我公司是集生產、銷售,、服務于一體的多元化企業(yè),，我們主要生產工業(yè)用試驗變壓器、直流高壓發(fā)生器,、兆歐表,、直流電阻測試儀,、串聯(lián)諧振、介質損耗測試儀,、變壓器變比測試儀等試驗儀器設備,。我們來揚公司有著多年服務市場的經驗，經我公司工程師預測：工業(yè)互聯(lián)網 傳感器行業(yè)的巨大機遇,。

   一個充滿傳感器的世界將會如何改變我們所見,、所聞、所思和生活的方式?這里有一個有趣的實驗：請你試著數數,，現在有多少傳感器圍繞在你身邊,。你的計算機上有攝像頭和微型麥克風，智能手機中有GPS傳感器和陀螺儀,，健身追蹤器中有加速計……如果你在一個現代化的辦公大樓上班,，或住在新裝修的房子里，傳感器會不斷探測你的行動以及周圍環(huán)境的溫度和濕度,。

   傳感器在我們的生活中已*,，這是因為它們也遵循摩爾定律：傳感器一直在變得更小、更便宜,、更強大,。陀螺儀和加速計現在已經是智能手機的標配，但幾十年前,，它們還都是體積龐大,、價格昂貴的設備。因此在過去,，這類設備的應用于為宇宙飛船或導航,。同時,，隨著微電子設計,、能源和電磁波譜管理的不斷發(fā)展，即便是成本不到1美元的芯片,，也能將一個傳感器陣列連接到一個低功率的無線通信網絡中,。

    這個巨大的傳感器網絡所產生信息量會龐大到不可思議，但其中絕大部分信息對我們來說都是不可見的,，似乎被一道無形的墻圍了起來,，只有特定設備的特定程序(比如調節(jié)恒溫器，或者記錄你每天走了多少步的應用程序),，才能訪問并使用這些數據,。

    如果我們能消除這種界限，計算機和通訊行業(yè)都將會發(fā)生重大變革,。一旦我們開發(fā)出相關的通訊協(xié)議,，允許設備和應用程序之間進行數據交換(目前已經有人在做這件事了),，那么任何程序都可以獲取任何器物中的傳感器的數據。如果這一設想得以實現,，那么馬克˙魏澤爾(MarkWeiser)在23年前的那篇《21世紀的計算機》(發(fā)表于1991年9月的《科學美國人》)中所預言的普適計算時代(ubiquitouscomputing),，就會成為現實。

    普適計算時代的來臨不會是漸進式的,，我們相信這將會是一個革命性的轉變,，正如互聯(lián)網的迅猛普及。在互聯(lián)網地圖,、推特等手機應用上,，以及推出這些應用的那些行業(yè)*上，我們已經看到,，普適計算的革命性轉變已經開始萌芽,。但是，只有當各種設備都能從無處不在的傳感器上獲取數據時,，技術創(chuàng)新才會出現爆炸式的增長,。環(huán)境信息的整合者，將成為下一批市值達到10億美元級別的科技公司,，它們會利用我們身邊的傳感器產生的數據,，開發(fā)出全新的應用程序。

    要預測普適計算以及傳感器數據將對我們的日常生活產生何種影響,，其難度不亞于在30年前預知互聯(lián)網絡將會如何改變世界,。幸好，我們可以用“媒介理論”作為參考：上世紀60年代,，通信理論學家馬歇爾˙麥克盧漢說過,，電子媒體(主要是電視)將會成為人體神經系統(tǒng)的延伸。如果麥克盧漢今天還健在的話,，不知道他會怎么看待傳感器的普及,。當傳感器變得無處不在，當它們收集到的數據能以全新的方式成為人體感官信息的一部分,，人類感知的邊界將在何處?當我們的感知不受時間,、空間和尺度的限制，我們又該如何定義“存在”的概念?

