| 智慧化居住空間的階段性發展
談到智慧化居住空間產業的發展現況,經濟部技術處于濂波博士指出,智慧化居住空間的階段性發展隨著資訊科技的演進,約略可分為以下幾個重要階段:
1.過去e化時代:從商用電腦普及使用開始,進入多人使用一部大型電腦或各自使用一部PC的電子化或固定式運算時代。此時智慧化居住空間著重在自動化;包括大樓自動化系統、安全自動化系統等。其間我國則在推動e-Taiwan計畫,包含寬頻到家(自然人憑證、資訊安全)、e化政府(政府服務無所不在)、e化商務(食衣住行應用)、e化生活(e交通、數位娛樂)、縮減數位落差等五大架構。
2.現在M化時代:行動化或行動運算時代,個人可隨身攜帶使用多部電腦;如NB、PDA、手機等可攜式或手持式設備。現階段智慧化居住空間則著重在加入寬頻網路及行動通訊的應用,而我國刻正推動M-Taiwan(行動台灣)計畫,包括「寬頻管道建置計畫」及「行動台灣應用推動計畫」,並以行動服務、行動生活、行動學習三項無線寬頻應用為主軸,希望藉由無線寬頻網路(含WiMAX)的廣建,加速新興應用服務的興起,使台灣從e化進步到M化,進而帶動資通訊產業的發展。
3.未來的u化時代:最近的熱門話題-無所不在運算(UbiquitousComputing)時代,Ubiquitous一詞最早係由XeroxPaloAltoResearchCenter(PARC)的ChiefScientistMarkWeiser在1988年提出,隨後IBM及Intel也分別提出PervasiveComputing及ProactiveComputing等相同概念名詞,日本及韓國則係沿用Ubiquitous一詞。
所謂無有不在的運算,是指滿足使用者服務需求所必備的運算設備,大多已「無所不在」地融入生活環境中,生活環境會感知使用者的存在及其相關過去紀錄,例如消費行為、習慣或喜好等,據以主動提供使用者可能需要的服務,最終並達到滿足至少7個「A」的以人為本(Human-centric)的運算時代。
所謂7個「A」係指在未來人性化的生活環境中,任何人(Anyone)可以隨時(Anytime)隨地(Anywhere),透過任何設備或各式人機介面(AnyDevice),以付得起的花費(Affordable),安全無虞地(AllSecurity)取得所需的資訊或服務(AnyInformation/Service)。因此,u化的概念可說是未來智慧化空間的理想實現,目前世界各資通大國或大廠莫不以此概念來擘畫未來IT的發展藍圖,並依其既有擅長的優勢,各自闡述此概念及擬定發展策略;如日本的u-Japan、韓國的u-Korea、IBM從中介軟體(Middleware)切入、TI聚焦於結合感測應用的微小型晶片系統(SoC)開發等。
無線感測網路為基礎建設
WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess;全球微波存取互通)之於目前的M-Taiwan計畫,就如同WSN(WirelessSensorNetwork;無線感測網路)之於未來的UNS環境,二者皆屬建構網路基礎建設最重要的新興技術。于博士表示,WSN並非要取代WiMAX、3G、Wi-Fi或ADSL,而是將上述的寬頻網路建設視為後端主幹網路,經結合後產生更綿密的網路,再搭配感測技術的應用,提供更多元的u化應用服務。但與WiMAX不同的是,WSN發展尚屬萌芽期,具有技術整合門檻高、應用更多元及大廠不易全面主導的特性,而具有發展WSN能力之業者與聚落也尚未形成,因此從新興技術過渡到新興產業這一端,亟需政府加以策略性的投入扶植,對此,技術處也已著手規劃並投入相當的科技專案資源。
由於無線感測網路發展屬跨領域及新興應用領域,我國與先進國家皆在起步中,技術水準差異不大,甚至有機會超越,故適合由法人研究機構及學界先行投入,以奠定發展基礎,並將成果階段性的轉移給新興業者。在推動策略上,初期會從公領域、工商應用方向切入,例如製程監控、工廠或智慧大樓環境監控或能源管理、橋樑/土石流/坡地監測預警,乃至於國土安全等,由於此類應用涉及到營業獲利、生產效率或生命/財產安全等議題,可大幅增加使用者對於新興技術導入需求的誘因,所以較有機會產生成功案例並促進新興產業的發展,後續再切入居家或消費者端的私領域市場。
