國立中央大學產業經濟研究所教授
在今年(2016)5月份,美國時代(Time)雜誌選出50種具有空前影響力的小產品(註1),這些產品很多是你我所周知的,包括百年前的留聲機(Victrola)、早期的Sony彩色電視機、IBM電動打字機、IBM個人電腦、IBM手提電腦、HP雷射印表機,以至於目前使用的Apple產品,包括:iPod、iPhone、iPad。但有一項產品則是大家並不清楚,卻被選在其中,這項產品稱為「Raspberry Pi」,一塊名片型(信用卡)大小的電腦電路板產品。在時代雜誌中,指出臉書創辦人Zuckerberg以「修補」的態度買一片來使用。Raspberry Pi在2012年2月開始銷售,在四年後的2016年2月,已銷售出800萬片,而在最近2016年9月,正式銷售突破1000萬片。事實上,台灣各界恐不知道,Rasberry Pi的最初10000片的生產是由台灣廠商負責,但隨後就移回英國倫敦附近,由Sony工廠生產,並銷售至全世界。本文的目的在於由Raspberry Pi的發展,來探討台灣在面對數位經濟的未來所應思考的課題。
一、Raspberry Pi的發展
Raspberry Pi的發展是由Raspberry Pi Foundation一個非營利機構在負責,創辦人Eben Upton (1978年出生,今年38歲),英國劍橋大學物理與工程學士、管理碩士、電腦博士。在Broadcom半導體公司任職前,先在劍橋大學的St John學院擔任電腦科學教育主管。在2011年12月28日,Upton接受著名網路媒體Business Insider訪問(註2),談到發展Raspberry Pi的背景與目標:
「在五年前對於申請前來劍橋大學的就讀的大學生口試中,發現年輕學生對於電腦知識愈來愈貧乏。深究原因,在於20年前我這一輩學習電腦需學習如何寫程式,但現在則只知道玩遊戲或者使用已經寫好的程式。」
「因此,我開始思考是否可以提供一個機器,它的成本只要美金25元或35元(相當台幣1000元以下),並提供給小孩子來使用。過去五年,我都在尋找製造這種低成本機器的方式。在我加入Broadcom公司後,發現這家公司可以生產非常便宜的晶片(chip),而這個25美元生產計畫可以實現。」
「Raspberry Pi的目的就是要讓小孩子學習寫程式,進而瞭解位元(bits)運作而真正認識電腦。這是一個國家性的問題,當我們發現劍橋大學沒有足夠資格的學生時,也會發現這是整個英國大學的問題,當然就是英國的問題。」
「當我們將這個發展低成本電腦的構想提出,許多發展中國家紛紛表示其興趣,如:俄羅斯、巴西。另一方面,這個廉價電腦的發展已經跨越原來教育的目的。許多與我同年齡者,更表示可以利用這個電腦來發展機器人、媒體中心。在貧窮落後地區,只有電視沒有電腦下,透過這個機器將能夠把電視變成具備生產力的電腦。」
「Raspberry Pi Foundation是一個非營利機構,將擁有產品的所有智慧財產權與一家貿易公司。這家公司負責製造與銷售,但仍是註冊為非營利公司,未來可能改為慈善機構。」
「我們已經募款集資得以生產10000片產品,基金會的流動資金夠充分的話,一年大概可以生產10萬片,若要增加生產則需要募集更多資金。」
從以上的訪談對答中,可以清楚看到原先的構想與目的,一個電腦工作者正在擔心英國的未來。
Raspberry Pi於2012年1月2日首先提供10片產品在eBay網站進行拍賣,做為基金會的募款,其中,第10片於1月7日結標,決標價是1900英磅。2月29日產品正式出售,銷售兩項產品,型號A售價訂為美金25元,型號B為美金35元,分別透過兩家知名電子零件銷售商Element 14與RS Components銷售。在3月1日,兩家銷售商就宣佈第一波銷售完畢。在正式銷售後的一年(2013年1月),完成100萬片銷售。經過10個月,2013年10月則銷售出第200萬片。2014年5月銷售出第300萬片。到了正式銷售三年後的2015年2月,Raspberry Pi銷售出500萬片;在2016年的2月,銷售出800萬片;最近,2016年9月銷售出1000萬片。
Raspberry Pi至今已經有三代產品,這些產品價格都介於美金25元到35元之間,而在2015年11月另推出Zero版,價格只有美金五元。Raspberry Pi是採系統晶片(System on Chip, SoC)設計,由Broadcom負責。中央處理器(CPU)是採用ARM架構。記憶體由早期256MB,升級到目前的1G。沒有硬碟,而是採用記憶卡(SD)方式做儲存。作業系統是採用Linux免費軟體,沒有系統權利金問題。2015年Windows瞭解到Raspberry Pi的發展,設計出Windows 10 IoT系統,供Raspberry Pi使用者免費下載使用。在軟體上,Raspberry Pi是採用Python語言,同樣是免費語言,在電腦程式語言中已經具有一席地位,也是程式撰寫者應該學習的重要語言之一。基本上,Raspberry Pi是一片電腦電路版,但連接任何顯示器(包括電視)、鍵盤、滑鼠,就成為一部電腦,它的功能比目前市面上絕大多數的手機功能與效率為高。更重要的是,連接其他套件,就可以發揮許多意想不到的應用,例如:自動化控制、機器人、穿戴裝置等。
