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利用協同互動擴增實境[Collaborative Augmented Reality]製造音樂旋律

科景_96
・2011/02/10 ・487字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

[Original publish date:Nov 21, 2010]

編輯 HCC 報導

擴增實境[Augmented Reality, AR]將互動、虛擬對象和效果加諸於現實世界之上,在電腦遊戲上有著龐大潛力。想像一下,穿著擴增實境頭戴式顯示器[AR headset]在真正棋盤上與虛擬棋子對奕,或著與侵入自家中的電腦殭屍大戰,會是何等的逼真與刺激。

為了實現上述場景,電腦科學家需要確認玩家的視覺和動作是同步進行,對兩個玩家而言,這更加困難,因為兩個人需要在同一個空間見到虛擬物體。美國哥倫比亞大學電腦科學家甫設計了擴增實境環境[AR environment],向上述雙人擴增實境電腦遊戲更邁進一步,新設計的擴增實境電腦遊戲稱之為「ARmonica」,遊戲讓兩個人創造漂浮的音樂世界,協同製作音樂旋律。

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每個玩家戴上一付Vuzix 擴增實境AR目鏡,得以看到顯示活動環境的即時影像。玩家使用Wii 遙控器以浮動式控制方式操控圍繞在他們四周的虛擬圓球,當圓球在特定的板塊上跳躍時,玩家可聽到特定的音符。頭戴式顯示器與遙控器連接,以協助電腦程式確認兩個玩家在相同的位置看到虛擬物體。

由Steven Feiner教授領導下的研究小組,於紐約2010 Symposium on User Interface Software and Technology發表其研究成果。該電腦遊戲是以C# 程式語言撰寫、基於Microsoft XNA Game Studio 3.1的Goblin XNA平台發展。

參考來源:

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科景_96
426 篇文章 ・ 7 位粉絲
Sciscape成立於1999年4月,為一非營利的專業科學新聞網站。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
199 篇文章 ・ 304 位粉絲
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鑑識故事系列:德國免費電玩,邀玩家扮法醫
胡中行_96
・2023/03/20 ・1664字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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本系列以往藉由講解真實案件,來分享鑑識科學;這篇則摘要免費電玩的虛構情境,鼓勵讀者親自體驗辦案。2023 年 1 月的《國際法醫期刊》(International Journal of Legal Medicine),介紹了一款德國漢堡開放線上大學(Hamburg Open Online University)的遊戲,名叫「Adventure Legal Medicine」(非官方中譯:法醫歷險)。論文詳述開發過程與教學功能,還強調玩家不管有無醫學知識,皆能輕易上手。[1]

=========微劇情,防雷線=========

想避開遊戲情境簡介的讀者,請跳過圖片後的第一段,謝謝。

電玩《Adventure Legal Medicine》的繪畫風格。圖/參考資料 1,Figure 1(CC BY 4.0)

情境設定

依照學習的領域,此遊戲有下列 5 個故事情境,可供選擇:

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  1. 估計死亡時間(time of death estimation):有人死在公寓裡。玩家必須選取正確的驗屍工具,例如:直腸體溫計(rectal thermometer)或神經反射錘(reflex hammer),來推估死亡時間。[1, 2]
  2. 體外驗屍檢查(external post-mortem examination):河岸上死者的某些身體部位,藏有非自然死亡的線索。[1]像是顱骨和手肘擦傷等,都有待玩家一探究竟。[2]
  3. 鑑識人類學(forensic anthropology):森林裡,散落著人類骨骸。觀察並測量骨頭,以推估年紀、性別和身高。將結果拿去跟失蹤人口的檔案比對,玩家或許就能找出死者的身份。[1]
  4. DNA親子鑑定(DNA analysis/paternity test):不知從哪迸出 4 個人,想繼承情境 2 那名死者的巨額財產。[1]玩家得從唾液樣本,分析他們的 DNA,判斷誰才是真有血親關係的子嗣。[1, 2]
  5. 解剖、酒精與藥物(autopsy/alcohol and drug influence):玩家幫車禍死者體外驗屍;解剖以檢查器官;並進行毒物學分析。最後,判讀以上檢查所得的結果。[1]

