《大英雄天團－穿戴式的超能力》Walk Again Project

本文與 研華科技 合作，泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言，總能牽動整個 AI 產業的神經。然而，我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線，那如果哪天「網路斷了」，會發生什麼事？

想像你正在自駕車打個盹，系統突然警示：「網路連線中斷」，車輛開始偏離路線，而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭，開始暴走跳舞，甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎？當然不是！也因為如此，「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端，AI 就能在現場即時反應，不只更安全、低延遲，還能讓數據當場變現，不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ？

邊緣 AI，乍聽之下，好像是「孤單站在角落的人工智慧」，但事實上，它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前，像是企業、醫院、學校內部的伺服器，個人電腦，甚至手機等裝置，都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算，稱為邊緣運算；而在邊緣節點上運行 AI ，就被稱為邊緣 AI。簡單來說，就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力，「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

那麼，為什麼需要這樣做？資料放在雲端，集中管理不是更方便嗎？對，就是不好。

第一個不好是物理限制：「延遲」。
即使光速已經非常快，數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房，再把分析結果傳回來，中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回，就算只是幾十毫秒的延遲，對於需要「即刻反應」的 AI 應用，比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時，每一毫秒都攸關安全與精度，這點延遲都是無法接受的！這是物理距離與網路架構先天上的限制，無法繞過去。

第二個挑戰，是資訊科學跟工程上的考量：「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送，湧入的資料數據量就像超級大的水流，一下子就把水管塞爆！要避免流量爆炸，你就要一直擴充水管，也就是擴增頻寬，然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理，把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端，是不是就能減輕頻寬負擔，也能節省大量費用呢？

第三個挑戰：系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時，一旦網路不穩、甚至斷線，那怎麼辦？很多關鍵應用，像是公共安全監控或是重要設備的預警系統，可不能這樣「看天吃飯」啊！邊緣處理讓系統更獨立，就算暫時斷線，本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應，這在工程上是非常重要的考量。

所以你看，邊緣運算不是科學家們沒事找事做，它是順應數據特性和實際應用需求，一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇，是我們想要抓住即時數據價值，非走不可的一條路！

邊緣 AI 的實戰魅力：從工廠到倉儲，再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了，接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢？它強就強在能夠做到「深度感知（Deep Perception）」！

所謂深度感知，並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減，而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型，從原始數據裡面，去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

以研華科技為例，旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例，利用物件偵測模型，快速將工業產品中的瑕疵挑出來，而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測，因此品管上能達到一致性，減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中，檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品，替工廠節省大量人力，同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

此外，在智慧倉儲場域，研華與威剛合作，研華與威剛聯手合作，在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台，打造倉儲系統的 AMR（Autonomous Mobile Robot） 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣，AMR 不需要事先規劃好路線，靠著感測器偵測，就能輕鬆避開障礙物，識別路線，並且將貨物載到指定地點存放。

當然，還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning )，除了可以做備忘錄跟排程規劃以外，還能將實務上碰到的問題記錄下來，等到之後碰到類似的問題時，就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問，那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了？其實，對許多企業來說，內部資料往往具有高度機密性與商業價值，有些場域甚至連手機都禁止員工帶入，自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安，又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言，自行部署大型語言模型（self-hosted LLM）才是理想選擇。而這樣的應用，並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，體積僅如後背包大小，卻能輕鬆支援語言模型的運作，實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現：要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型，會不會太吃資源？這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一：如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」，又不減智慧。接下來，我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

語言模型瘦身術之一：量化（Quantization）—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限，大模型卻越來越龐大，「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像：有些畫面細節我們肉眼根本看不出來，刪掉也不影響整體感覺，卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此，只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示，什麼是浮點數？其實就是你我都熟知的小數。舉例來說，圓周率是個無窮不循環小數，唸下去就會是3.141592653…但實際運算時，我們常常用 3.14 或甚至直接用 3，也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思！ 

然而，量化並不是那麼容易的事情。而且實際上，降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時，工程師會精密調整，確保效能在可接受範圍內，達成「瘦身不減智」的目標。

模型剪枝（Model Pruning）—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型，其實就是在搭建一整套類神經網路系統，並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而，在這麼多參數中，總會有一些參數明明佔了一個位置，卻對整體模型沒有貢獻。既然如此，不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候，總會雜草叢生，但這些雜草並不是我們想要的作物，這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在，而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術，就稱為 AI 模型的模型剪枝（Model Pruning）。

模型剪枝的效果，大概能把100變成70這樣的程度，說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助，但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型，僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手，採取更治本的方法：一開始就打造一個很小的模型，並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」，是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾（Knowledge Distillation）—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下，一位經驗豐富、見多識廣的老師傅，就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在，他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案，老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」，例如「為什麼我會這樣想？」、「其他選項的可能性有多少？」。這樣一來，小小的學徒模型，用它有限的「腦容量」，也能學到老師傅的「智慧精髓」，表現就能大幅提升！這是一種很高級的訓練技巧，跟遷移學習有關。

