提到中部知名的私立大學,相信不少人會想到位於臺中,以秀麗校園環境讓人留下深刻印象的東海大學,這所成立超過一甲子的老牌私立大學,以人文學風聞名,在國內高等教育中占有獨特地位。
在理工及科技至上的現代大學教育中,東海大學並沒有在現代教育中落後,該校致力於轉型為人文、科學思維兼具的大學,在占地133公頃的校區,為國內私立學校中面積最大的學校,校園內隨處可見綠樹、草地,濃厚歷史氣息的古樸建築,寧靜校園的背後是看不見的智慧化管理。
該校去年將電算中心與圖書館合併為圖書暨資訊處(後面簡稱為圖資處),由過去近十年曾擔任電算中心主任及圖書館長的圖資長楊朝棟帶領,協助東海大學的資訊化、智慧化校園發展。
打造智慧校園
身為資工系終身特聘教授的楊朝棟熱心展示他所帶領的實驗室運用圖資處建置VACS運算資源的最新AIoT研究成果,結合電腦視覺技術及監控畫面,例如圖書館內即時監控影像結合人工智慧影像辨識技術,利用物件偵測模型YOLO,他們測試YOLOv4到v10不同版本,來自動辨識圖書館內即時監控畫面,辨識圖書館內的物件。
這項應用不只是圖書館內的影像,還可以串接其他鏡頭的畫面,例如學校大門口的監控影像,用以辨識校門口來往的行人、汽機車,經過特別訓練,甚至還能辨識實習農牧場內的動植物,辨識牧場內被認養的牛隻特徵及位置,或是農作物的生長情形。
楊朝棟表示,經過實測,相同的監控畫面,不同版本YOLO模型對物件辨識度存在差異,依照影像畫面品質、訓練資料的完整性,特定場景可能適合使用某個YOLO版本,其他場景則可能適合別的版本,需要經過不斷的測試找出適合使用的模型。他並展示手機拍攝即時影像畫面也能搭配YOLO辨識物品。
目前他們已和中部的區域醫院科專合作,利用監視器畫面結合電腦視覺,偵測輪椅數量準備是否足夠,當發現可供使用的輪椅數量不夠時,以Line通知相關人員添加輪椅。另外,東海和臺中榮總合作,以遷移式學習技術辨別病人表情,以此判斷病人的胸痛程度,當判斷病人胸痛程度可能較高時,提醒醫護人員加強照護。
因校園占地廣大,涵蓋農牧場、東海湖、教堂,東海建置物聯網加強對校園的環境監測,在校內建置LPWAN低功耗廣域網路通訊,共建置3個LoRa無線通訊基地臺。此外,還有由電信商提供的NB-IoT,搭配開發板開發的物聯網裝置,蒐集戶外環境的感測數據,監測校園內的空氣品質及水質,對於需要取得畫面影像如實習牧場則靠Wi-Fi或4G、5G網路傳輸。
由於LPWAN在室內的訊號較差,室內主要靠Wi-Fi無線網路,過去幾年學校已升級至Wi-Fi 5或Wi-Fi 6,但是因應增加的無線網路需求,校方已計畫升級至Wi-Fi 6或6E。
學校也特別設計一個智慧校園網頁,涵蓋智慧服務、智慧管理、智慧學校、智慧環境等面向,師生除了數位學習平臺,可以檢視網路管理,結合校園內的物聯網及智慧電表,使用者還可以查詢校園內各個單位用電。
由於火力發電廠、工業區、焚化爐造成空氣污染,空氣品質不佳一直是臺中地區面臨的問題,東海也在廣大的校園內各處建置感測器,結合物聯網來監測空氣品質,學生及教職員就能利用智慧校園網頁隨時查詢校內空品,還能查詢環境部、地方環保局空氣盒子偵測的空氣品質。
針對校內需求推出生成式AI機器人
