當聲波不只撞擊胸膛

日期 2016-12-20 |作者 Deborah Tseng

時代訊息 專欄

有一天,你的手機上網可能靠光通訊,電子產品之間也能靠光互動。那麼,你的人生呢?是否也需要光的介入?

現代人的生活似乎總離不開手機,上網速度太慢、電池續航力不足往往在日常生活中造成不便。國人出國最在乎的事,就是打聽要住的旅館有沒有WiFi。當我們坐飛機時,也都被空服員要求將手機轉成飛航模式,有沒有想過為什麼要這麼麻煩?這是因為WiFi使用的是電磁頻譜裡的無線電波,可以穿透牆壁,干擾儀器的運作,影響飛航安全。WiFi也可能被駭客攔截,竊取你的資料,並拖慢傳播的速度。此外,無線電波可用的波段只有幾個,頻寬受限,這些都是WiFi上網較難突破的限制。

(Ted演講影片來自YouTube頻道)

好消息是,用可見光進行通訊,頻寬可以比目前的電波高出一萬倍,但所使用的並非日光燈,而是LED燈。根據統計,今年LED燈出貨量將達6.9億支,只要在這些LED燈上加裝晶片就可以讓訊號編碼及解碼,化身高速上網的基地台。如此一來,比WiFi上網速度快100倍的LiFi就出現在我們的生活當中,據廠商估計,第一款商業化產品預計2016年底就可量產上市,蘋果公司也正計畫將LiFi導入iPhone當中。那麼,在幾秒鐘內下載一部高清電影就不再是夢想。


(LiFi解說影片來自壹週刊)

LiFi跟WiFi只差一個字母,L指的就是透過可見光傳輸訊號上網。由於光的頻寬較大,LED燈也愈來愈普及,因此,業者預估,未來將有許多家庭直接透過LED燈泡高速上網。

此外,由於可見光傳輸技術的應用很廣,根據自由時報在2016年8月24日的報導,南亞技術學院資工系助理教授賴勇良研發可連續傳送 QR code 光點圖案的APP,即使在自然光或日光燈等自然光源下,拿手機攝影鏡頭對準 QR code 也可傳輸大量資料。在醫院裡,為了避免無線電磁波干擾,往往不提供無線網路,然而此款APP已跟行動裝置廠商合作,未來希望能運用在醫療或旅遊業等場所。

Credit iStock/themacx

不僅如此,麻省理工學院的多媒體實驗室(MIT Media Lab)研發一款新裝置 inForm,透過 3D 攝影機 Kinect,將資料傳送到遠端的動態顯示版,它不但能模擬各種動作,並能呈現各種變化、各種形狀,既能偵測動態,亦可隔空由遠端操控物件,搭配平板電腦所顯示的影像,就像是真的隔空取物一般。

(MIT Media Lab影片來自YouTube頻道)

除了上述以光傳輸或透過科技隔空取物外,科幻經典電影「星際爭霸戰」(Star Trek)中的「牽引光束」,現在也有可能成為實際。不過,科學家所研發的「牽引光束」靠的不是光,而是聲波。

根據中央社於2015年10月27日綜合外電報導指出,英國布里斯托的工程師研發出一種系統,可在不用接觸物品的情況下,用聲波組成的「全像圖」(holograms)在空中抓取、操控小型物體。這個系統的作用就像人手一樣,甚至可像小鉗子那麼精準。他們使用數十個迷你超音波喇叭來創造聲音的「全像圖」,讓科學家得以創造聲音的多種形狀,進而以不同方式操控物體。

(圖片取自網路)

根據路透社報導,英國布里斯托大學與西班牙納瓦拉公立大學研究主筆馬佐(Asier Marzo)說:「就跟力學波一樣,聲波可對物體施加很大的力量。只要回想上一次你參加演唱會,胸口跟著音樂起伏的情況就知道了。」馬佐說,這種聲波牽引束已可操控直徑達4公厘的物體,可控制移動物體的位置與方向。這個牽引束使用頻率為40千赫茲的超音波,而人類耳朵能聽到的聲音則低於20千赫。

(圖片取自網路)

馬佐說:「聲波無法在真空中傳播,不過可在水中或人類組織中傳播。這潛在地將部分情況變為可能,也就是在不切開人體的情況下,操控血塊、腎結石、膠囊藥物、顯微儀器或體內細胞。」

根據英國廣播公司(BBC)報導,研究團隊目前已針對碗豆大小的物體進行測試,可在30到40公分外操控物品,若能付諸應用,未來能用於微創手術,亦可用於組裝電子零件等細微動作。此外,威力更強的聲波牽引束,將可更遠距離抬起更大物體,甚至可控制飄浮於國際太空站等零重力環境中的物體。

圖片轉自goo.gl/XP3sSm

 

浩瀚無垠的宇宙總是激發人類的好奇心,想要在地球之外找尋有生命跡象的棲身之地,而無線通訊則更像是空氣、電跟水一樣,成為現代人日常生活中不可或缺的一環。正如LiFi的命名者,英國的科學家哈洛哈斯(Harald Haas)在Ted演講中所說的,光在地球的第一天就與我們同在了,這是引用《創世紀》1︰1,神說︰「要有光」,就有了光。雖說是光孕育了生命,但光的產生卻是透過聲波來完成。若沒有光,人類至今都仍生活在黑暗當中。

今天,聲波不只能撞擊胸膛,還能隔空取物。那麼,你的人生呢?是否也需要被創造生命的話語來吹氣?

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