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如何漫遊元宇宙?Metaverse 專文 3 選 1:第二屆「泛糰策題高峰會」文章票選

stage_96
・2021/11/10 ・1689字 ・閱讀時間約 3 分鐘

全球知名社群網站 Facebook 日前宣佈將母公司改名為「Meta」,相信各位求知慾旺盛的泛糰們,已被各種「Meta文」洗版一波!事實上,任何英文中掛有Meta字首的詞,都有形容後綴構詞「超越」、「後設」或「變質」等等含義,在每個學門及語境中都有不同的用法。關於「Meta」字首的用法,可以參考泛科學之前的這篇文章

回過頭來說,馬克.祖克柏(Mark Zuckerberg)如此大動作爲公司更名,無疑是一種宣示公司發展方向的野心之舉,究竟「Metaverse」有何魅力?讓各個業界大佬紛紛在近日喊出口號,為人們指向這個不知所謂的未來情境?

為了回答這個大哉問,泛科學第二屆「泛糰策題高峰會」就將主題鎖定在「Metaverse」,並挑選出以下 3 個題目,歡迎各位泛糰在留言區投下寶貴的一票,讓我們知道你想增加什麼樣的「妹塔宇宙」知識吧!

如果各位泛糰們有其他想看的題目想法,也歡迎在下方留言唷,若未來編輯部採用您提供的想法來生產文章的話,我們會把您的名字放在文章上面唷!本次投票將持續到 11/21 日截止,並於 22 日公布投票結果,最後獲選文章就會在 12月3日發布唷!

1. 元宇宙是什麼酷東西?淺談Metaverse的概念及框架

先說重點!「元宇宙」目前還只是個概念構想,因業界及學界都還沒有普同而精確的定義。但隨著VR(虛擬實境)/AR(增擴實境)及區塊鏈技術等等構築元宇宙的基礎技術逐漸發展,這個最早源自美國科幻作家 Neal Stephenson 的作品《潰雪》中的概念,成為科技巨頭們下一波掏金的應許之地。

是的!你沒看錯,元宇宙的概念最初是先源自科幻小說的構想。在原著中,它是一個與現實世界平行的虛擬世界,未來的人類可以使用虛擬替身(avatar)的形式交流,人們可以在虛擬世界中,進行任何他們在現實生活中的事務,並且藉此與真實世界互動——換言之,元宇宙不單純是架空的虛擬世界(例:Minecraft),而是強調「虛實整合」的沈浸式網路體驗。

如果這樣說明還不夠清楚,可以票投本文唷!若本題中選,除了將說明元宇宙目前在業界及學界的概念形塑為何,也會說明文學作品中的概念想像,是如何從1950年代至今,為元宇宙的概念形塑打下基礎。

2. 從電影中辯證什麼是元宇宙!

科幻作品之所以迷人,在於它提出了某種「What if」的情境,透過世界觀的構築,體現了人類對科技的想像!你覺得「元宇宙」這個概念很難想像嗎?事實上,Metaverse的概念在眾多科幻作品中都有出現過。例如2018年的《一級玩家》,抑或是2009年的日本動畫《夏日大作戰》,都是很好的元宇宙範例。

但其實,元宇宙(Metaverse)的概念很容易跟虛擬世界(Virtual world)或其他類似的概念混淆。本文將比較眾多經典科幻電影/動畫作品中的世界觀差異,來藉此辯證什麼是元宇宙,什麼不是元宇宙!

想知道《駭客任務》或迪士尼的《創:光速戰記》及《無敵破壞王》等等作品是否算是元宇宙嗎,歡迎票投本文!一起來研究研究吧~

3. 元宇宙經濟學:什麼是 NFT?

NFT 是「非同質代幣」的英文縮寫(Non-Fungible Token),是一種區塊鏈(Blockchain)數位帳本上的數據單位,每個代幣可以代表一個獨特的數位資料。由於NFT利用了區塊鏈的加密技術,具備了去中心化特質,而讓交易具有公信力,也因此,每個 NFT 作品都具有不可替代與複製的特點。購買者是購買藝術品,例如音樂或數位圖片的「所有權」,而非作品本身。

 NFT 的價值,在於擁有所有權的「稀缺性」。舉例來說,一名年僅 12 歲的英國男孩艾哈邁德(Benyamin Ahmed),透過自寫程式,生成了3,350 隻配色及特徵不同的像素鯨魚圖案,並依此賺進價值約 40 萬美元(約 1,100 萬新台幣)的加密貨幣。

言而總之,NFT 的種種特性,讓人對數位資料有了「所有物」的概念,使得許多投資者開始將真實世界中的經濟活動轉入 NFT。但 NFT 為何被視為元宇宙的經濟基礎呢?想瞭解更多的話歡迎投票,讓泛科學的文章來回答你心中對知識的渴望吧!

