虛實聯網 延伸你的感官
撰文／洪志良｜轉載自《科學人》2014年9月第151期
重點提要
- 網際網路改變了我們聯繫世界的各種方式；下一步，整個世界的物品都將與網路連結，形成物聯網世界。
- 目前展覽中的虛擬實境與擴增實境，即是物聯網與感測科技的結合，豐富了我們的視覺感受，在未來更可能協助我們處理生活大小事。
- 我們現今依賴著科技產品相伴每一天，卻也減弱了某些能力，例如記憶力。
上述創新概念的發想者是當時就讀美國麻省理工學院（MIT）媒體實驗室的米斯崔（Pranav Mistry），他長期研究人機互動介面。數年前，他製作了一張虛擬機場地圖，當你把物品放在螢幕中的地圖上，螢幕就會顯示物品的相關資訊。例如，你放上機票會標示登機門位置。2009年，他研發了一項名為第六感（SixthSense）的人機互動裝置，這項裝置主要有三個部件：定位指套、投影機與攝影機。戴上這項裝置，當你看著報紙時，攝影機會擷取報紙資訊，例如美國總統歐巴馬昨日發表就職宣言，投影機就能自動播放這段就職宣言影片，定位指套則可快轉或停止影片等。
如果米斯崔的發明真的實現，我們未來的生活也將因此而改變。想像你的手機換成了某種科技眼鏡（例如Google眼鏡），你就可以像〈物聯網上身 你我都有超能力〉跨頁圖中的人一樣，知道屋內所有物品的「狀態」，彷彿擁有了超能力。你可以輕易得知電腦是否開機，室溫多少℃；當你坐在室內時，就能看到停在室外的愛車是否鎖好，不必老是「左顧右盼」注意車子是否被拖吊，或是偷走。
萬物相連
生活中的萬物與網際網路相連，資訊即可互相傳輸，再透過人機互動介面，我們真的可能擁有操控遠端物品的能力，即使物品遠在天邊也能近在我們眼前。這些場景不難想像，今日我們的生活早已與網路密不可分，舉凡工作聯絡事宜、上網購物，甚至使用社群軟體交流情感，不時查看臉書、LINE一下朋友，一天沒有網路，就覺得日子枯燥無味、坐立難安。如果進一步讓物品感測器透過網路互相「交流」、運作，就構成物聯網的基本概念。
2013年，網路設備巨擘思科（Cisco）更宣告萬物聯網（internet of everything）時代即將到來，預計在2020年，人、物品、資料、程序都能經由網路相互聯繫。為了落實物聯網這個夢想，許多技術已經在實驗室中不斷測試、研發（例如遍存計算）。而且有些技術早已悄悄在不少展覽的互動體驗區中默默深耕（參見〈擴增視野〉、〈跳出新感受〉），透過虛擬影像或各種感官刺激，參觀者彷彿置身奇幻世界或穿越時空遊歷古代。
虛實之間
在這些展覽的互動區中，我們經常會見到「虛擬實境」（virtual reality）與「擴增實境」（augmented reality）這兩項技術。它們在人機互動介面中都屬於直接操作介面衍生出的應用，而遍存計算也是。
虛擬實境是利用電腦繪圖製作出一個三維空間的虛擬世界，把人們在某個環境中會看見的物品，一一繪製出來，宛如現實世界。目的是讓使用者有視覺、聽覺、觸覺等的感官刺激，就像身歷其境。舉例來說，飛行員在正式駕駛飛機前，透過模擬駕駛艙與方向盤，進行虛擬飛行訓練（這些設備都所費不貲，一般人花上千元買的飛行電玩遊戲是無法做到的）。但建構虛擬世界的材料不見得是現實世界的物品，也可能是純屬虛構的產物，電玩遊戲就是一例。
在電玩遊戲中，使用者進入設計者虛構出來的世界裡，與其他使用者一同歷險，感受虛擬世界的情感傳遞，與現實世界的交流差可比擬。透過力回饋搖桿（不少搖桿使用螺旋齒輪傳動裝置）或Wii遙控器（內有陀螺儀與加速度計），能夠把虛擬世界的震撼傳回現實世界，或把現實世界的動作遠端傳入虛擬世界，可說是與虛擬實境互動最簡單的方式。
