置或產品是否需進一步投入研究。

團隊通常以組織形式展開專案，鼓勵成員建構個人想法、團隊公開討論、尋求意見回饋，進而激發創意火花。由於SRA與三星內部部門密切合作，因此團隊得以多元思考改善人們生活的各種方式。在SRA工作可享有自由空間與支援體系，是很酷的一件事。

問：繼近期於前瞻機器人領域取得成就後，團隊現階段投入哪些研究項目？

團隊視時間與資源，可同時進行約10至20項專案。過去幾年，團隊目標將大部份專案於3至5年內進入「可生產」狀態，近年來則將目標縮短為1至3年。團隊竭盡一切心力，期盼可於用戶導向的市場中迅速發揮影響力。

為實現此項目標，我們於實用機器人框架下展開多項專案研究，其範圍受縝密限制，以便不同團隊彼此合作，將原型架構轉化為產品。現階段目標為找到提供最大化用戶價值、同時將問題範圍限縮於現實界限內的平衡點。我們亦自豪能於多年維持原樣的產品中，發掘創新空間。

目前，團隊亦投入機器人以外的領域，例如新型應用程式、手機功能、連網裝置和優化家電等專案，目標滿足用戶需求並使其時時與世界串聯。

問：實用機器人為提供創新、便利用戶體驗的領域，並將改變人們對機器人的觀點。能否進一步詳細說明？

目前人們對於機器人的定義存在巨大差異，因此必須重新審視何謂「機器人」。許多常見定義可能彼此衝突，或將真實機器人設備排除在外。我傾向採用極廣義定義：若某種機器可自動啟動回應刺激，即可稱為機器人。

我認為人們需要花時間仔細思索機器人為何，所謂「實用型機器人」充斥於人們身邊，並對日常生活具深厚影響力。以電動床墊為例，其透過感應器測量睡眠品質或溫度、以促動器調整床墊位置，並可藉由管路系統以水泵引水降溫。我認為，以任何一種機器人定義而言，電動床墊即為機器人－然而此類型床墊的用戶，可能不會將其歸類為機器人。

雜貨店的自動門、可偵測與其它車輛距離以調整車速的汽車，或是藉由感應器偵測功能，於清晨現煮一壺咖啡的咖啡機－上述產品皆屬於機器人，若能接受此種機器人定義，那麼將發現日常生活中，隨處可見機器人身影。

問：您認為將新型機器人技術注入消費者導向的科技裝置中，對用戶最大優勢為何？

將機器人技術注入裝置之中，能為用戶創造的最大益處取決於裝置及其能為用戶解決何種問題。總括而言，我認為其優勢為使活動或體驗更快速、容易、安全，或更為有利。而不論於工業製造廠，亦或某人的客廳中，自動化皆為影響此四項標準的關鍵機制。

問：團隊人才濟濟，由來自不同領域背景、學有專精的研究人員組成。可否舉例說明跨學科團隊的發想能力，催生出何種創新機器人法則或技術？

當團隊中一或兩名成員欲將某概念轉變為一項專案時，我們常舉行腦力激盪會議。會議過程中，成員對提案者提出一系列問題，再由每位參與者對新專案概念的發想寫在一張張便利貼上，並貼於牆壁。例如，當問題涉及潛在工業設計理念時，我們不僅有工業設計師，亦有程式設計師、科學家、電氣工程師等人才，以不同思維對相同提問做出回應。

此類型跨學科合作，有助團隊設計師更深入了解技術可行性，同時，亦讓工程師更了解良好的設計將對專案增添何種限制。因此，團隊設計師更加理解工程，而工程師亦更加理解設計。此類型合作對於三星機器人廚師（Samsung Bot^TM Chef）等專案至關重要，因美學和工程元素兩者間具高度依存關係。

問：您認為機器人技術最新趨勢為何？如何將其融入SRA研究？ 

自動化及機器人技術為目前呈指數級成長、久盛不衰的領域。著手進行專案時，首要步驟為找出改善日常生活某層面之必要性或可行性，並考量將此概念付諸執行的途徑。幸運的是，自動化及機器人技術皆為有助於解決部份問題的高效率工具。