簡單投票三步驟

Step 1:登入/註冊泛科學會員
Step 2:選好 1個 你想看的文章,在本篇文章底下留言。(即日起至 11/21 午夜票選截止)
Step 3:獲選的文章將於 12/3 在泛科官網發布

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stage_96
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此為「科科齊打交」系列討論專用帳號!希望能藉由大家的討論,一起打造屬於我們的魔幻舞台! PanSci編輯部將會盡力蒐集資料,提供可以協助討論的科學內容。 想邀請科夥伴們在閱讀完相關內容後,藉由留言的方式,與我們分享你的想法! 「霹靂卡霹靂拉拉波波麗娜貝貝魯多。」

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《刀劍神域》元年?——從實現《刀劍神域》來看現今元宇宙技術
天竺鼠
・2022/12/31 ・6047字 ・閱讀時間約 12 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

  • 文/吳政佳|國立中央大學通訊研究所碩士班

《刀劍神域》小說在 2002 年開始連載於網路,而「刀劍神域」也是故事中網路遊戲的名稱。這部小說在 2012 年製作成動畫,也成為許多人踏入動漫領域的第一步。以下是《刀劍神域》中一段故事設定:

「 2022 年 5 月,大廠牌電子機械製造商 ARGUS 發佈了能夠實現虛擬實境的機器 NerveGear,人們可以通過 NerveGear 進行完全潛行以進入虛擬世界。不久,全球首款虛擬實境 MMORPG《刀劍神域》,在經過大約一千人參加的封測後正式發佈,首次共限量發售一萬份。」[2]

在故事中 2022 年 MMORPG[註1]《刀劍神域》「Sword Art Online」遊戲正式發售,而今年正好就是 2022 年。或許你也會像我一樣好奇,現實與故事裡那令人嚮往的虛擬世界距離還有多遠? 

SAO——艾恩葛朗特。圖/參考資料 25

什麼是「元宇宙」?

如果你了解《刀劍神域》,也看過其他科幻電影,比如《駭客任務》、《一級玩家》,那你肯定不會對「元宇宙」這概念陌生。元宇宙簡單來講,是一個大家共享的 3D 虛擬世界,它可以將現實世界有的甚至是沒有的東西,在虛擬宇宙中建構出來。未來你甚至可以在裡面上班、跟朋友聚會、參加演唱會,所有你想的到經濟活動[註2]都可以裡面實現。

(一)元宇宙熱潮和起源

2021 年 10 月 28 日祖克柏親自宣告 Facebook 將改名為 Meta,他們不再是一家社群媒體公司而是「元宇宙」公司。加上自從 2020 年的疫情爆發,人們對於虛擬互動平台需求增加,網路上開始興起了大量對於元宇宙的討論。[4]

元宇宙「Metaverse」一詞來自於 1992 年出版的小說《潰雪》,作者在裡面描述了一個平行於現實世界的網路世界名稱「Metaverse」,有趣的是人們在裡面的網路分身叫作「阿凡達」(Avatar)。而 Metaverse 一詞可以看出,它是從宇宙(Universe)演變過來的,Meta 有「之後、超越」的意思,所以翻譯也可稱之為「後設宇宙」[5]

(二)VR、AR比較

在元宇宙提出之前,提到虛擬世界大家可能會聽過 VR 或者 AR,那他們分別是什麼? 

VR 虛擬實境(Virtual Reality),是創造出一個虛擬的 3D 環境,並透過各種技術讓使用者身歷其境般地體驗。不侷限視覺、聽覺,未來也希望加入觸覺、溫度覺、嗅覺和虛擬物件的互動回饋等感官體驗。[6]這描述就很像元宇宙,後文將介紹它們的差異。

AR 擴增實境(Augmented Reality),定義是在現實世界的基礎上疊加資訊或內容[6]。簡單講就是以真實世界為背景,在上面添加虛擬物件,舉例如前幾年爆紅的 Pokémon GO 遊戲就是使用 AR 技術。

(三)元宇宙和 VR 一樣嗎?

元宇宙和 VR 看起來都是建立一個 3D 的虛擬環境,盡可能還原人們在現實世界中的感官體驗。不過如果單純 3D 建模世界,沒有與現實世界有更多的連結,去賦予虛擬事物價值,它無法真的稱之為「世界」。

在刀劍神域故事中,茅場晶彥說過的名言:「這雖然是遊戲,但可不是鬧著玩的。[2]」因為他訂下了規則,在遊戲中死去現實中也會喪失生命,所以遊戲就不再是遊戲,之後才會有精彩的故事。

元宇宙是一個相對複雜的概念想像,在之後陸續加入的虛擬貨幣 NFT[註3]等概念,使元宇宙裡的虛擬物件確定了價值。所以現在你可以在虛擬世界中購買土地,在虛擬世界裡工作,獲得現實世界中的薪水,如果日後普及,是不是想想就很科幻呢?