可視化的傳感器數據

    我們利用所有的感官來認知世界,，但對于大多數數字信息,，我們只能用移動設備上的、小塊的二維屏幕來顯示,。因此,，我們受困于信息瓶頸，這并不是什么新奇的觀點,。在這個信息爆炸的時代,，我們發(fā)現自己越來越無法維持在這個世界中的存在感了,。然而，只要我們能夠學會正確利用這些龐大的數據資源,，希望的曙光就將出現,。因此，我們在麻省理工學院媒體實驗室的團隊花費數年時間,，致力于將傳感器網絡收集的信息轉換成人們熟悉的“感官語言”,。

    當年，網景(Netscape)瀏覽器為我們提供了一個訪問互聯(lián)網龐大數據的渠道,，我們正在開發(fā)的軟件瀏覽器能幫助我們獲取并利用即將涌來的傳感器數據洪流,。目前用來開發(fā)這類瀏覽器的佳工具是一款名為Unity3D的視頻游戲引擎，通過這款引擎,，數百萬名游戲玩家可以在不斷變化的三維環(huán)境中進行實時,、快捷的互動。我們則利用它開發(fā)了一款名為DoppelLab的應用程序,，能夠接收環(huán)境中所有的傳感器數據流,，并將數據轉化為圖像形式，投射在建筑物的三維模型上,。以多媒體實驗室為例,，DoppelLab會收集整座大樓的傳感器數據，并將這些數據實時呈現在計算機顯示器上,。只需觀察屏幕,，用戶就可以隨時瀏覽每個房間的溫度、訪客及人員的活動,，甚至乒乓球在智能球臺上的位置,。

    除了對數據進行可視化處理，“雙重實驗室”還能將大樓中所有麥克風采集到的聲音匯總到一起,，創(chuàng)建一個虛擬的聲音環(huán)境,。當然，為了保護隱私,，傳感器會在傳輸聲音之前,，對音頻信息進行處理,。經過處理后,，聲音里的信息是無法理解的，但保留了環(huán)境的背景音和說話者的聲音特質,。“雙重實驗室”的使用者還可以查找過去某一時刻的信息——使用者可以從各個角度觀察某一時刻的情形,，或者通過快進，查看不同時間尺度的數據,，從而發(fā)現日常很難發(fā)現的周期性現象,。

   “雙重實驗室”一類的瀏覽器軟件有許多直接的商業(yè)價值——例如可用于安裝了多種傳感器的大型建筑的虛擬控制平臺,。以往，當大樓管理者想要追蹤暖氣系統(tǒng)的問題時,，他必許整理并查看大量表格和圖表,，對異常的溫度數據進行分類歸納，才有可能終找到問題的根源,。如果使用“雙重實驗室”,，管理者可以及時了解所有房間的當前溫度和設定溫度，快速發(fā)現溫度異常的樓層或房間,。此外,，規(guī)劃者、設計人員和居住者可以了解大樓內基礎設施的使用情況,，以及樓里的人們什么時候會聚集在一起,，通常會聚集在哪里，如何改變人們的工作或交流方式?

    不過,，我們開發(fā)“雙重實驗室”,，并非出于商業(yè)目，而是為了探索一個更宏大也更有趣的問題：普適計算將會如何改變“存在”這個詞的基本含義?

重新定義“存在”

    隨著傳感器和計算機技術的不斷發(fā)展,，虛擬旅行或將變成現實,，實時“存在”于遙遠的某個地方也成為可能。到那時,，“這里”和“現在”這兩個詞,，也許會有新的含義。我們在蒂德馬什農場開展了名為“實境觀測站”的項目,，目標是帶領實體和虛擬訪客體驗不斷變化的自然環(huán)境,。我們計劃在“實境觀測站”的基礎上，結合“雙重實驗室”,，來探索“存在”這個詞概念的變化,。

    自2010年以來，在政府與民間環(huán)保組織的共同努力下,，美國馬薩諸塞州南部250英畝(約101公頃)的蔓越莓沼澤,，已經被改造成一個受保護的沿海濕地系統(tǒng)，統(tǒng)稱為蒂德馬什農場,，我們的同事格洛里安娜˙達文波特是農場的共同擁有者之一,。達文波特在多媒體實驗室中主要研究紀錄片未來的發(fā)展，她有一個很好的想法,，就是在環(huán)境中布置多種傳感器,，自動拍攝“紀錄片”。在她的協(xié)助下,，我們正在開發(fā)一個能記錄生態(tài)變化,，并允許人們體驗這些信息的傳感器網絡,。在蒂德馬什農場，我們架設了數百個無線傳感器,，用來測量溫度,、濕度、水分,、光,、運動、風,、聲音,、樹干液流，以及多種化學物質的濃度水平,。