開發過程

這個遊戲是鑑識病理學家、鑑識人類學家、心理學家、醫科學生、遊戲工程師和插畫藝術家,共同合作的結晶。類似於商業開發的線上遊戲,產品正式釋出之前,得先找人來封閉測試。2 名分別為 25 和 49 歲的男性;以及 21、25 與 54 歲的 3 名女性,率先嘗試情境 1 和 2 的前期測試版。研發團隊根據他們的感想與建議,改進遊戲,並設計情境 3。接著,請 40 名醫學系的學生,操作情境 1 至 3 的測試版。另外,其他不同教育程度的學生,作為一般大眾的樣本,也受邀試玩。最終統合大家的評論後,團隊設計出情境 4 和 5 的遊戲。[1]

嚴肅遊戲

德國研發團隊將產品定位成「嚴肅遊戲」(serious game),以教學而非娛樂為主要目的,而且在視覺上多採灰階,來保持中性。[1]筆者試玩了一小部份,又觀賞攻略影片,覺得繪圖和音效雖不華麗,但頗為用心。由於遊戲全程都有電子版的課本唾手可得,玩家本身無須具備專業知識。每個階段結束後,還能透過小測驗,了解學習成效。對相關科系而言,也可用於輔助教學或自學。從 2020 年 1 月在 Google Play 上架以來,有數千人下載,並獲得平均 4.5 星的評價;可惜不曉得線上網頁版的使用人次。[1]下面是此遊戲的基本資料、連結與攻略,歡迎讀者分享闖關心得。

Adventure Legal Medicine

  • 名稱:Adventure Legal Medicine[1](英文別名:Forensic Medicine Adventure;德文名稱:Abenteuer Rechtsmedizin)[2]
  • 對象:醫學相關科系的學生及一般愛好者。[1]
  • 語言:英文和德文。[1]英文版的故事敘述,用字不難;但基於辦案的情境,勢必會出現骨骼、基因等,鑑識科學常見的專有名詞。
  • 行動裝置版:僅支援Android系統的平板電腦和手機;沒有 iOS 的版本。請點超連結下載,或上Google Play搜尋「Abenteuer Rechtsmedizin」。[1]
  • 線上網頁版http://elearning.uke.de/HOOU/RechtsmedizinSeriousGame/ (完全載入後,可以按下方代表德文的「DE」,將語言改為英文「EN」。)[1]
電玩《Adventure Legal Medicine》英文版,前 4 個情境的攻略。影/參考資料 2

  

參考資料

  1. Anders S, Steen A, Müller T, et al. (2023) ‘Adventure Legal Medicine: a free online serious game for supplementary use in undergraduate medical education’. International Journal of Legal Medicine, 137, 545–549.
  2. SLY MobileGaming (15 JAN 2021) ‘Forensic Medicine Adventure Abenteuer Rechtsmedizin | Point and Click Game Walkthrough’. YouTube.
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胡中行_96
169 篇文章 ・ 65 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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近在咫尺的AR新生活?淺談擴增/混合實境技術——2018春季展望
valerie hung
・2018/05/05 ・3418字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 565 ・九年級

想像一下,早上打開冰箱,眼前跳出根據現有食材以及健康狀況設計的餐點,並一個一個步驟帶著你烹煮;家中改裝潢不用拿型錄和量尺慢慢比對,只要在手機上輕點,沙發和茶几擺在客廳是什麼模樣快速呈現;到門市買衣服,不用再花大把時間穿穿脫脫,只要在神奇的鏡子前憑空點選,就能快速看到自己穿上不同款式或顏色的衣服的模樣;出門旅遊,透過手機看著眼前的街景,哪處是景點、哪裡有餐廳一目了然,還能在遺跡前上演歷史小劇場。