實現《刀劍神域》的「完全潛行」

在介紹元宇宙後,考慮如何實現《刀劍神域》,最大問題就是如何讓人與虛擬世界之間進行互動的裝置。我們需要先來看看故事中對於連接虛擬世界「完全潛行」一詞的技術描述。以下是以故事中初代的頭戴裝置 NERvGear 為對象。

頭戴裝置——NERvGear。圖/參考資料 26

「它的內側還藏了無數的元件,而頭盔則藉由這些元件所產生的電場,與使用者的腦部直接連結,使用者不需要使用自己實際的眼睛與耳朵,就能因為機器直接給予腦的視覺質區與聽覺質區情報,而讓使用者有聽到與看到的感覺。其實除了聽覺與視覺外,觸覺、味覺與嗅覺,也就是所謂的五感,全都能由 NERvGear 讀取出來。」[8]

「因為(完全潛行)的使用者不只是接收假想的五感情報而已——連由腦部向自己身體所發出的命令也會遭到阻斷與回收」[8]

以上是書中對於 NERvGear 的設定,可以看出需要以下關鍵科技。

(一)非侵入式的腦機介面

從故事中可以看到,主角們在連接時,只需要戴上頭盔,很明顯這是個非侵入式的腦機介面[註4]。它的原理是透過,大腦裡的神經細胞活動會產生電位差,一個神經細胞所產生的電流很小,但一群神經細胞同步活化,就能匯集成足夠大的電流產生電磁場,一層層穿過組織來到頭皮,這樣我們就能將量測到腦波訊號繪製成腦電圖(Electroencephalography, EEG)。

不過由於腦內活動非常複雜,彼此區塊間負責的功能也有所不同,大腦裡約有 860 億個神經細胞[10],造成的電訊號夾雜在一起,大大增加分析的難度。加上從頭皮表面量測腦波,會受到皮膚、腦蓋骨、腦組織液的干擾。因此而有侵入式腦機介面,侵入式會穿過頭蓋骨將電極放在大腦皮層上。因為要動手術,所以不為大眾接受, 但這種方式確實能有效降低雜訊。

現在在設計給使用者時,盡量會以非侵入式的方式,但其相對量測準確度相差很多。現在技術能有效量測、判斷的腦波訊號,是比如手臂上舉、眨眼皮等特定或大型動作,及最早發現的睡眠時腦波的頻率變化。所以想要透過頭戴裝置就在虛擬世界暢遊,仍有很大的難度。

(二)感覺訊號與動作訊號

已知人類是透過五官、皮膚等器官去感受外界,但刀劍神域的完全潛行,是透過訊號直接刺激神經或大腦,讓人們如同進入虛擬世界。這裡列舉最基本的視覺、聽覺,這也是現今多媒體主要傳播方式。還有為了使沉浸體驗更好,我們得要試著解決攔截動作訊號的問題。

  • 視覺技術

早在 70 年前,就發現以電流刺激大腦視覺皮層,會感知到閃光或者說光幻視[註5][11]。2020 年《科學》(Science)期刊上有發表了採用光幻視的技術[12],利用電流刺激在大腦中產生一個個小光斑,光斑組成簡單的圖像,而實驗結果成功讓猴子「看到」並分辨出英文字母、線條和移動的小點等這些圖案。這如同我們螢幕上顯示的畫面,也是一個個小到肉眼觀察不到的光點(像素)組合而成,但即便如此,這項技術也無法直接讓我們大腦看到如同眼球接收般細緻的畫面。

  • 聽覺技術

人工電子耳可以說是現今最成熟的醫療輔具之一,現在助聽器或人工電子耳已經非常常見。助聽器主要只是將聲音放大傳入耳朵,而人工電子耳則是如果內耳絨毛細胞受損嚴重,無法接收聲音,它則可以直接刺激聽覺神經,產生聽覺[14]。不過這仍與故事設定不同,非直接刺激大腦皮層。

以上看來感覺訊號,現今都受限於大腦電刺激技術,不過一直仍有無數人前仆後繼去研究,還是很期待有一日達成突破。

(三)潛行中阻止身體動作

完全潛行還有一個重點,就是在虛擬世界中活動,不會影響到外界的身體,也就是我們控制的運動只會在我們腦中進行。由於攔截腦波的研究,我沒有查到,所以這邊提出假設方法。排除使用藥劑去使人無法動作,若利用身體機制可以嘗試俗稱「鬼壓床」的「睡眠癱瘓症」。