由於電玩遊戲的強大魔力，許多數位學習教育業者看到了這項優勢，紛紛投入研發，像是「當個創世神」。虛擬實境凸顯了某個期望強化的概念，讓使用者感受到沉浸式體驗，成為提升學習的利器。今年3月，臉書為了強化虛擬實境的連結，耗資20億美元收購研發頭戴式虛擬實境裝置的Oculus公司。（說不定，未來我們都不再是「低頭族」，而是使用頭戴式裝置在臉書上對話。）此外，在有些心理治療上，也應用了虛擬實境，像是讓懼高症患者藉由電腦螢幕體驗高度落差，這些都是現實世界無法達成之處。
而擴增實境指的是，把虛擬資訊添加到使用者感官知覺的裝置上，就像上述在機場中尋找飲水機的例子。目前的擴增實境主要利用影像辨識與電腦繪圖兩項技術，以攝影（相機）鏡頭讀取預先設定判讀的圖像，例如標誌（maker）、臉部、動態與骨架等，經影像軟體辨識後，便能呼叫出對應的虛擬資訊。例如，當你在展覽的互動體驗區中，與大螢幕上的虛擬人物互傳足球，攝影鏡頭拍下你踢足球時腿部掃過空間的動態，或你骨架擺動的方式（而不是你的腳），來計算你是否踢到球，使球繼續在你與虛擬人物之間滾動；當你使用手機在特定區域讀取LINE人物的圖像（例如詹姆士），你就能在手機螢幕上看見詹姆士已經擺好姿勢，等著你一起合影留念。其實擴增實境並非專指視覺，讓使用者感受到宛如現實世界的聽覺、觸覺回饋，也屬於其中。
擴增實境的妙處在於可以和展覽品拍照，卻不破壞展覽品，雖然無法實際觸碰，樂趣卻也不減，而且更能讓不少靜態欣賞的展覽品增添動態互動的樂趣。例如，當你看到吐舌頭的愛因斯坦照片時，愛因斯坦的動畫便會向你解釋：他在72歲壽宴上，由於當天已經為拍照者做出多次微笑的表情，這一次才「調皮地」吐了舌頭。
簡單地說，虛擬實境企圖以虛擬資訊取代現實世界，而擴增實境則是在現實世界中添加虛擬資訊。當這些技術發展得更為便利後，自然就會成為物聯網的一環。雖然網路是物聯網的重要橋樑，不過其中的核心還是人。不論是DoppelLab瀏覽器、虛擬實境或擴增實境，都是為了能夠達到「人如何與機器直接溝通，機器如何傳達資訊給人」。因此當你去看展覽時，擴增實境增添你對展覽品的認知與趣味，虛擬實境則讓你體驗「回到過去」或「極速快感」等超脫現實世界的感受。
幸或不幸？
科技產品總是悄悄步入我們的世界，突然間又讓我們對這個世界大為改觀。物聯網的設計概念很美、很棒，舉例來說，當你今天出門後，不記得是否鎖門、關燈，就可開啟手機檢查家中狀態，然後遠端鎖門、關燈等；甚至當你開車離開家門後，家中的門與電源就能自動上鎖、關閉。
如同Google進入你的生活後，你大可不必記住許多知識、也不需要購買《大英百科全書》，上網Google即可找到所需的資訊。在智慧型手機出現後，你既不必寫下工作、生活中的大小事，也不需要背下許多路名與位置，開啟手機一切都可以「滑」出來。
日後，我們的記憶力更可能會下降到很可悲的地步。我們出門總是忘記關燈、鎖門（甚至連手機也忘了帶）；想說出某人的名字，卻說不出口（不時還張冠李戴）；總覺得今天有什麼事情沒做，卻老是想不起來……。
不過每項科技都有不夠完善之處，改變我們生活的方式也各不相同，而我們也都會找到應對的辦法。但願有一天，不會發生以下的狀況：在公園裡，有人走向你說：「嗨！你好。」你卻需要擴增實境軟體來認出朋友，（手機顯示：臉部辨識後，此人是王大明。）你趕緊說：「嗨！老王。」
(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)