一個充滿傳感器的世界將會如何改變我們？

這里有一個有趣的實驗：請你試著數數，現在有多少個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接收機和陀螺儀，健身追蹤器中有加速度計……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，傳感器還會不斷探測你的行動以及周圍環境的溫度和濕度。

傳感器在我們的生活中已無處不在，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。陀螺儀和加速度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，這類設備的應用僅限于為宇宙飛船或導彈導航。同時，隨著微電子設計、能源和電磁波譜管理的不斷發展，即便是成本不到一美元的芯片，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的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，似乎被一道道無形的墻圍了起來，只有特定設備的特定程序（比如調節恒溫器或者記錄你每天走了多少步的應用程序），才能訪問并使用特定的數據。

如果我們能消除這種界限，計算機和通訊行業都將會發生重大變革。一旦我們開發出相關的通訊協議，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環境中的傳感器的數據。如果這一設想得以實現，那么美國人馬克·魏澤爾在23年前所預言的普適計算時代，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，正如互聯網的迅猛普及。在谷歌地圖、推特等手機應用上，以及推出這些應用的那些行業巨頭身上，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，技術創新才會出現爆炸式的增長。環境信息的整合者，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，開發出全新的應用程序。

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小小的二維屏幕來顯示。因此，我們受困于信息瓶頸。在這個信息爆炸的時代，我們發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。麻省理工學院媒體實驗室團隊花費數年時間，致力于將傳感器網絡收集的信息轉換成為人們熟悉的“感官語言”。

當年，網景（Netscape）瀏覽器為我們提供了一個訪問互聯網龐大數據的渠道，我們正在開發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。目前用來開發這類瀏覽器的最佳工具是一款名為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境中進行實時、快捷的互動。我們則利用它開發了一款名為“雙重實驗室”的應用程序，能夠接收環境中所有傳感器的數據流，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，“雙重實驗室”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，甚至一個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，創建一個虛擬的聲音環境。

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，從而發現平常很難觀察到的周期性現象。

熟悉的“感官語言”

借助高效的電源管理方式，這些傳感器只靠電池就可持續工作數年。其中，某些傳感器會使用太陽能電池，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了復雜的生態傳感器，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。使用某些程序，生態學家可以查看沼澤中的環境數據。還有些程序則是專門為普通用戶設計的。比如，我們正在開發一款類似“雙重實驗室”的瀏覽器，可以通過任何聯網的計算機，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；或者探索不同的區域，感受環境的變化；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，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的環境情況（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”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，兩者可以完美結合在一起，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，將可穿戴傳感器和致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。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。

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。全新的科技完全具備將我們的身體與周圍環境融為一體的能力。這些工具可以讓我們擺脫對智能手機的依賴，回歸到現實環境中—它們會讓我們更加真實地存在于這個世界中。