觸發原因是因為睡眠周期中的快速動眼期(REM),人們在這期間容易做夢甚至夢遊,因此大腦會發出命令分泌激素,使肌肉癱瘓避免危險,若這時清醒,就會產生大腦已經有知覺了,但全身仍無法動作的情況[13]。因此如果能夠主動誘發以上情況,或許就能達成完全潛行想像中,現實的人們如同深睡,在虛擬世界展開冒險。不過以上假設需要實驗求證可行性。

元宇宙概念相關的遊戲

回過頭來看元宇宙,除了刀劍神域等科幻作品與它的概念有關,遊戲作為人們對於幻想實踐嘗試的方法之一,隨著元宇宙的熱潮,也伴隨之相關的遊戲誕生。前陣子,因為可以在虛擬遊戲中買地交易,甚至賺取收入爆紅的 The Sandbox、Decentraland 等,前者已經有如愛迪達等大品牌進入,後者則如名人林俊傑在裡面持有 3 塊地,但兩者同樣價格不斐,以今年 5 月底以太幣的匯率,價值都在 20 萬台幣以上[15]。除了以上新遊戲,不少經典遊戲也能幫助我們審視未來元宇宙的發展。

(一)Minecraft

Minecraft 幾乎人人都知、人人都玩過,發行已超過 10 年,但人氣依然不減,每日仍有大量玩家活躍在線。儘管畫面簡單,但卻能使玩家有良好的沉浸式體驗,Minecraft 也逐漸成為許多玩家們的社交場所。

下面列出兩個得元宇宙借鏡的優點。

Minecraft 遊戲畫面。圖/參考資料 27
  • 去中心化[16]

每個玩家在裡面擁有自己的世界,它就像是屬於你的元宇宙,你可以邀請朋友造訪,一起經營起一個龐大的世界。相比現在各大科技公司爭相所提出的元宇宙未來,營運仍控制在企業手上,Minecraft 或許更加符合理想中屬於玩家、使用者的專屬世界。

  • 高自由度[16]

這也是 Minecraft 最迷人的地方,它需要你發揮創意改造,官方不限制你開發新的遊戲模組[註6](Mod),這使的遊戲自由度大大提升,使得 Minecraft 已經不是一個遊戲,而是一個眾人合力組成的遊戲平台。

(二)Roblox

Roblox 於 2005 年問世,在台灣的玩家與討論熱度較少,但在美國尤其是疫情之後,統計超過一半 16 歲以下兒童青少年在玩該遊戲[17]。作為一款大型多人線上遊戲平台,由樂高積木組成世界,玩家們透過開發工具,設計出專屬於你的遊戲,上傳到遊戲平台上[18],現在上面已有超過 4000 萬種遊戲,不少人因此一夕爆紅,賺到大筆收入[19]

Roblox 被稱作「元宇宙第一股」,除了一上市估值破 450 億美元外,大家看好它實現創作者獲得利潤,由玩家們去參與定義元宇宙該要有的樣子。就像是 Youtube 一樣,所有人都有可能是創作者。

Roblox 。圖/參考資料 28

(三)Second Life

第二人生發行於 2003 年,在 2006、2007年獲得媒體關注[20]。這款遊戲的存在似乎就是想訴說,元宇宙不是一個新東西,而它就是先行者。開發商當初就是想要實現《潰雪》裡面所描述的世界,這是一款 3D 仿真實社會遊戲,玩家在裡面對話交流、開店經營,同樣也可以換成真實貨幣。

當年這款遊戲也掀起熱烈討論,大大小小企業、團體入住。在 2011 年 IBM 在裡面購買了 12 座島嶼,作為員工訓練、線上開會。哈佛大學在遊戲裡開過課,政治人物在裡面接受記者採訪[21]。但從現在回頭看,它也漸漸淹沒在時光長河裡,直到元宇宙熱潮再起,它才重新回到大眾面前,不知它將會見證成功還是歷史的重演。

《Second Life》遊戲畫面。圖/參考資料 29

結語

雖然目前的技術還無法實現像《刀劍神域》等科幻作品中的場景,不過隨著技術日新月異,只要還有人研究,那麼總有可能成真的一天。

如今元宇宙相關技術發展,除了很多先行應用在遊戲產品上,還有祖克伯的 Meta 公司,計畫改變未來社群媒體的型態,讓人們在 3D 虛擬世界中社交、開會等等,如果普及化就搞不好會像當年 Facebook 的誕生一樣,對我們的生活帶來巨大的改變。

前方看來還有很多挑戰,是否現在的使用者產品可以讓大眾接受,成為下個革命性產品,有許多質疑。不過作者私心希望這個熱潮不會那麼早消退,畢竟我還期待有一天可以在《刀劍神域》虛擬世界中冒險呢!