    借助于的電源管理方式,，這些傳感器只靠電池就可持續(xù)工作數年。其中,，某些傳感器會使用太陽能電池,，其功率的提升可以滿足音頻傳輸的需求——甚至包括微風、鳥鳴,，以及雨滴落在樹葉上的聲音,。我們的同事還在蒂德馬什農場安裝復雜的生態(tài)傳感器，比如水下光纖溫度表以及可以測量水中溶氧含量的設備,。所有這些數據都會傳輸到服務器上的數據庫中,，用戶可以通過不同的應用程序，查詢和使用這些數據,。

    應用某些程序,，生態(tài)學家可以查看沼澤中的環(huán)境數據。還有些程序則是專門為普通用戶設計的,。比如,，我們正在開發(fā)一款類似“雙重實驗室”的瀏覽器，可以通過任何聯(lián)網的計算機,，訪問虛擬的蒂德馬什農場,。在這個虛擬農場中，我們對沼澤的地貌進行了數字仿真模擬,，生成了虛擬的樹木和植被,。同時利用游戲引擎，加入了由傳感器收集到的噪聲和數據,，讓你在不同的位置,，聽到不同的聲音,，獲得身臨其境的感受,。作為虛擬體驗者,，你可以在沼澤上漂浮，傾聽身邊的響動;或是探索不同的區(qū)域,，感受環(huán)境的變化;抑或潛入水底,，聆聽水下麥克風收集的聲音。真實環(huán)境中的風也會被傳感器偵測到,，并轉化為數字信號,，吹動虛擬叢林。

“實境觀測站”只是一個展示性項目,，而并非實用系統(tǒng)的原型,。但我們不難想象在現實生活中應用的場景。比如,，農民使用類似的系統(tǒng),，可以查看大量的傳感器數據，隨時追蹤農場中的濕度,、農藥,、肥料情況，甚至動物活動,。而市政機構則可以對風暴,、洪水等自然災害進行跟蹤，尋找處于危險中的人群,，及時提供幫助,。實際上，對于我們的日常生活來說,，這種技術并非遙不可及,。我們早已習慣在外出用餐之前先使用Yelp(美國類似于“大眾點評”的軟件)查詢餐廳的評價。未來,，這類軟件也許還會讓我們看到餐廳里的環(huán)境情況(是否吵鬧,，是否擁擠)。

    這種可以實現遠程“存在”的方式,，或許已經接近于時空穿越了,。我們經常會在旅途中會打開“雙重實驗室”，只是為了聽聽大樓里的聲音,，感受一下實驗室里的活動,。這種體驗，讓我們有了家就在身邊的感覺,。同樣,，路途中的游子們，也可以通過這種技術，瞬間“回到”在家中,，并和家人一起,，共度美好的時光。

感知的延伸

    有一點是毋庸置疑的,，可穿戴設備將會在下一波計算大潮中扮演至關重要的角色,。在我們看來，可穿戴計算機與傳感器具有天然的互補性,，兩者可以結合在一起,，成為人體感知能力的補充和延伸。

    多年來,，研究人員一直在不斷嘗試,，將可穿戴傳感器和制動器作為人體的輔助設備，把傳感器數據傳輸到人體的感知器官,，這個過程叫做感知替換,。近年來的許多研究都顯示，神經可塑性確實存在——我們的大腦可以適應新的刺激,，也就是說,，傳感器有可能作為“額外感覺器官”，融入我們的感覺系統(tǒng),。不過,，要把傳感器網絡的數據，與人類的感知體驗有機結合在一起,，我們還有很長的路要走,。

     我們相信，要發(fā)揮可穿戴設備的大潛力,，提升人體的外部感知能力,，面臨的一個關鍵問題是，如何更好掌控穿戴者的注意力,。今天的高科技可穿戴設備,，如某眼鏡，其功能就像一個第三方的服務中介,，會根據周邊環(huán)境,，為我們提供相關的信息，或為我們推薦一些服務(比如用戶經過電影院時,，會推薦近期熱播的大片),。但是，這些“建議”經常會毫無征兆地突然跳出來,，之前沒有任何預示,。這種機械式的建議方式讓人十分頭疼甚至厭煩，但在我們的神經系統(tǒng)里，類似情況是不會發(fā)生的,。我們的感知系統(tǒng)讓我們能動態(tài)處理不同的外部刺激,，過濾掉那些與當前關注的事物無關的刺激。我們正在進行相關實驗,，以了解可穿戴設備能否像人類大腦一樣,，將注意力集中在重要工作上,，同時對周圍環(huán)境保持一定的關注度,。

