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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

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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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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如果在虛擬實境裡尋找伴侶,真的可以建立舒服的戀愛關係嗎?——《元宇宙超圖解》
azothbooks_96
・2023/09/27 ・983字 ・閱讀時間約 2 分鐘

在元宇宙的世界裡,比較容易和價值觀相近的對象,談一場少摩擦的戀愛。

所謂的「談戀愛」,其實就是彼此價值觀的碰撞。

在價值觀日趨多元、細分的現代社會,實體世界裡的戀愛,情侶之間免不了會發生一些摩擦。

所謂的「談戀愛」,其實就是彼此價值觀的碰撞。圖/pexels

越來越多人在實體社會的戀愛關係中感受不到舒適,大眾認為「談戀愛風險很高」的傾向,更是一年比一年更鮮明。

可見「談戀愛」的魅力,正逐步下降。不論是在元宇宙內或外,都有一套很現代的方法可以解決這個問題,那就是配對服務。

迴避戀愛和元宇宙

當我們對戀愛的價值觀細分化之後,在生活周遭便很難找到滿足條件的人選;但只要像在社群網站上找興趣相近的同好那樣,從一個規模龐大的母群體當中找出伴侶的話,發生摩擦的狀況,會比不假思索就交往的對象減少許多。

若想找更根本的解決之道,那麼元宇宙上還有一個獨門絕招,就是乾脆把伴侶化為虛擬實境的一部分——因為情侶在元宇宙上會隔著虛擬替身,建立起隔一道防火牆的溝通方式。

有些人會覺得「虛擬替身碰不到、摸不著」,不過,時下認為談戀愛不見得一定要有實體互動或性接觸的人已越來越多,或有些原本潛伏噤聲的族群浮上檯面。

想必今後會有越來越多人願意相信這不是逃避實體戀愛,而是元宇宙上的愛情,比實體更美好。圖/azothbooks

要是這些虛擬替身由 AI 操控的話,還能與另一半建立更舒適的戀愛關係——如果對象是 AI,不論是再怎麼極端的戀愛觀,或是任何性傾向,它應該都會接受吧!

想必今後會有越來越多人願意相信這不是逃避實體戀愛,而是元宇宙上的愛情,比實體更美好。

——本文摘自《元宇宙超圖解:從刀劍神域到寶可夢,一小時讀懂78個概念,掌握本世紀最大商機》,2023 年 9 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

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azothbooks_96
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漫遊也許有原因,卻沒有目的。 漫遊者的原因就是自由。文學、人文、藝術、商業、學習、生活雜學,以及問題解決的實用學,這些都是「漫遊者」的範疇,「漫遊者」希望在其中找到未來的閱讀形式,尋找新的面貌,為出版文化找尋新風景。

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你會想試試「VR 睡眠」嗎?直到睡著前都在虛擬實境之中——《元宇宙超圖解》
azothbooks_96
・2023/09/26 ・857字 ・閱讀時間約 1 分鐘

「VR 睡眠」能讓你我感受到實體世界絕對無法實現的入眠體驗。

在元宇宙的世界裡,現在還興起了一種「VR 睡眠」的文化。

它並不是指玩家在遊戲過程中不小心打盹的「睡著」,而是置身在虛擬實境中,直接戴著VR眼鏡睡著。

這種直到睡著前都能置身同好社群,和同伴共度的體驗,很受好評,讓人直呼「簡直就像校外教學的晚上一樣」,引人入勝。

這種直到睡著前都能置身同好社群,和同伴共度的體驗。圖/azothbooks

還有,在現實世界裡,我們會和別人同床共枕;而在元宇宙裡還有更不一樣的體驗,就是可以在 VR 才能去得了的地方,例如南極的冰上、崖邊、太空、動物的背上等,一直待到睡著為止。

這正是「方便好用」的虛擬實境才做得到的獨門絕活。

今後,為了讓這些體驗更普及,VR 眼鏡等裝置可望朝更輕巧、更安靜的方向進化。

另外,「VR 睡眠直播」活動也蔚為話題。據了解,這個活動是由當紅的虛擬替身,在虛擬實境上直播睡眠時的模樣。

它的目的,是為了向那些對 VR 還不太熟悉的使用者,介紹 VR 睡眠的概念。

這場長達八小時以上的直播,共有逾百位使用者一路守著直播到天亮,收視總人數更達三千人之多。

簡直就像校外教學的晚上?

「VR 睡眠直播」可以去平常去不了的地方,例如南極的冰上、崖邊、太空、動物的背上等,一直待到睡著為止。圖/azothbooks

——本文摘自《元宇宙超圖解:從刀劍神域到寶可夢,一小時讀懂78個概念,掌握本世紀最大商機》,2023 年 9 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

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