舉個例子，當大型語言模型在收到「晚餐：鳳梨」這組輸入時，它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯：50%，蝦球：30%，披薩：15%，汁：5%」。在知識蒸餾的過程中，它可以把這套機率表一起教給小語言模型，讓小語言模型不必透過自己訓練，也能輕鬆得到這個推理過程。如今，許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成，讓我們得以在資源有限的邊緣設備上，也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是！即使模型經過了這些科學方法的優化，變得比較「苗條」了，要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料，並且高速、即時、穩定地運作，仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說，要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型，真正放到邊緣的現場去發揮作用，就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

邊緣 AI 的強心臟：SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色！那麼，它到底厲害在哪？

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要？因為 GPU 的設計，天生就擅長做「平行計算」，這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的！

你想想看，那麼多數據要同時處理，就像要請一大堆人同時算數學一樣，GPU 就是那個最有效率的工具人！而且，有多張 GPU，代表可以同時跑更多不同的 AI 任務，或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果，在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎！

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房，有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計，體積相對緊湊，散熱空間也比較好（這對高功耗的 GPU 很重要！），部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算，進行「工程化」，讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格，背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場，系統穩定壓倒一切！你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧？這些設計確保了部署在現場的 AI 系統，能夠長時間、穩定地運作，把實驗室裡的科學成果，可靠地轉化成實際的應用價值。

台灣製造 × 在地智慧：打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能，能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署，及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析，還是其他 AI 相關的服務，都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務，讓企業在啟動 AI 專案前，大幅降低前期投入門檻，靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構，從精密製造、城市交通管理，到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全，都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是，這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示，這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果，往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI，不只是一項技術創新，更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場，就能被有效的「理解」與「利用」，是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石！

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2023 年 11 月 24 日，馬斯克（Elon Musk）創辦的 Neuralink 公司在官方推特上發布了一則耐人尋味的影片，標題為「Please join us for show and tell」（請加入我們的展示與分享）。這預告了他們將於 11 月 30 日美國時間晚間六點（台灣時間 12 月 1 日上午十點）舉行一場備受矚目的發表會。

回顧過去，Neuralink 曾展示過令人驚艷的技術突破，例如監測豬的腦波，以及讓猴子裝上他們開發的 N1 晶片，用腦控玩經典遊戲《乒乓》（Pong）。這些成果已經讓全球為之震撼。事隔 18 個月，這次的發表會是否會帶給我們更多驚喜？是否能看到人類親自裝上 N1 晶片，直接用大腦來「展示與分享」呢？

遺憾的是，這一刻還未到來。但馬斯克在開場時就揭露了一個令全場歡呼的消息：在這段時間內，他們持續進行了更多猴子的植入實驗，甚至研發了假大腦模擬器進行離線測試。在確保一切安全和動物福祉的前提下，他們已完成所有備查文件。順利的話，將於六個月內獲得美國食品藥品監督管理局（FDA）的核准，進入人體實驗階段。他本人也表示，若情況允許，他不排斥成為第一個植入 N1 晶片的人。

無限猴子定理與腦機介面

提到猴子打字，不免讓人想到數學和哲學上的「無限猴子定理」。這個定理由法國數學家埃米爾·博萊爾（Émile Borel）於1913年在一本討論機率的書中提出。他假想：如果有無限多隻猴子和無限多次的打字機會，最終有可能打出莎士比亞的《哈姆雷特》。機率雖然極低，但並非零。

這個定理也被簡化為：即使只有一隻猴子，只要擁有無限次的打字嘗試，也可能產生任何文章，儘管牠完全不知道自己在打什麼。這與這次Neuralink發表會上的猴子展示，有著異曲同工之妙。

然而，馬斯克開發腦機介面的目的，並不是讓我們與猴子溝通。在發表會上，他再次強調了Neuralink的使命：打造一個「高頻寬、泛用型的人機介面」。簡單而言，就是加速我們與智慧裝置的互動方式。

馬斯克的願景：與 AI 共存

現今，AI 技術日新月異，能夠生成精美的圖片、回答各種問題，甚至編寫程式，而且進步速度只會越來越快。馬斯克強調，如果人類希望在未來的物種競爭中與 AI 並駕齊驅，最好的策略就是「打不贏，就加入它們」。

目前，人類之所以在進步速度上遠遜於 AI，他認為主要原因在於人類接收和輸出數位資訊的速度有限。我們最快的方式是閱讀、打字、觸控或語音輸入，但與 AI 透過聯網搜尋數位資訊僅需毫秒相比，我們簡直像是石器時代的原始人。

因此，他主張透過腦機介面的植入，我們將能以媲美 AI 的速度與電腦互動、聯網，甚至與 AI 協作、駕馭它們。試想，當你能用腦控操作手機和智慧裝置時，還會想用手指滑動輸入，鬧出一堆打錯字的笑話嗎？擁有這種超能力的你，還需要擔心 AI 搶走你的工作嗎？