       我們的*個實驗是要確定，在實際應用中,，可穿戴設備能否分辨出使用者正在聆聽哪一組聲源,。我們希望利用這個實驗獲得的結果，能讓用戶仿佛身處自然環(huán)境中,，可以“不經意”地聽到周邊環(huán)境發(fā)出的各種聲音,，就像我們在蒂德馬什農場中做的那樣。想象一下,，初你的注意力集中在一個遙遠的湖心小島上,，然后慢慢地，你開始聽到遠方的聲音,，這種感覺就像你可以隨心所欲地調整聽覺的靈敏度(在現實中,，我們的耳朵不可能聽到那么遠的地方傳來的聲音)。再次進入想象的世界——你正沿著一條小溪散步,，但水底的聲音卻可以清晰地傳入耳中,，偶一抬頭，就會聽到枝頭鳥兒的歌聲飄來,。這種數字化信息的傳輸方式將成為一個重要的里程碑,，未來人體的感知器官和傳感器網絡極有可能通過信息流，實現相互之間的連接,?；蛟S在不久的將來，這一設想將由植入人體感覺器官或神經系統(tǒng)的傳感器來實現,。我們希望這些設備及其提供的信息,，能夠作為我們現有感知能力的補充，而非取代它們,。

美夢還是噩夢?

    對于包括我們自己在內的許多人來說,，我們剛剛描述的世界似乎讓人覺得有些毛骨悚然。對“存在”的重新定義,，代表我們與環(huán)境的關系,，以及我們與他人的關系都不得不發(fā)生改變。更令人擔心的是，普適計算對于個人隱私產生的巨大影響,。但我們仍然相信,，在科技進步的同時，我們可以采用很多方法來保護自己,。

   10年前,，我們的研究團隊曾經開展過一個項目，馬特˙萊伯維茲在媒體實驗室里架設了40個攝像頭和傳感器,。他為每一個節(jié)點都設計了一個巨大的開關,，使用者可以輕易發(fā)現并關閉傳感器。在現今的世界里,，攝像頭,、麥克風等傳感器幾乎無處不在，就算有開關,，也很難一一關閉,。我們必須有更加有效的解決方法。

    其中的一個解決方案是,，讓傳感器可以對環(huán)境和人的個體偏好做出響應,。幾年前，我們團隊的成員龔南葳就在這個方向上做了一些探索,。她開發(fā)了一個特別的鑰匙環(huán),，這個裝置實際上是一個無線信標發(fā)射器，可以不停地發(fā)射無線信號,，將使用者的個人偏好“告知”周邊的傳感器,。鑰匙環(huán)上有一個標有“NO”字樣的按鈕，一旦按下這個按鈕,，當前環(huán)境中的所有傳感器都無法接收到相應的信息,，這樣就可以確保，在這段時間里,，使用者的所有隱私信息不會外泄,。

    任何解決方案都必須要保證以下兩點：一是要確保周邊所有傳感器都能接收到使用者發(fā)出的請求;二是確保這些請求能切實執(zhí)行。要開發(fā)這樣的通訊協(xié)議,，首先要面對技術和法律上的種種限制,。為了克服這些問題，各地的開發(fā)團隊已經開展了多項探討和研究,。例如,，法律可以將某人周圍所有傳感器產生的數據的所有權賦予這個人，個人有權選擇是否對這些數據進行加密,，或限制這些數據上傳到網絡中,。

    “雙重實驗室”和“實境觀測站”項目有一個共同的目標,，就是首先在安全的空間內，了解這些技術會對隱私權產生何種影響,。這樣,，我們就可以在那些災難性的影響真正來臨之前，找到有效的應對方案,。美國*(NSA)前雇員愛德華˙斯諾登讓我們了解到信息透明的重要性,，在一個開放的社會，只有制定相關的法律措施,，才能真正消除隱私權受到的威脅,。除此之外，我們認為,，在軟硬件開發(fā)過程中,，向全民化開源,，是防止隱私受到系統(tǒng)性侵犯的手段,。

    與此同時，這個由傳感器驅動的世界將給我們帶來的全新體驗也開始慢慢出現,，未來的前景令我們興奮不已,。全新的科技*具備將我們的身體與周圍環(huán)境融為一體的能力。這些工具可以讓我們擺脫對智能手機的依賴,，回歸到現實環(huán)境中——它們會讓我們更加真實地存在于這個世界,。