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移動的網路技術,bestLINK讓你即時收看媽祖遶境!

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/03/21 ・1532字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 524 ・七年級

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文\王昱夫

媽祖遶境,總是聚集了上百上千人的信眾,在路上宛如一條巨大的人龍,對於管理維持安全的警方來說,最困擾的,莫過於在一些地點常會發生「搶轎」事件,引起群眾混亂,對信眾安全更是ㄧ大威脅。要解決這樣的問題,最直接的想法就是派大量警力一路緊緊跟著,但是這樣不僅過度浪費人力,對參與繞境的信眾也造成許多不方便;那不如派人一路跟著隊伍用攝影機監看吧?不過要這樣做就必須克服在移動中網路不穩定以及基地台容量滿載的問題。對此,資策會智通所開發的「Best LINK移動專網」系統成了一項有效的解決方案!足以提供在移動中,收訊穩定、不中斷的即時影像。實際在2012年大甲馬祖遶境於彰化時,提供彰化警局鑾轎的即時影像監控。

傳統上,在移動中傳輸影像會遇到兩個最大的問題:一是「多重路徑干擾」,二是「傳輸功率的變化」。多重路徑干擾指的是訊號傳出去之後,因為環境的關係會透過折射、繞射等多重路徑前後傳送到接收端,如同一個大禮堂中演講的聲音會不斷回響,聲音資訊不清晰一樣,因此在移動時,環境和影像的變化使得訊號的流量忽大忽小隨時在改變,資訊的壓縮處理若沒做好,極易造成影像畫面破格或延遲。傳輸功率的變化則是指,移動中由於傳送與接收訊號端的距離不斷改變,天線的功率必須其傳輸狀況隨時調整,距離近時不能功率過大,距離遠時功率需要加強(同時還必須面對散熱問題),過大過小都會使傳輸狀況不穩定。

陳經理向我們說明BestLINK系統。
陳經理向我們說明BestLINK系統。

針對這兩個問題,BestLINK技術結合了wifi與wi-max兩種系統來解決。BestLINK採用了技術成熟且普及的wifi晶片,並結合wi-max「頻寬可調」、「高敏感度」⋯⋯等優點,在晶片設計上做改良,不但能解決多重路徑干擾的問題,甚至還能隔絕外部訊號;功率變化的困擾,則是透過更變電路板設計,運用wi-max技術改善流量控制、功率調整以及功率變化可能導致的系統過熱。整體來說,BestLINK技術突破了過去高速移動下影像傳輸會遇到的困難,在測試上甚至可以達到在每小時130公里時速下也能順暢傳輸影像的成果。

早期無線網路應用多用於語音傳輸,但近年來,由於影像傳輸求大增,常常會需要穩定、即時的移動影像,BestLINK便是在這種趨勢下所研發的技術。在使用上可針對軍警消等特定客戶,對於急難救助通訊、偏遠地區的移動網路接取都有很大的幫助,同時,BestLINK比起傳統網路,更具備低成本、能快速部署、高可靠度等優勢,足以提供有效率又穩定的影像傳輸服務。

BestLINK系統具有高機動性,可透過背包攜帶,將拍攝影像立即以無線方式回傳。
BestLINK系統具有高機動性,可透過背包攜帶,將拍攝影像立即以無線方式回傳。
由BestLINK系統可以直接回傳即時影像給遠處的影像接收端。
由BestLINK系統可以直接回傳即時影像給遠處的影像接收端。

目前,BestLINK技術已實際投入至軍警的監控設備,像是一開始提到的媽祖遶境行程,為避免在過程中發生混亂,警方可運用此技術,在不干擾隊伍行進的狀況下進行遠端監控、存證,不會受到移動中環境的干擾使影像品質下降。另外,由於BestLINK的無線網路技術也可利用在骨幹網路傳輸,對於偏鄉地區無線網路的是ㄧ個快速有效的來源,桃園縣復興鄉i-Tribe部落免費無線寬頻網路便是一個成功的案例。

未來,這項技術可以普遍應用作急難救援迅速建立即時通訊的工具,也可作為光纖未達區域之無線寬頻骨幹網路。不只要「世界越快,心則慢」,更要「我移動越快,世界仍快」!(聽起來好像什麼相對論的描述喔XD)

研究團隊合照。
研究團隊合照。

更多資訊請參考解密科技寶藏

文章難易度
創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
81 篇文章 ・ 1 位粉絲
由 19 個國家級產業科技研發機構,聯手發表「創新科技專案」超過 80 項研發成果。手法結合狂想與探索,包括高度感官互動的主題式「奇想樂園」區,以及分享科技新知與願景的「解密寶藏」區。驚奇、專業與創新,激發您對未來的想像與憧憬!