這就是擴增實境(Augmented Reality, 簡稱AR)與混合實境 (Mixed Reality, 簡稱MR)技術帶來的新生活。

到門市買衣服,不用再花大把時間穿穿脫脫,只要在神奇的鏡子前憑空點選,就能快速看到自己穿上不同款式或顏色的衣服的模樣。source:Fx Mirror

科技部 2018春季「展望」系列演講「全面啟動的未來世界 – 人類2.0社會的科幻成真」第一場,請來清華大學工業工程與工程管理學系教授瞿志行,分享 AR/MR 的現在應用與未來趨勢,泛科學整理演講與專訪內容,邀大家一起探索過去只存在科幻作品中的世界如何實現!

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source:2018春季展望提供

虛擬實境和擴增實境的差別?

提到擴增實境,除了「寶可夢Go」,你可能還會聯想到最近火紅的電影《一級玩家》,主角們只要帶上穿戴式裝置,就能進入虛擬實境(VR)的世界。其實 AR 和 VR 是很不同的概念,反而是 AR 和 MR 的定義差別比較模糊。

圖/Real Player One (2018))@imdb

通常將它們分成大致三大類:VR指的是全數位打造的環境,使用者與外界的感官會斷開,脫離真實世界的體驗;AR以真實世界的經驗為基礎,把數位資訊透過文字、符號的呈現,覆蓋在實物上。MR 則是更進一步,把豐富的 3D影像與實際世界整合,使用者可以同時對實際物件虛擬物件進行互動。

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1994 年 Milgram 等人則提出了現實-虛擬連續系統(Reality-Virtuality Continuum),系統的一端從完全真實感官的現實(Reality)、在真實世界嵌入虛擬元素的擴增實境(AR)、混合了更多虛擬物件的 MR、將真實世界的訊息,加入虛擬環境的「擴增虛境」(Augmented Virtuality,簡稱 AV),一直到所有物件都是虛構的「虛擬實境」(VR)

根據Digi Capital 《2017年增強現實和虛擬現實報告》指出,2021 年擴增實境與虛擬實境產業的總產值將達到 1080億美元,其中擴增實境與虛擬實境的市場佔比約為8:2。瞿教授表示,VR 在遊戲、教育與娛樂等三大領域備受期待,但是和以真實世界為基底的 AR 相比,VR 可能會因為感知不協調導致使用者的身體不適(例如,看見自己在移動,身體卻沒有真的移動)外,視覺上的封閉與行動被拘束也較容易對用戶產生壓力和不安感,因此在未來發展與相關產業應用上,可能性會比 AR少。

圖/medicalnewstoday

擴增實境有哪些呈現方式?

現階段的AR呈現技術大致可分為三類,一是透過穿戴式裝置(如智慧型眼鏡的鏡片),同時看見外在環境與附加在上的虛擬資訊、二是透過攝影機捕捉實際的人物與環境,再結合數位元素共同呈現在螢幕上,三是透過視網膜投影或腦部植入晶片,直接在人的感官中創造新知覺。

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為了追求更真實的體驗,已有團隊嘗試打造能將虛擬物件直接投影到視網膜上的智慧型眼鏡,但瞿老師認為,視網膜投影最大的挑戰其實不是技術,而是心理障礙,即使裝置的光線強度、能量等都符合醫學與人體安全標準,就看一般大眾能否克服恐懼。

除了上述三者外,也有人會透過投影(Projecting)呈現較大範圍的AR技術,把3D立體影像投影到實際物體上與人互動,這種呈現方式的難處在於精準定位與附加於物件的技巧,不但要確保實物與虛擬影像的位置精確重疊,還要掌握物體的凹凸曲面或不規則形狀,才能讓數位影像和實際物體的互動感栩栩如生。

圖/flickr

尋找痛點,才能發揮AR最大效益

瞿教授指出,AR 是一種輔助人與人、人與環境,以及人與機器之間互動的的介面技術,其核心價值在於運用AR提升產品或工作效能。所以產業在面對這項新科技時,可以思考現有的流程或內容中,哪一個環節可以透過AR提升效用或再創新,不該「為了使用AR而使用AR」。