一直以來東海大學予人的印象偏向人文教育,在AI興起之後,這所老字號私立大學也從2018年開始改善軟硬體環境,以提昇AI教學能量,學生在通識教育學習Python程式語言及AI思維,後續則在各個學院專業課程學習AI相關應用。東海自行開發AI2Think、AI2Code,讓學生學習以電腦科學的流程圖思維方式解決問題,降低寫Python程式碼,來建置基本的AI應用。圖書暨資訊處也負責完備校內AI教學、研究所需的軟硬體環境,建置AI雲端運算資源,今年還建置新的AI電腦教室,採用高階GPU的AI NB。
鑑於生成式AI在全球帶動風潮,可以自然語言進行人機對話,生成式AI可針對使用者的提問或要求回應,驅動聊天機器人創新應用,雖然使用者可以免費使用ChatGPT等生成式AI服務,但是東海仍決定基於校內需求,推出自己的生成式AI機器人。
為了盡快讓師生能夠使用,當時規畫開發東海的生成式AI機器人,僅有微軟及Google的生成式AI技術能夠選擇,由於當時Google發展起步較晚,最後他們選擇微軟的方案推出機器人,提供對話、翻譯、摘要文字、撰寫文字等等。去年底正式推出生成式AI機器人咚咚妞,包括Teams、Line兩個平臺版本,該機器人是採用微軟Open AI的付費技術,使用者可以與機器人進行文字對話,請求翻譯中英文、摘要、生成內容等等,其中Line版本機器人提供學校師生及校外人士使用,連結東海校園內資訊,使用者可以與Line版機器人以自然語言的方式對話,來查詢校內服務,至於Teams版本機器人需要學校帳號登入,但是可連接外部資料。
透過生成式AI機器人,使用者能夠設定主題及條件,要求生成式AI機器人協助撰寫電子郵件內容,或是請機器人協助翻譯老師或學生的論文。由於為付費服務,為避免遭到濫用產生高額費用,校方為這個生成式AI機器人設計總量限制機制。
攝影/洪政偉
加速圖書館資訊化發展
圖書館與電算中心合併後,圖資處加速校內的資訊化發展,特別是圖書館業務資訊化程度。
傳統上,圖書館業務為圖書館藏、圖書檢索及借還書業務,不論是借還書、書籍整理都仰賴人力,因此圖書館員額編制原本有7個組,後來縮減人力至4個組,到楊朝棟擔任圖資長,目前圖書館員額僅剩2個組,在員額編制不再增加之下,如何提高圖書館資訊化發展,達到節省人力的目的,成為楊朝棟上任後的挑戰。
「圖書館的業務已不只有單純的借還書服務,現在提供更多元化的服務」,楊朝棟說,曾任電算中心主任及圖書館館長的他,相當熟悉資訊及圖書業務兩個單位的工作,因此擔任圖資長後,加速推動圖書館資訊化服務,借重電算中心的資訊人力,加速其資訊化發展,例如原本圖書館的數位服務組,在組織調整後改由電算中心服務櫃臺支援,今年7月更進一步推出基於Google Gemini的智慧圖書館員。
另外,圖書館也汰換舊版網頁,新網頁提供更多的資訊,除了導入嚮應式設計,圖書館樓層導覽也提供立體樓層導覽,讓師生可以從立體樓層導覽介面中,檢視圖書館內不同樓層資訊,特別的是,這幾年隨著智慧校園發展,校內透過建置IoT物聯網強化校園管理,圖書館各樓層也建置感測器,以蒐集不同樓層的室內空氣品質數據,師生能夠從樓層導覽資訊檢視各樓層的即時空氣品質,包括圖書館內各樓層的溫溼度、二氧化碳濃度。
楊朝棟表示,過去圖書館內因為資訊人力有限,必需委托外部廠商協助,然而由於預算有限,圖書館的資訊化工作的推動上相較為緩慢,現在,圖書館與電算中心合併,在電算中心資訊人力協助之下,具備自行開發能力,在愈來愈受到重視的資訊安全方面,也能藉此提高圖書館的資安管理層級。
校務系統擁抱容器化及雲端服務