在執行單位方面,目前則由工研院、資策會、中科院等研究單位,以及清華、交通大學等學術單位,進行環境感知與無線感測網路先進技術,建置具有高附加價值的智慧化居住空間應用雛型。在推動作法上,將從以下幾個面向著手:
1.積極探索u化發展趨勢及未來更多元化的應用情境:將著重在結合跨領域人才及專業,提出未來u化生活的應用情境、創新概念、創新產品及示範應用系統建置規劃。
2.投入WSN共通性基礎及前瞻技術:以關鍵類法人科專先行投入,除一般WSN技術及通訊協定外,更著重在實用性的考量;如提供便利性的人機操作介面,讓使用者可以專注於互動之應用服務,而不是在資料輸出/入操作,以及為實現WSN方便佈建、易於維護、節省系統設置成本等需求,規劃開發WSN省電與佈建輔助等關鍵技術。
3.透過創新應用研究及先導示範應用,建構未來智慧化居住空間新興產業的發展基礎;例如:結合跨領域專業,發展以WSN為基礎的安全監控或健康系統整合解決方案,以及展示規劃與解決方案推廣等。
4.在業界方面,則責成法人研究機構協助整合既有ICT資源,分階段推動研發聯盟,以需求端(如:建築業、社區服務業等)帶動供應端(如:資訊服務、感知元件商、晶片商、模組商、設備商、系統整合商、內容供應商等)投入,發展高附加價值產品,引導新興業者切入創新應用與服務,希望藉此早日突破使用者或消費者的習慣,搶占未來u化的智慧生活空間,相關產業可搶佔市場先機並催生新興產業。
無線感測網路跨領域科技整合
在相關科技專案計畫執行不到一年的時間裡,撇開關鍵技術研發成果不談,目前在幾個法人研究單位的密切合作下,在跨領域合作、典範移轉案例及產業價值鏈的建構上,已有不錯成果,詹顧問表示,雖然在省電、穩定性、成本、複製性及維護性方面,未臻理想,但對於新興科技的發展而言,已屬難得。
例如由資策會促成跨建築與資訊領域合作,協助其建置無線感測平台於其新建社區內,該住宅也將成為全台第一個具感知應用的社區建置案。此外,故宮博物院亦運用無線感測網路平台,建置寶物溫溼度環境監測應用實驗系統,以主動及自動化的方式,定期協助院方監控各區域溫溼度等環境資訊,並提供不正常狀況的警訊。工研院則促成衛浴設備業者與光電顯示系統業者整合,以工研院創意中心的創新概念產品「魔鏡」為載具,將TFT-LCD顯示器及光學系統的應用展現於衛浴生活空間之中。中科院則與保全業者合作開發無線保全產品試製。
在建構產業價值鏈的努力上,資策會協助推動「整合性安全監控系統研發聯盟」方式建立產業鏈,研發智慧化居住空間安全應用與產品;中科院、資策會也共同與多家業者合作,利用業者開發的單晶片,整合環境安全相關溫、溼度等感測元件,建立環境安全示範應用技術能量之開發,促進國內電子資訊產品研發公司開發新一代無線感測網路產品,並進行初期小規模試量產,逐步建立包含晶片廠商、模組廠商、設備廠商、系統廠商與應用廠商等發展無線感測智慧空間產業之價值鏈。
此外,詹顧問指出,陸續有業者獲得經濟部技術處業界科專的補助,開始加入WSN新興產業的行列。並且將持續透過推動策略的落實,吸引更多的跨領域業者投入,希望能在無線感測網路技術及其應用的發展上,與先進國家並駕齊驅,甚至超越。
U化理想境界 即將到來
有新興技術不見得會產生新興產業,但新興產業發展的背後總要有新興技術為根基,于博士表示,技術處正好有機會做一些不一樣、風險性高的事情,況且要到達u化智慧居住空間的理想境界會很遠嗎?從1940~1950年代每秒只能做不到2,000個運算的第一部電腦誕生(事實上是在一棟建築物一堆機器)開始,經過電子化運算(1970~1980年代)、個人化運算(1980~1990年代)、到目前個人可隨身攜帶許多電腦的行動化運算(2000年代),歷經四個改變人類工作與生活型態的不同運算年代,也不過60年的時間,再回想那些影響我們日常生活深遠的雷射印表機、乙太網路(Ethernet)、現代個人電腦人機介面的設計及物件導向程式語言等,皆出自於XeroxPaloAltoResearchCenter(PARC)的發明,而UbiquitousComputing概念則是PARC的ChiefScientistMarkWeiser約早在20年前(1988)就已提出,想想看接續M化的下一個u化智慧居住空間的理想境界會很遠嗎?
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