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史上第一個全裸出演電影的好萊塢巨星,也是Wi-Fi與藍牙技術的奠基者——海蒂.拉瑪
椀濘_96
・2022/03/14 ・2501字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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她是全球知名好萊塢影星,同時也是發明「展頻技術」(Spread Spectrum;過去稱為秘密通訊系統)的關鍵人物,更被人尊稱為「Wifi 之母」、「藍牙之母」,鮮明的性格、亮麗的外表(她真的很漂亮)、才能與智慧,造就了海蒂.拉瑪戲劇性的一生。

海蒂.拉瑪(Hedy Lamarr,1914-2000)的原名為海德薇希.愛娃.瑪麗亞.基斯勒(Hedwig Eva Maria Kiesler),是個出生於奧地利的匈牙利猶太後裔,父親是維也納知名的銀行家,母親則為一名鋼琴家。

Hedy Lamarr(1914-2000)。圖/Wikipedia

為夢想勇敢前進電影產業

少女時期的海蒂.拉瑪被電影吸引,便毅然決然放棄了當時仍在學習的通訊專業,退學後的她學了鋼琴、芭蕾,幸運地被導演馬克斯.萊因哈特挖掘,將她帶到了位於柏林的表演學校,先是由場記員做起,闖蕩電影界。

1930 年,年僅 17 歲的海蒂.拉瑪出演了她的第一部電影,之後陸陸續續拍攝了多部作品,其中讓她從此聲名大噪的,是在 1933 年的捷克電影《神魂顛倒》(Ecstasy),劇中她不畏世俗眼光,為戲裸泳及全裸在森林奔跑,這也使她成為了第一位在螢光幕前全裸出鏡的女主角。事後海蒂.拉瑪回憶起這部作品:「你用你的想像力,便可以看到任何女演員及她的裸體。」

成名不久後,她便結識了第一任丈夫——弗里茨.曼德爾,是一名奧地利的軍火商。由於生意上的往來,海蒂.拉瑪因此可以在招待客戶時,從旁聽聞丈夫與買賣方之間的交談,這便促成了她擁有無線電通訊知識的機緣。

儘管生活富裕,然而婚後的海蒂.拉瑪並不快樂,處處遭受限制,甚至連熱愛的電影產業也被禁止涉足。1930 年代納粹滲透奧地利,海蒂.拉瑪堅決反對納粹,但身為猶太人的丈夫卻與希特勒及墨索里尼等法西斯主義份子做交易、打交道,終於讓海蒂.拉瑪下定決心逃離不愉快的婚姻生活。

在逃離到倫敦後,結識了老牌電影公司米高梅創始人之一路易.梅耶,他與海蒂.拉瑪簽訂了一份長達七年的影視合約,前往美國踏上好萊塢演藝之路。她由於電影《神魂顛倒》受到不少批評,也是在此時將名字改為我們所熟知的海蒂.拉瑪。隨後便在好萊塢參與多部影視作品,出演許多受人歡迎的電影,成為家喻戶曉的女星,紅極一時。

重新踏入電影產業的海蒂.拉瑪。圖/Wikipedia

1940 年海蒂.拉瑪在聚會上認識了鋼琴家喬治.安塞爾,就在兩人聊天時,她想起了軍火商前夫曾與納粹官員談起如何操控魚雷的內容……。

發明展頻技術

就在某次聽安塞爾彈奏鋼琴時,看著按壓不同琴鍵就能使聲音有所變化,於是海蒂.拉瑪聯想起,直接用無線遙控魚雷,就很容易使之被相同頻率的信號干擾,造成魚雷偏離目標,既然改變鋼琴鍵能直接改變聲音,那麼同理,如果是直接改變無線電信號的頻率就能改變發出的信號!若不停地隨機改變信號頻率,因敵人干擾而影響魚雷的機會就會減少很多。

做為專業且優秀的音樂家,安塞爾想出了具體的實施方法,他曾使用了 16 架自動演奏鋼琴創作了《機械芭蕾》(Ballet Mecanique)一曲,而自動鋼琴的原理為,以打孔紙卷來記錄音譜,透過裝置捲動紙軸,紙卷上的孔位與驅動機械連動,使相對應的裝置擊琴鍵,從而演奏出音樂。

運用自動演奏鋼琴的原理,在魚雷的接收器和艦船發射器內安裝相同編碼的滾筒,在兩者同步運轉時調整頻率,就可以達成透過載波快速切換不同頻率,使得接收端與發射端產生偽隨機(後稱此技術為跳頻展頻;Frequency-hopping spread spectrum, FHSS)。

