按摩棒和遙控老鼠－－開發板的應用

本篇文章由 聯發科技創意實驗室 (MediaTek Labs) 贊助，泛科學策畫執行。

這是關於遙控按摩棒開發板推動科學進步的故事。

「我想知道使用按摩棒時，怎麼震動才會感到高潮？」；
「我想知道我家的狗半夜聽到了什麼？」；
「我想…」

上述的問題也許不如發射火箭探索太空的偉大，但對許多人來說，這是更貼近生活的科學研究。在過去，分析科學計畫需要許多大型的探測儀、電腦、金錢、文獻，無形的巨牆阻礙了科學的發展，如今，自由下載的文獻、大眾的科學募資和開放原始碼的自由軟體，讓民眾開始有資金和工具進行自己的科學研究。不限於軟體，許多大型機構開始釋出過去自身主導的專案與技術，例如美國電動車Tesla開放自身專利，歡迎「抄襲」；而國內知名企業聯發科技也積極投入拓展開發平台，設立創意實驗室 (MediaTek Labs) ，推出開發板Linkit One，邀請所有人共做；而這些開發板－像是Linkit One、Arduino等，以親民的價格投入硬體市場，讓更多人願意嘗試。

Open Source, Open Science－－開源、開放

對於不曾讀過電路學的學生來說，要自行組裝電子用品幾乎是不可能的。但這面硬體的高牆，在十年前開始被打破了，2005年Arduino首次問世，這塊手掌般大的電路板，能讓沒有電機背景的人也能作出很有趣的產品，如：懶人必備－免下床即可用iPhone關燈。

開發板能改變世界的原因就在於其背後的精神－「Open Source」。Arduino採用開放的授權條款。任何人都能生產、改寫和銷售開發板。只要求註明原始Arduino的貢獻，已及新的設計也必須使用創用CC許可。這種Open Source的精神，讓使用開發板的人都樂於創造，並不吝於分享彼此的作品，這也讓許多前所未有、充滿想像力的產品持續產生。

創意+開發板的無限可能－－按摩棒和遙控老鼠

欲望帶來了需求，而有需求就會有產品相應而生。今年年初的募資平台上，出現了以Arduino為元件的按摩棒－HUM，內藏的壓力感測器能配合使用者的動作，變換按摩棒的振動模式，以達到讓人最高「性」的效果，不僅如此，使用者還可以自行上傳程式碼，微調按摩棒的振動模式，更加貼近使用者的需求！

開發板的誕生也促進了設備縮小化，代表各式檢測儀器能夠輕量化，更便於攜帶使用。美國紐澤西州立羅格斯大學（Rutgers University）的Srinivas Devarakonda團隊，開發了手持式的一氧化碳檢測器 [1]，不僅能檢測密閉空間裡看不見的有毒氣體分子，該團隊更帶著檢測器走遍了整條紐澤西高速公路，繪製了一張另類的紐澤西空氣汙染地圖。

在南半球的科學家們，也許是受到鋼鐵人能從掌心發射衝擊波的啟發，利用Arduino發明了一組能發射聲波的手套 [2]，南澳大利亞大學（University of South Australia）的Thuong N. Hoang和Bruce H. Thomas製備了能發射超音波的手套，讓穿戴者像蝙蝠一樣，利用手套「看見」眼前的事物。

而縮小化的控制設備也讓仿生科技和大腦研究有了嶄新的開始。紐約大學理工學院（Polytechnic Institute of New York University）的Vladislav Kopman仿生科技團隊，想研究魚類的游泳姿態，於是研究員們就利用Arduino開發了一隻會游泳的機械魚 [3]，在模仿活魚游泳型態的過程中，科學家持續的修改運動模式，讓機械魚能像活魚般地在水中游泳。在2014年，位於比利時的天主教魯汶大學（KU Leuven），由Hemmings Wu等人主導了一項研究動物大腦的計畫 [4]。研究團隊利用Arduino製作了感測的電極，能夠同時刺激及紀錄大腦的活動，研究團隊甚至能夠控制動物的活動，讓動物聽從指令而動作。

能調查沿海環境的「海洋機械魚」和人人都可成為釀酒大師的「智慧釀酒瓶蓋」，都是台灣學生自行研發的產品 [5]。台大工科海洋系的學生製造出的「海洋機械魚」，其核心是Linkit One，能夠調查海洋的溫度、含氧量和養分濃度，更具備GPS定位功能，能調查全球的海洋系統，不僅是一隻能預報海洋氣候的機械魚，更是一座會游泳的海洋生態實驗室！而交通大學學生開發的「智慧釀酒瓶蓋」則是滿足了每個人釀造私房酒的夢想，瓶蓋內的Linkit One搭配檢測器，能即時地感測酒精濃度等資訊，再回報到釀酒師的手機上，讓使用者不會錯過葡萄酒最芳醇的一刻！

開發板的誕生不只讓龐大的科技縮小，而接上了探測器後所開發出的功能更是千變萬化，超級英雄世界裡的科技似乎真的在實驗室裡一步步地開發完成，也許在不久後，「鋼鐵人」的衝擊波盔甲或「蟻人」操控螞蟻晶片就不再只是想像了呢！

 

本文特別感謝中華民國開放文化基金會 趙柏強（Po-Chiang Chao）協助。

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參考文獻

1. Srinivas Devarakonda, Parveen Sevusu, Hongzhang Liu, Ruilin Liu, Liviu Iftode, Badri Nath (2013) Real-time Air Quality Monitoring Through Mobile Sensing in Metropolitan Areas. The 2nd ACM SIGKDD International Workshop on Urban Computing. DOI: 10.1145/2505821.2505834
2. Thuong N. Hoang and Bruce H. Thomas (2012) Distance-Based Modeling and Manipulation Techniques Using Ultrasonic Gloves. Mixed and Augmented Reality (ISMAR), 2012 IEEE International Symposium on. DOI: 10.1109/ISMAR.2012.6402577
3. Vladislav Kopman, Jeffrey Laut, Giovanni Polverino and Maurizio Porfiri (2013) Closed-loop control of zebrafish response using a bioinspired robotic-fish in a preference test. Journal of The Royal Society Interface. 10(78), DOI: 10.1098/rsif.2012.054
4. Hemmings Wu, Hartwin Ghekiere, Dorien Beeckmans, Tim Tambuyzer, Kris van Kuyck, Jean-Marie Aerts & Bart Nuttin (2014) Conceptualization and validation of an open-source closed-loop deep brain stimulation system in rat. Scientific Reports 4, article number: 9921 DOI:10.1038/srep09921
5. 2015通訊大賽官方網頁 https://www.mobilehero.com/

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