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未来科技生活缩影 - 霍布斯鬼城
无人城测试新科技实用性

【作者: 陳于風】2012年12月07日 星期五

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近年来科技的发展日新月异,许多原本属于好莱坞电影里的科幻产品,如今也逐渐走入我们的生活中。然而每当有突破传统的创新科技汇入人类的生活之际,最常为人质疑的就是,这样的技术或是产品究竟对人类有无不良影响?或是这样的创新会不会对现有产品造成影响?


目前一般应用产品的开发过程并不像医疗产业般有着严格的管制流程;必须完成临床人体实验成功之后才会核发许可执照。就应用产品而言,只能在某种程度之内尽可能做到合理的管制,以免对人类健康造成影响。


科技进步 对人体有无影响?

例如这几年来科技界不遗余力研究的无线电力传输,目前的研究虽然偏重在如何对电子产品进行无线充电,但是在早期的研究,则是偏重在如何透过微波进行远距离的电源发射。


事实上,早在1899年,Nikola Tesla就已经证明无线电源传输是可行的,当年他便成功地在不使用电线的情况下;点亮25英哩以外的氖气照明灯。而在1968年时,Peter Glaser则提出了利用微波从太阳能动力卫星向地面传输电源的想法。这样的想法在去(2011)年有了进一步的发展。


日本京都大学日前公开了用来作为宇宙太阳能发电用途的微波无线电力传输实验设施。所谓的宇宙太阳能发电是利用配备太阳能电池面板的人造卫星来收集太阳能,因为距离太阳较近,因此转换效率可以比在地面上使用太阳能板为佳。之后利用这个距离地表约3万6000公里卫星将太阳能电池面板生产的电力通过微波向地面输送。


这种设施的公布,代表我们向远距离无线传送电力的技术实用化大幅跨前一步了。然而在兴奋之余,不禁要问,这样的电力传送对人体究竟有无影响?


建立无人城市 实验智慧城市概念

现在这样的疑问或许可以有管道初步解决了。目前有一家美国科技研发公司Pegasus,他们计画在新墨西哥州东南部利郡(Lea County)的霍布斯市(Hobbs City),以南卡罗来纳州的洛克希尔(Rock Hill)市为蓝图,打造一座所谓的「高科技鬼城」,名为CITE(Center for Innovation, Testing & Evaluation),这是一座未来智慧城市。



图一 : 占地39平方公里的霍布斯智能型城市
图一 : 占地39平方公里的霍布斯智能型城市

所谓的鬼城指的是该城市会如一般城市一样,有着完整房屋和商用建筑、市内道路以及高速公路,此外,屋外也会有着新旧并存的基础设施、公共设施,同时屋内则同样安置有家庭该有的各类电器、电子设施及家具及卫浴设施等等。唯一不同的是,这个城市不会有人居住,这也就是为何被称为鬼城的原因。


工作人员及研究人员都将居住在该鬼城的周围,已进行各类实验。科技鬼城让研究开发人员在不干扰人们日常生活情况且无须担心该技术是否会对人体有害的情况下,得以放手研究。当然在研究后期会考虑将实验动物纳入该鬼城,借以了解该技术是否最终对人体无害,以作为能否将产品投入市场的依据。同时也可以了解新科技对现代都市人生活形态的影响,以及对现有设备设施是否有所影响。


霍布斯市长柯比(Sam Cobb)对于这项计画给予大力的支持,这也是霍布斯最后雀屏中选的原因。 Pegasus资深执行董事布默莱(Bob Brumley)指出,当初他曾因为新墨西哥州有不少联邦研究机构,像白沙飞弹测试基地(White Sands Missile Range)和桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)等,而把新墨西哥州从选址的候选名单中剔除,但最后因为该州及霍布斯市的大力支持,最终还是选择在这里建置。


目前这座占地39平方公里的智慧型城市计画将由Pegasus的子公司CITE负责,这项计画已于今(2012)年6月30日正式动工,施工期预计在2013年底前结束,初期预计投入4亿美金进行城市建设工作。未来的研究范围将无所不包,例如导入智慧型的交通网并配合自动驾驶汽车,以观察此类新式交通系统在程式运作上可能会遇到那些问题,以及会有哪些方面与现行法律规定不符。


另外,也会将下一世代的无线网路纳入城市建设,然后研究是否能够藉由城市无线网路来控制家用设施设备,例如启动洗衣机或是免治马桶等。同时,也会保留现有的旧网路设施,俾以观察能否在旧网路基础设施上来测试新型智慧科技。


建置智慧电网 整合新能源的使用

再者,智慧型电网的架构也是未来智慧城市建设所不可或缺的一环。所谓智慧型电网是指利用双向数位科技建立的输电网路。它可同时监控电力供应者的电力供应状况,以及电力使用者的电力使用状况,然后根据收集到的资讯来调整家电用品的耗电情况,并以此达到节约能源的目的,并进而增强电网的可靠性。


