电子科技的发展到了今天,有关数字运算与讯号处理的能力,已经达到了所谓「信息革命」的效果。如此辉煌显著的成就,将会持续带动社会型态与生活习惯的改变,这应该也是毋庸置疑的一件事。然而多媒体化与十倍速以上的运作,仍只是逻辑与信息间的转换而已,如果再能够与自然原始的律动结合,那么就能产生更直接、更广大的功效。从1970年代就开始发展的微机电系统(MEMS)就能扮演这样的角色,而随着制程的进步与成本的降低,以及数字接口芯片的配合,微机电系统的敏感度与应用范围也会越来越高、越来越广。

一种微机电加速器系统的放大图像。(Source:memx.com)
一种微机电加速器系统的放大图像。(Source:memx.com)

所有自然界的律动都会产生一种平衡、和谐的交互作用,例如夏天此起彼落的蛙声蝉鸣,还有雷击水流等,人们处于其中也多能够自然地融入。至于刮风下雨、天旋地转也都有一定的规律秩序,简单而言,所谓「无风不起浪」,一切「自作自受」,这是很自然的一种作用与反作用的传动。相对于这种真实世界作用的则是电子信息的虚拟世界,它所传达的讯息会经过知识与思想的仿真转换,所以也可能很虚幻不确实,倒不如直接触动之了了分明,因此我们得用微机电系统来平衡互补。

当然,电子信息透过微机电系统为接口所传动的位移、震波或动能等作用,仍是仿真转换后的结果,或许仍嫌粗糙或有失真之处,但已经是一种实体的互动,是身处数字时代没有办法中的办法哩。所以,MEMS提供的接口,在全面e化的数字时代也就越来越重要,不论是一般电子产品或汽车、航空、工程、军事、生化、医疗等领域都需要MEMS接口的辅助,并且用来处理一些微细、艰难与恶劣环境下的任务,例如作为行动中GPS的惯性导航辅助等。

也就是说,MEMS是在传达物与物、人与物,甚至是人与人之间的运动作用,它必须忠实平衡地遵守大自然的运动定律,才能达到美好与和谐的秩序。举例来说,MEMS感测到的位移是100公分,但实际却只走了5公分,那么由于各种装置的错综互动,极可能带来难以预料的灾难或麻烦。所以人们在应用微机电做系统整合设计时,要知道这是攸关身家性命的实体运作,千万大意不得,也要有一定的容错补救机制。

目前MENS正走向消费大众的市场,除了市场成长可以预期之外,在消费电子产品的应用上,是以人为中心的日常互动,所以相当讲究人体工学的搭配,例如随着转动机台而调整屏幕的功能、运动游戏的实物仿真、MEME麦克风的声波传动等,相信未来还会有更人性化、更多功能的整合应用。本期封面故事以MEMS运动感测组件为题,除了针对目前热门的技术、市场做系列的报导之外,也特别分析MEMS在消费电子上的应用,希望提供系统设计人员在电子装置中加入更多实体互动机制的参考。

当电子产品有了实体互动的机制,不仅更亲切有味,也能够使虚拟的事物带来更多的功效。随着本期附赠的HOPENET社群期刊,刚好也是秉持实体互动理念而发行的刊物,虽然HOPENET的信息都呈现在网络上,但我们相信有些东西仍是要以实体或书面的方式表达,会更亲切、更直接,也更真挚有诚意,不是吗?如果MEMS的发展可以感动全世界,那么辛苦送到读者手中的刊物,也是一种力与美的传动。