在校務營運上,由於創校較早,東海大學最初資訊環境是架構在大型主機上,後來轉為伺服器,採用虛擬化架構,2021年開始導入超融合架構,近幾年其校務行政系統開始擁抱容器化,朝向向輕量化發展,並將部分服務遷移到公有雲。
圖書館在與電算中心合併之前,因資訊人力有限,只能在傳統主機部署服務,兩個單位合併之後,借助電算中心的人力,將圖書館原有的多媒體視聽資料、特色典藏、電子資料整合等服務部署至雲端,以降低地端主機的維運成本,維運則交由公有雲業者處理。
校務行政系統去年開始導入容器化,至今年5月正式轉為容器化架構,完成雲端化的準備。
楊朝棟表示,傳統虛擬機耗用比較多的資源,並且使用實體機部署虛擬機,對實體機的依賴較高,採用容器化技術架構,以微服務方式部署,具有輕量化特性,占用的資源比較少,部署也比較快速,並且部署於公有雲,當面臨需求突然增加,可以快速加開容量,增加十倍或上百倍的資源。
以選課系統為例,為明顯具有期間性的需求,只有學生選課期間為使用高峰,過去使用虛擬機容易受到網路影響,現在選課系統採用容器化,並且轉移到雲端,可以彈性資源運用滿足使用高低峰的需求變化。
然而,東海並未將所有校務系統上雲,學校目前使用甲骨文資料庫,如果要將資料庫也搬上雲,則可能需要花費更多經費在授權費,因此對於高度依賴地端資料庫的部分系統,考慮到和地端資料庫頻繁存取,可能導致較高的費用,部分系統沒有轉移至雲端。
目前東海擁抱三大公有雲服務,校內資訊系統大多使用在臺灣境內的本地資料中心,生成式AI機器人、官網分別採用另兩種公有雲服務,以兼顧境內資料中心就近使用、資源彈性運用優勢。
電算中心與圖書館合併,肩負校務資訊化發展,「過去IT屬於技術單位,現在則是服務單位,不僅服務面向更廣,且提供售後服務,致力研發新的系統」,楊朝棟對於IT單位扮演的角色轉變有感而發地說。
CIO小檔案
東海大學圖書暨資訊處圖資長楊朝棟
學歷:交大資訊科學所博士
經歷:曾於臺北捷運擔任助理工程師,以國防役身分在國家太空中心擔任副研究員,2001年進入東海大學擔任資工系副教授,歷任教授、終身特聘教授,並曾任軟體工程與技術中心主任、電算中心主任、圖書館長等職務,2023年電算中心與圖書館合併,升任圖資長
攝影/洪政偉
機關檔案
東海大學
●地址:臺中市西屯區臺灣大道四段1727號
●成立時間:1955年
●主要業務:綜合型大學
●員工數:2,230人
●校長:張國恩
資訊部門檔案
●資訊部門主管職稱:圖書暨資訊處圖資長
●資訊部門主管姓名:楊朝棟
●資訊部門人數:45人
●資訊部門分工:處本部、讀者服務組、書刊採編組、數位服務組、系統發展組及資安網路組
●IT預算:約8,181萬元(含圖書館)
IT大事記
●2018年:LineBot服務上線、iLearn數位學習平臺上線
●2019年:東海AI雲平臺2.0上線,校內支援行動支付
●2022年:全校導入Google Workspace教育版
●2023年:圖書館與電子計算機中心合併為圖書暨資訊處;生成式AI機器人「咚咚妞」正式上線,支援Teams與Line兩大平臺
●2024年:推動校務行政系統轉換容器架構,改善主機容量及效能;AI智慧圖書館員服務;建置新的AI NB電腦教室,推動校內AI發展
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