Raspberry Pi開始發展在於教育的目的,特別是提供給小孩子做學習使用,以認識電腦,而其核心構想,也是非常重要的一點就是讓小孩子同時認識電腦「硬體」與「軟體」。由於Raspberry Pi的推展,英國許多小學就開始讓小孩學習使用,而在周末班課程,甚至5~7歲小孩都來參與。因為是以小孩學習為目的,進入Raspberry Pi的官方網頁,就可以由「教育」項下的「資源」中發現許多可愛的卡通或電腦圖型畫面,在這個部份包括:教學、學習、製作,只要遵照所提供的步驟就可以完成相關作業,例如:設計遊戲程式、動態卡通製作。另外一項重點則在於進行「教育訓練」,透過「PICADEMY」訓練種子教師,經由兩天的訓練來提高受訓者的教學「信心」,該機構認為教育者的「信心」是推動電腦教育的關鍵課題。
Raspberry Pi雖以教育小孩為優先考量,但現在已廣受熱衷電腦使用者(hacker)青睞,在其社群(community)中,每周定期發表的刊物「The MagPi」其實是大人的訊息溝通。最近,英國衛報(the Guardian)社論就指出「當全球數位經濟將一般使用者轉變成小佃農(sharecropper),Raspberry Pi的使用者則擁有命運主宰者的自由與尊嚴」(註3) 。
二、Raspberry Pi衝擊下的思考
1.台灣各級學校電腦教育課題
未來的社會是數位經濟的時代,是個不容否定的事實,在前面英國衛報社論就指出評價Raspberry Pi以它是在吸引小孩學習電腦語言,則是過於功利主義的論調。其實,因應數位經濟到來,讓小孩子更早接觸電腦,瞭解數位資訊的現實面,對小孩子是更加助益。
Raspberry Pi的發展源自於創始人發現要進入劍橋大學就讀的學生電腦知識貧乏,認為這個問題非常嚴重,是英國的問題,而且必須思考解決。同樣的,在台灣的大學教育過程中,許多研究所教授也發覺到現在的研究生電腦知識不足,電腦語言能力低落,欠缺程式撰寫基本技巧。這與20年前,多數大學生必須要學習程式語言的情形,完全兩樣。
Raspberry Pi的發展改變英國教育者與家長的態度,英國教育部於2013年9月發佈指引(註4) ,說明小學生電腦學習四個階段所應學習內容,包括撰寫程式。美國雖然不像英國這樣直接要求,但在2010年總統科學顧問委員會就建議強化美國在K-12年級的科學、技術、工程與數學(STEM)教育(註5),而在2015年通過STEM Act法案,同意利用聯邦經費進行K-12年級的電腦科學教育(註6) 。民間組織如Code.org在2013年成立,受到包括:Google、Amazon、Apple、Microsoft、Facebook在內許多大公司與名人如:比爾蓋茲的資助,正積極推動K-12年級的電腦教育(註7) 。
面對英、美兩國間對推動小學生學習電腦語言的思考,台灣在未來數位經濟中所要扮演的角色,也必須進一步思考各級學校的電腦教育課題。
2.電腦資訊人才引進
日前,行政院正式通過「亞洲。矽谷」計畫,這個計畫旨在推動物聯網相關發展。在具體措施中,其中一項是「開放國際人才來台管道,優先推動亞洲人才之交流」。實際上,物聯網是否能有效推動與電腦資訊人才是否充足將有明顯關聯,這也將涉及到何種國際人才會來台灣工作,而且可以彌補台灣現階段不足人力。若在美國大公司電腦部門(IT)做過事的人都會發現印度人員佔相當比例,事實上,這些人員並不是直接受雇於公司,而是派遣公司的契約人員。印度工程師撰寫程式的能力強,這是眾所周知,而這些人對美國公司來說有如外籍勞工,工作期間也許5到10年,就再回去印度發展。根據PayScale薪資網站,印度軟體工程師在印度的中位數薪資年薪約為39.5萬盧比,約合新台幣20萬元(註8),以台灣的薪資水準,台灣廠商應可以支付至少兩倍薪水聘用。新政府在推動新南向政策中,將南亞的印度列入,若考量到台灣的資訊產業發展,引進印度的電腦軟體專業人才,是一項可以考量的方案。
3.創新應用與發展
Raspberry Pi剛開始製造時是由台灣廠商負責,原先規劃也準備在台灣與中國兩地生產,但因Raspberry Pi是非營利組織,向英國大眾募款而來,甚至被視為慈善(charity)機構,爆出稅款上的爭議(註9)之後,改在英國本地製造生產。
從生產層次的觀點,Raspberry Pi原先選中台灣做為生產基地,就是看中台灣的卓越電子產品生產能力,這是台灣業界的驕傲。但是若從技術層次的觀點,為何Raspberry Pi無法由台灣這邊發展出來,這是台灣產、官、學三面要思考的。