註解

[註 1]大型多人線上角色扮演遊戲(MMORPG)為電子遊戲的一種,是電子角色扮演遊戲按電子遊戲人數分類分別出來的一種網路遊戲。[23]

[註 2]經濟活動主要是以勞力等「生產資料」換取商品和服務,貨幣只是交易的媒介。[24]

[註 3]非同質化代幣(Non-Fungible Token,簡稱:NFT),是一種被稱為區塊鏈數位帳本上的資料單位,每個代幣可以代表一個獨特的數位資料,作為虛擬商品所有權的電子認證或憑證。[25]

[註 4]腦機介面(Brain-computer interface, BCI),是指大腦與電腦的連接口裝置。[9]

[註 5]光幻視(phosphene)是在沒有光實際上進入眼睛的情況下看到光的現象。[26]

[註 6]遊戲模組,「Mod」(全寫「Modification」),多指遊戲廠商或者熱心玩家對於原版電子遊戲在功能方面的修改。[27]

參考資料

  1. 刀劍神域 , 維基百科
  2. 不可不知的元宇宙熱潮,IEK產業情報網
  3. 元宇宙, 維基百科
  4. VR、AR、MR 介紹:AR 擴增實境、VR 虛擬實境,有何差異? , AR PLAZA
  5. Link Start- 以電機工程與神經科學的角度研究《刀劍神域》中「完全潛行」技術之可行性,班尼.史克斯, 巴哈姆特
  6. 腦機介面 (Brain-Computer Interface) 專題 (上) ,The Investigator Taiwan
  7. 不可思議的大腦-《知識大圖解》,PanSci 泛科學
  8. Beauchamp, M. S., & Yoshor, D. (2020). Stimulating the brain to restore vision. Science, 370(6521), 1168-1169.
  9. 1Chen, X., Wang, F., Fernandez, E., & Roelfsema, P. R. (2020). Shape perception via a high-channel-count neuroprosthesis in monkey visual cortex. Science, 370(6521), 1191-1196.
  10. 《睡眠麻痺症》不用怕 症狀很快就消散,亞洲大學附屬醫院
  11. 人工電子耳和助聽器有什麼不同?,衛生福利部國民健康署網站
  12. 在元宇宙裡買塊地?區塊鏈虛擬土地購買全攻略【2022 最新版】,INSIDE
  13. The Metaverse Is Already Here — It’s Minecraft | by Clive Thompson | ,Medium Debugger
  14. Over half of US kids are playing Roblox, and it’s about to host Fortnite-esque virtual parties too ,The Verge
  15. 你從沒聽過的電玩 讓這些青少年成了千萬富翁,天下雜誌
  16. Roblox如何成為元宇宙第一股?創作者與平台互利共生,背後模式是什麼?,數位時代
  17. 第二人生 (網際網路) ,維基百科
  18. 可創業賺錢的線上遊戲-「第二人生」,天下雜誌
  19. 第二人生兔子集體長眠事件,香港01
  20. 大型多人線上角色扮演遊戲,維基百科
  21. 經濟活動,香港教育城
  22. NFT,維基百科
  23. 光幻視,維基百科
  24. 遊戲模組,維基百科
  25. SAO——艾恩葛朗特,(2012) (imdb.com)
  26. 頭戴裝置NERvGear ,(2012) (imdb.com)
  27. Minecraft遊戲畫面 ,(2009) (imdb.com)
  28. Roblox Facebook封面2017年
  29. Second life Facebook 2014年官方相簿

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從 VR 看元宇宙如何打造數位分身? 
科技魅癮_96
・2022/12/15 ・2582字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

元宇宙的終極目標,是要讓你能夠「感同身受」數位分身經歷的一切,這需要許多感官模擬技術的支撐。

發展至今,以視覺及聽覺模擬較為到位,玩家只要戴上 VR 頭盔裝置,就能利用視覺和聽覺連結元宇宙,瞬間從真實空間遁入虛擬世界。

玩家只要戴上 VR 頭盔裝置,就能利用視覺和聽覺連結元宇宙,瞬間從真實空間遁入虛擬世界。圖/pexels

除了視覺、聽覺之外,其他的感官感受,包括嗅覺、味覺、觸覺、甚至是意識的模擬技術也持續進展中,可以預期電影「一級玩家」的情節終將落實,玩家未來能夠以更多的感官感受連結元宇宙。

嗅覺,在真實世界聞到元宇宙玫瑰香

關於元宇宙多重感官模擬技術的開發,臺灣已有一些進展,例如在嗅覺 VR 方面,臺灣大學資訊工程學系暨研究所洪一平教授指導學生開發的「主動式雙渦環傳香系統」,就解決了其他嗅覺 VR 技術令人詬病的一些問題。