兩人在 1941 年時向美國專利商標局(USPTO)提出專利申請,並將這項技術發明命名為「秘密通訊系統」(Secret Communications System),隔年順利通過,專利號為 2292387,就是我們現在的展頻技術(Spread Spectrum),值得一提的是,他們共使用了 88 種頻率,而鋼琴鍵數就是 88。

藉由聽鋼琴演奏發明展頻技術。圖/Pexels

由於該技術是由演員與音樂家所發明的,期望為戰爭貢獻心力的兩人,此項發想在當時難以說服軍方使用。但兩人還是將專利無償提供給美國軍方使用,也自行支付相關的專利維護費用,而當時的電子科技發展仍無法支持這樣的技術,一直到冷戰時期,電晶體發明後才真正被運用於軍事上。

成為無線電通信技術發展的基礎

日後展頻技術被應用到眾多無線電通信中,分碼多工存取(Code Division Multiple Acces, CDMA)、無線區域網路(WLAN)、Wi-Fi 與藍牙都是基於此技術發明出的。

海蒂.拉瑪與安塞爾並沒有繼續深入研究他們的發明,而上述新技術與海蒂與安塞爾的專利雖有相通之處,但都沒有觸及其專利權,兩人終其一生未因此專利獲得任一分錢,即便至近年 ,這項技術還是被許多專利所引用。

在這項發明專利公布的 56 年後,1997 年兩人的成就才終於獲得電子前線基金會(Electronic Frontier Foundation;EFF)榮譽技術獎章殊榮,2014 年兩人被選入美國發明家名人堂,直到現代,海蒂.拉瑪才真正獲得世人廣泛的認同。

後記:

在讀完海蒂.拉瑪的故事後,筆者思考起,儘管海蒂.拉瑪不像大眾所熟悉的發明家、科學家,擁有豐富的學識背景,甚至是圈子裡優秀出眾的學者,然而她從生活中發現了他人不曾想過的,也確實把它實踐了,讓以為距離遙遠的科學發明,也有了浪漫親近的一面。

參考資料:

椀濘_96
11 篇文章 ・ 19 位粉絲
喜歡探索浪漫的事物; 比如宇宙、生命、文字, 還有你。(嘿嘿 _ 每天都過著甜甜的小日子♡(*’ー’*)

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Wifi喇叭讓低頭族遠離危險
昱夫
・2014/07/26 ・794字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 590 ・九年級
相關標籤: wifi (3) 喇叭 (4)

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WiFi-Honk-1404940646738
Illustration: Randi Klett; Images: Getty Images

還記得之前有低頭族過馬路被車撞到的新聞嗎?在智慧型裝置越來越普及的時代,不論行人或是車輛,都常常因為低頭看手機或是盯著GPS而忽落了路況,引發現實交通上的危險!現在,科學家針對低頭族,研發出wifi喇叭,讓手機主動提醒你身邊該注意的安全!

密蘇里大學(University of Missouri)的Kaustubh Dhondge團隊,發展了利用wifi來連結個人行動裝置的“WiFi Honk”,達到類似汽車喇叭的作用。在研發構想中,使用者可以下載App來連結管理系統,選擇以「行人」或是「車輛」的方式上路後,每隔0.1秒,手機便會自動透過wifi beacon向系統上傳個人位置、移動速度及方向;當系統接受訊息,便會將該區域的所有人車資訊做整合,計算出可能發生碰撞意外的對象,由螢幕顯示或是聲響震動提醒雙方及時注意,避免意外。

目前,此系統會碰到的問題,主要是要如何在混亂的交通狀態中(包含各種形式的交會:同向超車、雙向會車⋯⋯等等),更精準地預測事故點,避免傳送不必要的警告訊息給使用者;另外,也要避免在擁擠的情境下,過多訊息會彼此干擾而使效能降低。一旦改進了這些問題,WiFi Honk將能更正確地針對可能性事故當事人提出提醒。

除了搭載在智慧手機,研究團隊也期望能將這項技術推廣到車輛配備上,若是未來的車輛都可以配備wifi beacon發送能力,系統就可以建立更大的資料庫,提升預測交通事故的精準度與普及率!

「當晚上你騎著腳踏車,你搭載WiFi Honk的手機便成為探照燈,它能在視線範圍外就預測到朝你疾駛而來的危險」參與研究的Sejun Song說。然而,在這些科技實際上路前,為了人身安全,為了不與現實脫節,還是讓我們抬起頭,看看世界吧~

 

延伸閱讀:

資料來源:Wifi-Honk! Smartphone App Gets Pedestrians out of the way [IEEE Spectrum, July 14, 2014]

昱夫
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PanSci實習編輯~目前就讀台大化學所,研究電子與質子傳遞機制。微~蚊氫,在宅宅的實驗室生活中偶爾打點桌球,有時會在走廊上唱歌,最愛929。