Raspberry Pi的晶片設計者是Broadcom公司,在台灣有更多類似知名廠商如:聯發科、聯詠、瑞昱。晶圓製造部份,台積電的技術領先能力,也是有目共睹。而電路板生產,台灣廠商在世界市場中居於領導地位。在軟體部份,Raspberry Pi是建構在Linux免費系統下,利用Linux當架構發展,對台灣廠商或學界來說也是耳熟能詳。但是如何將這些整合在一起,則有賴各界努力。
事實上,在Raspberry Pi進入市場之前,就已經有類似產品在使用,Arduino (Genuino)、BeagleBone就是其中著名的兩種,國內電子學界與業者也都熟悉。但Raspberry Pi進入後,則是獨佔鰲頭受到各方關注,主要在於這個產品所提供的功能更多樣化與更強大,而且價格上一直具有優勢。更重要一點,這產品是由教育著手,由小孩的學習性與熟悉性來切入,這將會衍生以這個架構來做更大幅度的發展。最近,Google首席經濟學家Hal Varian(前UC Berkley管理學院院長、著名個體經濟學教授)在IMF指出(註10):未來智能科技(intelligent technology)的發展將以手機及其零組件與Raspberry Pi般的便宜零件但與開發軟體(open sources)相結合的發展。2015年5月著名廠商Qualcomm 公司生產DragonBoard 410c,就是與Raspberry Pi相類似的產品,但其價格則在75~85美元之間,遠高於Raspberry Pi。
Raspberry Pi已經銷售四年,在國內的發展或重視程度,個人感受是電腦愛好者(hacker)高於產業界(註11),中小業者的重視高於學界(含教育機構),學界重視又高於官方組織與政府。但是,利用Raspberry Pi進行應用分析已經逐漸產生令人意想不到的效果,今年7月美國Popular Science報導來自美國Cincinnati大學博士班畢業學生利用人工智慧(AI)技術在美國空軍飛行空戰模擬器中(註12),不僅打敗其他AI技術,也打敗具有幾十年資深經驗的空軍飛行員。而令人驚訝的是,這套AI裝置不是在價格昂貴的超級電腦中,而是僅利用35美元的Raspberry Pi(註13、14)。
從Raspberry Pi被Time選為最具影響力的50種產品之一,而且在短短四年間在全球賣出1,000萬片來看,它持續在未來的數位科技發展中將具有其影響力。由創新應用與產業發展觀點,由Raspberry Pi的發展啟示,足得國內產業、學術與官方來特別重視。
(註1)http://time.com/4309573/most-influential-gadgets/
(註2)http://www.businessinsider.com/inside-the-raspberry-pi-how-this-25-compu...
(註3)https://www.theguardian.com/commentisfree/2016/sep/08/the-guardian-view-...
(註4)https://www.gov.uk/government/publications/national-curriculum-in-englan...
(註5)https://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/pcast-ste...
(註6)http://innovation.ed.gov/2015/12/07/a-new-chapter-for-computer-science-e...
(註8)http://www.payscale.com/research/IN/Job=Software_Engineer/Salary
(註9)http://www.taxnews.com/news/Raspberry_Pi_Balks_At_UK_Tax_Regime____53494...
(註10)http://www.imf.org/external/pubs/ft/fandd/2016/09/pdf/varian.pdf
(註11)台灣樹莓派為e洛盟台灣指定經銷商,會辦理分享活動。https://www.raspberrypi.com.tw/
(註12)http://www.popsci.com/ai-pilot-beats-air-combat-expert-in-dogfight
(註13)http://magazine.uc.edu/editors_picks/recent_features/alpha.html
(註14)http://www.omicsgroup.org/journals/genetic-fuzzy-based-artificial-intell...