在虛擬實境中加入嗅覺線索,可以大幅增強用戶在虛擬環境中的沉浸感,然而,如何精準控制氣味始終是個問題,使得用戶無法獲得更真實的體驗。嗅覺虛擬的常見做法是:隨著使用者在元宇宙身處情境的變換,例如從青草地走進玫瑰花園,裝置就會噴灑出對應香味的精油,此裝置可能是放在固定位置或是戴在玩家的脖子上。

如何精準控制氣味始終是個問題,使得用戶無法獲得更真實的體驗。圖/pexels

無論是哪一種裝置,都有一個共通問題,就是各種味道會混雜在一起。在前面的情境舉例中,釋放出青草精油後,味道會存在空間中久久無法散去,在此同時,使用者已經踏進玫瑰花園,嗅覺 VR 裝置緊接釋放出的玫瑰精油,無可避免會與之前的青草味混合,導致嗅覺擬真程度大幅降低。

「為了解決這個問題,有人採用類似吸塵器的方法,先吸淨前味後才釋出下一個味道,我們則是採用精準傳香方法,直接將香味傳到玩家的鼻子前面,精油用量非常少,所以味道很快就消失了,不會擴散至整個空間,」洪一平教授說。這套「主動式雙渦環傳香系統」,是通過兩個重低音揚聲器驅動的渦流產生器,發射兩個渦環(類似煙圈的概念),香味藏在渦環中。根據不同的應用場景,結合頭盔的定位功能,渦環的碰撞點可以精準定位在用戶鼻前的任意位置,兩個渦環碰撞後釋出香氣。

主動式雙渦環傳香系統是透過兩個重低音揚聲器來精準釋放香氣,讓在虛擬實境中的人們及時感受到味覺。圖/科技魅癮

之所以採用兩個渦環彼此碰撞,而非一個渦環,主要是避免讓玩家覺得有股氣流打在臉上。洪一平教授說明:「如果只有一個渦環,就只能直接將渦環打在玩家鼻子上,才能釋放其中香氣,因此會產生不必要的觸覺。」也就是說,當你在元宇宙中一路走過青草地、玫瑰花園、草莓園,你的鼻子就不斷被各種香味渦環氣流「攻擊」,感覺不會太好,也會讓沉浸在虛擬世界中的你瞬間「出戲」。

觸覺,有效提升與數位物件互動的真實感

模擬觸覺,能夠高度提升使用者與數位物件的真實互動感,這方面已見到許多許多技術開發。例如,Meta 的 Reality Labs Research 實驗室開發的可穿戴觸覺手套,安裝數百個氣動裝置,當穿戴者做出觸摸動作時將協同改變形狀,透過氣壓來呈現逼真的觸覺感覺。

「現在也有團隊利用超音波模擬觸覺。當玩家在元宇宙中觸摸物品時,裝置發射超音波至玩家的手部位置,產生真實觸碰某物體的感覺。」臺灣大學資訊工程學系暨研究所歐陽明教授為研究虛擬實境的國際先驅,對於 VR、元宇宙的研究進程及相關技術知之甚詳,「另外,也有研究從衣服著手,在衣服上安裝震動器、感測器等。使用者穿上這套衣服,當經歷某些情節,例如與人擁抱時,衣服可緊縮,模擬被人擁抱的感覺。」

透過 VR 頭盔來實現電影一級玩家中的情節,在元宇宙中創造更多感官連結。圖/shutterstock

臺灣大學資訊工程學系陳彥仰教授指導學生研究的 JetController,則是藉由高速氣動電磁閥調控高壓氣體,透過多個氣動噴頭的氣動推力,在手持控制器上產生高速的三自由度力回饋。JetController 能在 4.0N-1.0N 下達到 20-50Hz 的完全脈衝,可以更廣泛地支援遊戲與虛擬實境體驗裡的觸覺事件,例如 Halo 遊戲裡自動武器的後座力(15Hz),以及 Fruit Ninja 遊戲裡切水果的體驗(最高可達 45Hz)。

日本新創公司 H2L 則將「疼痛的感覺」注入元宇宙中。H2L 的腕帶裝置會偵測人們的肌肉動作,釋出非常微量的電擊刺激手臂上的肌肉,營造出痛覺體驗。

味覺「欺騙」,你吃的其實是泡麵,不是米其林大餐

在人類各種感官的模擬上,味覺是進度較慢的部分。其中,明治大學(Meiji University)宮下芳明教授於去年(2021)展示人工味覺顯示器,此裝置安裝 10 罐溶液,模擬甜、鹹、酸、苦、鮮等味道,並列印於嚐味用薄膜上,讓使用者能嚐到數位食物該有的味道。另一種模擬味覺的方法,則是透過電和熱刺激來驅動人類舌頭。

