AI教育遍地開花　新北小學導入人臉辨識「刷臉借書」

人工智慧(AI)時代來臨，突飛猛進的新發明和多元化應用，顛覆了日常生活。除了善解人意的搜尋引擎演算法，和聽得懂人話、看得懂人寫字的軟體程式，透過研發深度學習等尖端科技，自駕車和機器醫生也即將改寫人類生活場景。在這個與智慧機器共存的美麗新世界裡，讓未來的主人翁在AI科技遍地開花的環境中學習成長，更是教育界致力發展的一大目標。

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技嘉與技嘉教育基金會攜手新北市數間小學，把以AI為基礎的智慧臉部辨識解決方案導入校園。

技嘉專案負責人郭鴻鈞描述當時狀況：「我們跟校方溝通了解需求，校方希望將AI產品導入校園，同時要避免潛在的資安問題，因此決定用AI幫忙孩子借書。學校統計，平均每年多達兩成學生遺失借書證，補發借書證耗費人力資源。透過AI升級圖書館，閱讀資源變得更容易取得，學生更有動力去圖書館借書。借閱系統儲存的學生資料相對單純，搭配嚴密的安全防護機制，比較沒有資安的顧慮。」

2020年耶誕節前夕，北新國小率先導入技嘉智慧臉部辨識解決方案，協助學童在圖書館「刷臉借書」，成為新北市第一間推出此服務的國民小學。隔天，同區域的另一間國小，新店國小辦理技嘉智慧臉部辨識解決方案的啟用典禮，邀請特別來賓，新北市教育局長張明文陪同學生一起體驗。

AI加持的圖書系統使用方法很簡單：學生找到想借閱的書籍後，只要在辨識鏡頭前站立幾秒鐘，即可辨識身分，圖書館志工再掃描書碼就完成借閱，完全不用帶借書證或其他證件。不過，學生必須經過家長或法定監護人同意，才能註冊使用這套系統。方案內建的安全防護機制和學校的資安準則，可以嚴密保護學生的個人資料。

「我的臉就是借書證！」北新國小四年級許姓同學興奮表示。學生遺失借書證，需要辦理補發曾讓校方傷透腦筋；如今，孩子更有動力去借書，圖書館成為學童很感興趣的自我學習環境。

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乍看之下，用人臉辨識改善借書流程應該是輕而易舉的事，學童第一次使用只要花幾分鐘完成註冊、建立臉部模型，從此就能「刷臉借書」，學生用得開心，校方也同時完成AI教育和推廣閱讀的任務。

實際上，背後需要解決的難題不少。

迎面而來的第一個挑戰，是能否保護資訊安全，這是許多人的首要考量。系統掌握學生姓名和生物特徵識別資料，務必要謹慎保存；此外，學童的五官隨著發育階段變化，更可能須配戴眼鏡或牙套，這些難題考驗技嘉的智慧臉部辨識解決方案，它如何克服和應戰？

技嘉專案負責人郭鴻鈞解說：「AI臉部辨識解決方案涵蓋三套產品，都是研發團隊獨立開發的結晶：GFaceManager、AIO-M2與伺服器；所組成的方案有三個特色，不但能解決學校圖書館的問題，也適用於教育以外的許多其他領域。」

GFaceManager:
這套強大的後台程式是臉部辨識方案的中樞，只有授權管理者可透過此軟體查看學生資料，便利的圖形式管理平台即時呈現最新數據，好讓管理者中央監控及遠端遙控前台的AIO-M2機台，並同時保護資料安全。

AIO-M2:
解決方案前台是臉部辨識一體機AIO-M2，結合紅外線攝影機、HDR RGB攝影機、七吋LED螢幕和微處理器，國際防護等級認證IP53，適用於室內外各種場合。AIO-M2所捕捉的生物特徵識別資料經加密演算法保護後，放在伺服器上統一由中央保管，更加確保學生資料安全。

伺服器:
解決方案後台是技嘉伺服器，例如北新國小採用R系列機架式伺服器，伺服器所扮演的三個角色是：儲存數據的資料庫，透過機器學習持續改善系統速度與準確度的人工智慧引擎，以及支援GFaceManager 軟體的網路伺服器。
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一、學生數超過兩千名，準確度仍達99.9%
智慧臉部辨識解決方案採用「一對多」的辨識模型，可在短短幾秒內辨別使用者的身分，準確度高達99.9%。有別於透過證件（如：護照）比對人臉的「一對一」驗證模型，「一對多」模型沒有可參考的證件，在規模較大的學校內，必須分辨兩千多名學生身分，因此錯誤接受率(FAR)和錯誤拒絕率(FRR)都要降到最低。 

 臉部辨識一體機AIO-M2透過紅外線和HDR RGB雙鏡頭建造2.5D人臉模型，捕捉臉部高達128個生物特徵點，藉此提高準確度，且不會被平面照片所矇騙。甚至，在光線不足的環境下，紅外線攝影機依舊能成功辨識使用者身分。 

 二、長達六年的AI訓練，跟著學生一起「長大」 
 解決方案透過AI訓練模型持續提升辨識的速度與準確度，每次學生到圖書館借書，系統都會幫人臉模型再「補模」，記錄臉部細微的變化，因此，即使學生從國小一年級升到六年級、或戴上眼鏡或牙套，系統也都能準確辨識、絲毫不受影響。小朋友們從小接觸有「慧根」的AI系統，亦有助於提早認識人工智慧的優點。 

三、邊緣運算＋中央資料庫，沒有網路也能辨識 
 AIO-M2發揮邊緣運算的優勢，即使沒有網路也能辨識學生。這個功能應用於圖書系統可能無關緊要，但如果用來做門禁管制，就不可或缺。

學生的生物特徵識別資料經加密演算法保護，並在伺服器統一由中央保管，技嘉團隊亦建議校方，將用於臉部辨識的後台伺服器分開成獨立網段，把資安做到滴水不漏。 

2020年導入技嘉智慧臉部辨識解決方案的兩間小學，皆對AI系統讚不絕口，高達九成學童註冊使用新版「刷臉借書」服務。國內許多其他學校見此成果，也主動聯絡技嘉，積極評估能如何跟進採用，技嘉團隊跑遍各地校園，馬不停蹄地展示解決方案。

台灣AI已在教育界成功著陸，但用人臉辨識推廣閱讀只是第一步，未來，更多AI產品將展現更多元化的應用面貌，例如，透過技嘉智慧臉部辨識解決方案的另一特色：雙向檢測管制(APB)，在校園周圍架設電子圍籬，避免未授權人士尾隨授權人士闖入管制區，有效提高校園安全。

技嘉科技相信，AI解決方案將活用於各行各業，落實在生活中各種場景，例如，金融機構和大型資料中心，皆可透過人臉辨識系統加強安全管制。當孩子在AI環境中學習成長，能對未來有更多想像，目光也看得更遠、看到更多機會，成為駕馭人工智慧的優秀人才。

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