三星機器人廚師即為順應最新趨勢的產物。當時團隊負責人注意到，群眾募資平台上常見低成本、低性能機器人手臂，其與高成本、高性能工業用機器人手臂存在極大落差。因此團隊負責人認為，介於兩者之間的機器人具商機。為最小化終端用戶成本，同時最大化產品效能與產能，團隊展開從零開始的漫長旅程，致力研發自家伺服機構。最終打造出可與用戶居家日常物品互動的設計；於市面上或尚未公開販售產品中，此款為我所見過外型最美的機器人手臂。

問：您認為由創新機器人技術驅動的未來，會是何種樣貌？

勾勒未來時，我會想像「自己典型日常」的樣貌。放眼未來，我期盼機器人及自動化技術可讓我擁有更多個人時間，投入熱愛的事物。我常覺得在維持人際關係、工作、培養嗜好、家事、休息、應付突發事件等事項中，無法投入足夠時間及精力獲得完美平衡。而自動化可為解決途徑，使我有機會獲得更多可彈性調配的私人時間，從而獲得更多成就感。

問：截至目前，您認為團隊於SRA取得的最大成就為何？您最引以為豪的成就為何？

團隊2019年於德國柏林消費性電子展（IFA ）中，展示研發的三星機器人廚師，此項成就讓我深感自豪。我們付諸大量心力，從無到有親手設計、製造和組裝全新版本機器人，亦須規劃複雜展示內容、設計所有互動，並反覆測試各個環節，甚至將展示機器人運輸至德國、組裝展示用廚房並與主廚合作無間。此為一次充滿挑戰及收穫的經驗，不僅凝聚團隊向心力，亦啟示團隊：只要團結一心，便能締造令人刮目相看的成績。

三星新聞中心透過此系列報導，介紹來自全球研發中心、積極投入前瞻技術研發的六位頂尖專家，此系列介紹的出色人物與成就，僅為研發體系的一部份。三星藉由匯聚各地研發中心的智慧結晶，提供用戶新世代技術與體驗。三星於全球12個市場設立14處研發中心，於三星研究院的領導下，各研發中心專家彼此通力合作，展現堅實團體戰力。

展望未來，於推動前瞻技術研發進展上，合作將是重要關鍵。三星將以創新為驅動力，從日常汲取設計靈感，並秉持以用戶為尊的理念，致力構築更美好的未來。

該篇得獎論文是三星數位健康實驗室－肺臟健康專案的研究成果。專案團隊積極研發創新技術，以造福慢性呼吸疾病患者，如慢性阻塞性肺病（COPD）或氣喘。論文內容聚焦該技術所使用的演算法，解密患者如何憑藉智慧型手機錄製的呼吸聲，在不需臨床監督的情況下，自行評估肺功能。

擔任數位健康實驗室研究工程師的論文第一作者Mahbubur Rahman表示：「能在IEEE PerCom的競爭聖殿榮獲最佳論文獎，證明我們的研究獲得普及計算領域頂尖專家的肯定。很榮幸能參與肺臟健康專案，為呼吸道疾病患者的健康提出貢獻，協助控制疾病、提高生活品質。」

PerCom 2020大會主席暨德州大學奧斯汀分校教授Christine Julien向「最佳論文獎」得主致敬，並發表一段鼓舞人心的演說，強調數位健康實驗室的研究成果，對全球的病患帶來莫大福音。她提到：「我相當敬佩，對於能以更容易取得的工具應用在呼吸道疾病的治療上感到振奮不已。貴團隊積極為世界帶來的貢獻，著實令人激賞。」

美國三星研究院旗下的數位健康實驗室，正積極與全球頂尖的醫師、一流的健康研究機構合作，攜手研發新的演算法，期望透過智慧型手機和手錶，讓健康監測工具變得唾手可得。數位健康實驗室發表的論文，稍早亦於2019 IEEE人體感測網路（BSN）大會上獲頒「最佳海報獎」。