還有一種做法是「越俎代庖」,怎麼說呢?在元宇宙中,你吃的是蘋果,但是在現實中的你吃的不是蘋果,而是與蘋果咀嚼感覺相近的梨子,只是另提供了嗅覺的線索,也就是提供蘋果香氣,如此一來,沉浸在元宇宙的使用者會產生自己的確在吃蘋果的錯覺。這是一種利用嗅覺及觸覺改變味覺的方法。於是,在元宇宙中享受米其林美食的你,在真實世界中,你真正吃進肚子裡的可能只是泡麵!這樣的感官「欺騙」,不只有趣,某種程度也產生撫慰作用。

臺北科技大學互動設計系助理教授韓秉軒指導學生開發的 TransFork,便是一款附加於餐具上的嗅覺回饋裝置,搭配頭戴式顯示器轉換或擴增味覺的體驗,並使用味覺轉換食譜,輔助改變體驗者大腦對於口中所吃食物的認知。

臺北科技大學互動設計系助理教授韓秉軒指導學生開發的 TransFork,一款附加於餐具上的嗅覺回饋裝置,輔助改變大腦對於食物的認知。圖/科技魅癮

完整文章請詳見《科技魅癮

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》

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矽谷半導體晶片的新趨勢!來自區塊鏈、加密貨幣的觀察——《矽谷為什麼》
商周出版_96
・2022/07/08 ・3077字 ・閱讀時間約 6 分鐘

  • 專訪陳柏達/Chain Reaction 全球供應鏈管理總監

特斯拉(Tesla)在 2021 年 5 月宣布,由於對比特幣(Bitcoin)耗能的疑慮,將暫停以比特幣購車的方案,此話一出,造成比特幣價格直接崩跌。

這也證明,區塊鏈技術的應用已經不僅限於虛擬貨幣(Virtual Currency),對於許多人的數位資產也有極大影響力。

特斯拉 在 2021 年 5 月宣布暫停以比特幣購車的方案,造成比特幣價格崩跌。圖/Pexels

區塊鏈技術這幾年來被大量應用在資訊安全、金融支付等消費端的領域。目前任職於以色列區塊鏈晶片設計新創 Chain Reaction 的陳柏達(Joseph Chen),擔任全球供應鏈管理總監(Global Supply Management Director), 職涯由半導體技術研發工程師開始拓展到產品行銷、業務及供應鏈管理。

經歷設備製造源頭(應用材料(Applied Materials))、良率管理(普迪飛(PDF Solutions))、晶圓製造(台積電)至 IC 設計(Fabless Design House),熟悉各層半導體產業生態圈的他說,特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)的發展與普及,將加速區塊鏈的應用與規模化,讓我們來聽聽他在產業二十年來的深度觀察。

從小到大都在台灣求學的陳柏達,為什麼會轉進矽谷?

「我從小念書就很順遂,到了大學突然覺得很迷惘,不知道自己想要追求什麼。直到大二到史丹佛大學參加暑期學校,發現美國大學生的學習方式跟台灣真的有很大的不同,都很有想法並可以盡情發展自己的興趣與方向,故一直嚮往至矽谷繼續深造。」

臺灣大學畢業後,陳柏達進入史丹佛念研究所,從化學工程轉進半導體材料科學,取得博士學位後進而留在矽谷工作與生活。

陳柏達指出,半導體產業屬於金字塔架構,包括從底層的晶圓製造,如台積電、應用材料等,到晶片設計、系統整合等,各層都有它不可取代的專業,但越往金字塔頂端走,就越可看到全貌。

矽谷在區塊鏈的新型態定義不斷發生中

區塊鏈技術這幾年來被大量應用在資訊安全、金融支付等消費端的領域。圖/Pexels

IC 設計結合區塊鏈的加密技術是以色列區塊鏈晶片設計新創 Chain Reaction 的重要優勢。

陳柏達觀察到,以色列得天獨厚的培育與聚集了世界級優秀的 IC 設計人才,加上在區塊鏈加密演算法上擁有以色列前情報局資深技術人才的加持,讓 Chain Reaction 公司在區塊鏈硬體產業上具不可取代的重要地位。

中國近年來不斷打壓加密貨幣,但其他國家卻在加密貨幣的發展上越來越蓬勃。陳柏達指出,全球的區塊鏈趨勢主要可以分為兩部分來看:

  1. 軟體的創新:矽谷的軟體發展相當快速,許多創新的定義,包括像是加密貨幣交易所 Coinbase Global 平台的推出、NFT 應用在藝術品等獨一無二的數位收藏,矽谷正快速地定義許多新型態的軟體應用。
  2. 硬體應用:區塊鏈的硬體發展目前主要在加密貨幣計算(俗稱挖礦)的應用,之前市場主要集中在中國,但也隨著中國的限制,加速整體外移至美國及其他地區。而目前 Chain Reaction 的 ASIC 區塊鏈加密晶片設計,可以加速區塊鏈基礎建設的設置。