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以前陣子火紅的「寶可夢Go」來說,並不是單純因為採用AR技術而爆紅,而是因為透過 AR強化了捕捉寶可夢的體驗及趣味,因此獲得廣大迴響。

圖/wikipedia

企業或團隊應該先找到市場需求(痛點),再尋找相對應的技術,說不定現有技術就能達成要求,真的不夠用再繼續開發。如果只顧著「發展強大技術、再尋找市場與需求」,可能會像個人用運輸載具賽格威(segway)一樣,雖然具有驚人的高科技,但如果要說相似的體驗,低技術含量的「直排輪」就能達到,而且價格還便宜很多,最終導致賽格威的銷售額只稍稍超過研發成本。

瞿教授舉其合作的案例:在醫美產業中,曾發生過醫師因為經驗不足,在沒注意的情況下針對病患單一部位的肌膚過度施打雷射治療,導致嚴重的後果。因此有醫美公司找上瞿教授的團隊合作,希望打造一款結合熱感測技術的AR應用,幫助醫美醫師在手術過程隨時關注病患臉部的溫度狀況,進而降低醫療疏失的發生機會。

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未來MR也或許可以應用在醫學上面。source:Brother UK

台灣在全球 VR/AR市場的定位

全球擴增實境產業正在蓬勃發展中,各大科技企業無不摩拳擦掌,想成為第一個稱霸市場的標準制定者。如 Goolge 推出了 ARcore 平台、Facebook期盼透過 AR 增加社群互動、微軟的穿戴式裝置 Hololens 來勢洶洶、Apple 不但端出 ARkit 平台,也正在研發更輕巧的AR眼鏡,連中國電商大廠阿里巴巴都喊出要把電商AR、VR化。

瞿教授分析,目前台灣的 VR/AR 相關產業大致可分為硬體裝置代工、硬體裝置開發(如HTC VIVE)、基於後製、動畫與電影產業而蓬勃發展的VR數位內容、AR數位內容和高擬真建模等領域。而相關硬體產業鏈完善、高科技人才願意投入、軟體與設計人力成本較低,以及有和中美接軌的經驗,都是台灣發展 AR 的優勢。

然而,AR橫跨物聯網、資訊工程、高擬真建模、視覺分析和 UX 設計等多項領域,需要擅長跨領域整合的人才,但軟體整合正好是台灣的弱項。再加上台灣市場小,較難推出代表性的商業模式,這些則是台灣要面臨的挑戰。

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source:2018春季展望提供

與AR 同行的世界,會是什麼模樣?

現在有科學家透過科技,將視障或精障者的世界傳遞給社會大眾,讓更多人有機會認識他們的想法與困難。而瞿教授表示自己期待AR 能創造出新的溝通方式,例如,在課堂或講座上,老師透過AR裝置,看到原本不擅於言詞表達或害羞不敢舉手的學生的提問,降低過去的互動障礙。又或是透過人工智慧與AR載具,創造類似超自然感知的陰陽眼功效等。

在科幻小說或電影中,有時會描寫當科技發展到了一個程度,數位建築出來的虛擬世界變得非常真實,幾乎與現實沒有差別、甚至更好,人們因為在現實和虛幻之間來回穿梭,開始難以區分什麼是真、什麼是假。這樣的事情真的可能會發生嗎?

瞿教授坦言這個問題現在無法下定論,他基本上認為人類是可以分辨虛實的,但長期進行虛實互動,或用五官體驗虛實混合的世界後,是否會在心理或大腦留下後遺症,又或是大腦有沒有可能因為使用這類型科技產品開啟了「新感知」,都還需要更多的研究。

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歡迎來2018春季展望,參與更多精彩講座!

valerie hung
39 篇文章 ・ 2 位粉絲
興趣多多,書籍雜食者,喜歡問為什麼,偶爾也愛動手嘗試。