智慧电网有着先进量测的基础建设(Advanced Metering Infrastructure,AMI),用来记录电能的流动。通过智慧电表(Smart meter)来监测电力使用状况。智慧电网不同于传统电网,而是使用超导体来做为传输线,以减少电能的传输损耗,同时透过智慧的控制元件,还具有整合如风能,太阳能等新能源的能力。


此外,使用智慧电网的用户,还可以依照电力供应商的计价结构,来设定使用那些电器设备的行程。例如电价在离峰时段比价便宜,则电力使用者可以开启如洗碗机、或是启动在任何时段皆可进行的生产工序。反之,在尖峰时段,电价较高,则透过智慧电网主动关闭一些不必要的设备用电,使得发电设备无须为了因应尖峰用电而持续地扩建,减少造成离峰时段发电设备闲置的浪费。


这种智慧电网在被欧巴马总统纳入振兴经济方案后,已经引起世界各国的重视,被许多政府视为能有效减少能源依赖,并减缓全球温室效应的措施。


自动驾驶汽车上路测试

此外,在这个科技鬼城中,未来将要测试的新式智慧交通网及自动驾驶汽车,也将会是很重要的一环。这个部分与Google的无人汽车计画较不相似,反而比较类似中国在上海已经进行多年的无人汽车计画。中国的无人驾驶汽车需透过位于远端的中央控制系统来做为汽车的大脑中枢,然后依据安装在车顶的视讯摄影机,来侦测路面白线的位置跟方向,作为行进判断的依据。


另外会利用车前方的LiDAR (Light Detection and Ranging,光达)来判断前方80公尺内的车辆与行人讯息,然后透过车身两侧的超音波传感器来侦测周遭状况,最后再由「远方的大脑中枢」进行判读之后,再回传给车上的「小脑」(电脑控制系统)来进行车辆控制动作。


此外,它还需要在汽车底盘安装磁性感应元件,以感应路面的磁性控制器,做为方向辅助工具。要达成这样的目的,就必须要在路面埋入磁性控制器,因此需在这类智慧城市兴建之时就同时埋入才可达成。


在无人驾驶或是自动驾驶汽车领域较为领先的当属Google的自动驾驶汽车,这辆拥有红色车牌的自动驾驶车的车牌号码非常特别,是以一个无限的符号(∞)为开头,车号是001号,代表着第一台​​具有着无限可能性的未来汽车。 Google汽车与其他无人驾驶汽车或自动驾驶汽车相同之处在于,主要都是透过雷达、视讯摄影机及感应器,来将周遭的状况传给汽车的控制中心。


例如位于车顶的光达(LiDAR)可以不断的扫瞄车身所处位置周遭一定距离以上的地形地貌,以Google的汽车来说,至少要包含附近200英尺以上的地形地貌,借此绘制出详细的3D地图,以供控制中心进行处理。



图二 : Google无人驾驶汽车依赖云端运算以及网络达成,如果其中某一环节失灵,则将导致严重交通事故,因此需进行广泛而严谨的测试。Source: Google
图二 : Google无人驾驶汽车依赖云端运算以及网络达成,如果其中某一环节失灵,则将导致严重交通事故,因此需进行广泛而严谨的测试。Source: Google

然而,Google汽车最重要的部分也是与其他同类型计画较不同之处,则是在于其精确的地图以及强大运算能力的电脑,尤其Google本身强大的云端运算能力,可以使这些无人驾驶汽车本身仅需配备具有完善的网路连线能力即可,之后,主要是依赖车上所配备精密的侦测仪器来提供完善讯息,然后将路况回传给Google云端来进行判断并下达控制指令即可,如此一来将可有效降低此种汽车的成本,加速商业化应用的可能性。


这种类型的无人驾驶汽车可以在不更动现有城市基础设施情况下立即上路,相较于前述尚需搭配智慧城市建设时,把相关感应器及控制器导入到入建设之中相比,将有机会更快普及。但是也有人质疑,这一切皆须依赖云端运算以及网路达成,如果其中某一环节失灵,则将导致严重交通事故。


所以还是倾向于在未来智慧城市建设时,才将这类无人驾驶汽车导入,并建置类似高铁防追撞或是防对撞预警及煞车系统。在霍布斯市的这座科技鬼城中,未来将有机会针对这些系统进行测试,这可以加速消除大众疑虑,使得无人驾驶汽车更快导入实际应用并进一步普及。


霍布斯鬼城 未来科技生活的缩影

霍布斯市近年经济发展以石油和天然气等为主,但地方领袖却积极希望能让当地经济多元化,他们希望藉由这个鬼城计画,将霍布斯市打造成一个创新、科技和测试的中心,让许多未来的新科技都得以至此进行实地测试。


最终希望这里能如同当年的矽谷成为全美高科技产业聚落中心一般,而成为全美甚至是全世界的创新科技测试中心。若此计画顺利成功,可以预见未来许多足以改变人类生活面貌的科技将在此处诞生。


(作者为CTIMES特约主笔)


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