目前矽谷在區塊鏈產業上的軟體應用與產業很多,但硬體的確有限,而 Chain Reaction 的硬體即以美國市場為主。

陳柏達指出,未來硬體不單只是挖礦,最終將由雲端的資料中心提供所有軟體應用,在此架構下,專注於加密的晶片設計將有助於硬體進行特定需求的運算。Chain Reaction 也希望與矽谷正蓬勃發展的軟體相互結合,藉此提供最底層的運算,讓應用端可以更加普及。

陳柏達指出,現在的加密貨幣都是從加密協定中運算出來,而挖礦就是運用計算能力產生出協定的數量和交易的次數,我們稱之為帳本。這些需求需要具有經濟規模(更快速與更便宜)的計算力。

以工廠為例,機器的產能會產生限制,但可以透過更優化的 IC 設計擴增效能,增加計算力,就可以加速推動加密貨幣運算與加密經濟及產業發展。

以現在的 5G 來看,電信業者以前主要都是系統營運商,建立 5G 基礎建設後,發現更可以善用 5G 架構提供更多服務,區塊鏈也是其中之一。但如果要提供區塊鏈服務,目前的資料中心硬體其實是不夠用的,ASIC 晶片強化計算效率,將能協助供應商以更便宜的價格創造更高的經濟規模。

建立 5G 基礎建設後,發現更可以善用 5G 架構提供區塊鏈使用。圖/Pexels

仰賴台灣供應鏈,強打「以色列設計,台灣製造」

台灣擁有晶圓供應鏈上無可取代的地位,目前陳柏達所服務的 Chain Reaction 相當仰賴台灣供應鏈提供高品質與成本優勢的 ASIC 晶片。

除了晶片,所謂的挖礦機,其實也就是電腦,台灣有包括廣達、技嘉、華碩等組裝大廠,擁有絕佳優勢。目前礦機的電腦仍然以挖礦的運算為主,未來不只用於挖礦,包括 5G 資料中心運用,區塊鏈的更多應用都可以在這裡被滿足。陳柏達也指出,目前公司的產品也都強調「以色列設計,台灣製造」。

台灣擁有晶圓供應鏈上無可取代的地位。圖/Wikipedia

北美台灣工程師協會,為海外台灣人開創更多機會

陳柏達也在 2020 年加入北美台灣工程師協會理事會,北美台灣工程師協會是一個成立於 1991 年的非營利組織,以科技技術領域為主軸,為美國和加拿大的海外台灣人及其社群提供不同的機會與培訓,定期舉辦各種年度技術分享會議、研討會等,例如美國台灣高科技論壇(UTHF)、美國台灣新創論壇(UTSF)及 Women’s Summit 等。

北美台灣工程師協會希望透過過去三十年累積的人脈、資源與經驗,可以以導師的角色幫新創尋找大公司的痛點,讓新創有更實際落地應用的機會,陳柏達也希望以台灣、美國、以色列的多國經驗,協助台灣人才有更多的成長與發展。

= KT 筆記/ 謝凱婷=

與 Joseph 是在北美台灣工程師協會相識,很感謝他長期致力推動台灣人在美國科技業的影響力,舉辦很多美國台灣高科技線上論壇,讓台灣與矽谷的人才和趨勢接軌,並團結台灣人在美國的力量。

擁有多年台積電經驗的他,精準地看到區塊鏈的產業趨勢,大膽跨出舒適圈,加入了以色列晶片新創,投入到區塊鏈晶片領域,並對世界各國在區塊鏈發展的速度暸若指掌。

尤其他以電腦算力和耗能分布,就能精確指出中國市場和美國市場在挖礦電力的消長,並從中看到整個市場熱度的趨勢方向。

從 Joseph 對於傳統能源公司的描述中,也能了解區塊鏈技術將會徹底顛覆能源產業的未來布局。

在過去,傳統能源公司的價值結構和交易系統,因為區塊鏈產業的興起,而轉向更高效率的價值生態圈。能源的交易方式和商業模式也會進行巨大的變革,如德州和中東各國的能源公司正快速布局加密貨幣的投資和新能源的發展,並投入大量的人力和技術來挖礦,這對未來的人類發展也有顯著的創新刺激,正推動著百年傳統能源公司的巨輪走向創新,更讓我們迎向一個嶄新的能源新世代。

——本文摘自《矽谷為什麼:科技、新創、生醫、投資,矽谷直送的最新趨勢與實戰經驗》,2022 年 6 月,商周出版,未經同意請勿轉載。

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