我們與賽博格的距離

然而，想到要將晶片植入大腦，難免讓人聯想到各種賽博龐克作品中的可怕後果。例如，《Cyberpunk 2077：邊緣行者》中的「賽博精神病」、或是《刀劍神域》中可能燒毀大腦的完全潛行裝置。將自己改造成半人半機械的賽博格（Cyborg），著實令人卻步。

但馬斯克在發表會上指出，其實我們早已是廣義上的賽博格。否則，為何我們每天早上起床第一件事就是滑手機？為何不時低頭看智慧手錶？出門沒帶手機，是否比沒帶錢更讓你焦慮？我們已經如此習慣隨時聯網和人機互動，Neuralink 所做的，不過是提升這種互動的效率。

關於植入大腦的恐懼，Neuralink 以影片中展示的猴子為例。在他們使用高科技機器人進行手術植入後，根本無法從外觀看出牠們有任何植入物。發表會上的工程師甚至半開玩笑地說：「就算我有裝，你也不知道，我的腦後完全沒有痕跡。」

Neuralink 的真正突破：規模化與產品化

其實，腦機介面的想法和研究早已不是新鮮事。早在將近一百年前（1924年），德國醫生 Hans Berger 就首次從人類頭皮上記錄到腦發出的微弱電磁波（Electroencephalography, EEG），並開始發展非侵入性的電極腦波偵測技術。197 3年，UCLA 的 Jacques Vidal 團隊就已經提出「腦機介面」的概念。而 Neuralink 這種侵入式腦電極也非先行者。早在 1990 年代，美國猶他大學的Richard Normann 教授開發了多電極陣列，在猴子腦中植入 100 個電極，嘗試簡單任務。2002年，實驗猴就可腦控滑鼠，2008年甚至能遙控遠方的機械手臂餵食自己，控制「第三隻手」，彷彿蜘蛛人的反派「八爪博士」。

即使是相對不精準的非侵入式腦波偵測技術，只要幾百個電極，就能在人類身上實現控制機械義手的可能性。2018 年，已發展到能讓人腦控打字、玩遊戲，基本上與 Neuralink 透過 N1 植入物讓猴子能做的事情相似。

那麼，這次發表會的看點在哪裡？其實，馬斯克帶著大批工程師報告，真正要強調的重點是「規模化和產品化」。這正是這場發表會的核心，也是馬斯克向來為人所知的魔法：「讓夢想成真」的關鍵部分。畢竟，好點子並不稀奇，最重要的是執行力。不論是 SpaceX、Tesla，或是前陣子轟動一時的機器人 Optimus，他一貫採用「先求有再求好」的思維，不做最強的原型機，而是先拼湊所有技術，做一個最有可能讓消費市場買單的產品。畢竟，兵貴神速，尤其在商用市場上。

關於 N1 晶片，馬斯克形容得很輕巧，就像是幫你的大腦裝上 Apple Watch 一樣。但智慧裝置成癮的你我，應該此時會浮現相同的疑問：手錶和手機的電池效能會越來越低，科技產品每年都會更新軟硬體，當這些「身外之物」來到產品生命週期末尾時，我們總能輕易汰換。但當這個 3C 產品是放在腦膜底下，如何確保它不僅不會故障，還能好好充電，甚至可升級呢？

Neuralink 這次可是有備而來。首先是穩定性的部分，除了上次發表會看到能腦控《乓》遊戲的猴子佩吉外，這次還展示了其他五隻猴子分別進行不同的腦控遊戲。馬斯克特別強調，牠們都很享受這些實驗，包括這次展示腦控打字的 Sake。透過重複性的實驗，穩定性已獲得一定的保證。

續航力方面，團隊已經改良電池效率，並在猴子身上實驗了無線充電的可行性，確保一整天使用無虞。最後，也是最重要的「可升級性」。畢竟，目前的 N1 就如同 iPhone 一代，當技術演進到 iPhone 14 時，應該沒有人想繼續用舊款。因此，發表會上工程師們展示了 N1 晶片的手術過程有多簡易，完全使用手術機器人，輕鬆地在 15 分鐘內自動植入 64 個電極，再安全地把頭蓋骨和皮膚縫合回來。後續無論是軟硬體升級，只需要到他們正在建置的腦機介面診所就可進行。

目前，N1 晶片的製造已在奧斯汀開始產線準備進行量產。只要 FDA 核准，人體試驗成功的話，Neuralink 就有機會成為第一個達成商用化的腦機介面服務商。

競爭對手與未來展望

然而，Neuralink 只是「有機會」成為第一個達成商用的公司。這兩年，不止一家公司追上，甚至彎道超車，推出比 Neuralink 更接近完成品的產品。在這裡先賣個關子，預告下集我們將討論馬斯克的勁敵，以及可能導致 Neuralink 被指控虐待動物的爭議。

• 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？ 

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。

「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。

• 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。

（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。

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]

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