[科學人] 未來生活的隱形僕人
《科學人》未來生活的隱形僕人
【撰文/萬特(Roy Want),美國英特爾首席工程師 翻譯/鍾樹人】
「愈是看不見的技術,愈顯得深奧。這樣的技術會與日常生活架構交織在一起,
直到不能再從其中區分出來。」
13年前,當已故的魏瑟(Mark Weiser)還是我在美國全錄帕洛亞托研究中心的
同事時,曾在Scientific American發表一篇文章,描繪他大膽的願景:無所不
在的運算。他說:「小型電腦將嵌入我們周遭的日常用品裡,不需人類主動操控
,就可透過無線連結,對我們的存在、欲望與需求做出反應。」這種網絡包括行
動與固定的裝置,將自動幫我們做事,而且十分不顯眼,我們只會注意到它們的
作用。魏瑟把這樣的系統稱做「寧靜技術」(calm technology),因為透過這
種系統,我們更容易專心工作與從事其他活動,不必再像今天使用一般電腦那樣
地操控系統。
採用這類技術的住宅,會有計畫地把讀取機安置在臥室、浴室門框、樓梯間與冰
箱上。如果你的衣服上或食品包裝內嵌有微晶片標籤,讀取機就可偵測出標籤的
識別資料,把資料傳送到家用電腦,電腦再根據資料採取行動。
一大早,電腦會知道你起床了,於是啟動咖啡機。你一進入浴室,蓮蓬頭就自動
開啟,調到你最喜歡的水溫。等你開始走下樓,事先裝好土司的烤麵包機就開始
加熱,把早餐依你喜歡的方式煮好。打開冰箱,機器會提醒你,沒有牛奶了,而
且罐子裡的涼拌包心菜絲已經過期,應該扔掉了。
今天,建立在「射頻識別」(radio-frequency identification, RFID)技術上
的系統,讓魏瑟的願景朝實現更進一步。這些系統由標籤與讀取機組成。標籤是
小型的矽晶片,存有識別資料,有時還具有其他訊息;讀取機則可自動接收與解
讀晶片上儲存的資料。
雖然有回應功能的射頻識別住宅(以及會議室、辦公大樓與汽車)仍然遙不可及
,但其實射頻識別技術已經應用在一些地方。目前的標籤大多像米粒一般大小,
可藏在識別證、袖口、擋風玻璃上的收費標籤、快速購油證,以及家畜的電子耳
標上;也開始出現在汽車鑰匙圈的防盜裝置、玩具(比如美國孩之寶公司的星際
大戰人偶)與其他產品上。在公路賽跑中,可利用射頻標籤來測量選手的時間。
另外,墨西哥的一家公司在2003年開始提供服務,把標籤植入孩童的皮膚下,做
為預防綁架的措施。
不久之後,射頻識別標籤可能出現在航空行李的貼條上,比如英國航空公司,就
已經展開全面測試。標籤還可能嵌入紙鈔,以杜絕偽鈔,或協助政府追蹤現金流
向。日本日立公司最近宣佈,該公司已開發出適用於紙鈔內的小型標籤。同時,
零售、保全、運輸、製造與貨運等產業,也都已經對精密的射頻識別應用進行測
試甚至實際應用。
不過,這場射頻識別革命並非完美無缺。這項技術的成長,引發了重要的社會議
題,而且隨著射頻識別系統的興盛,我們將被迫面對有關隱私權、法律與倫理方
面的新問題。其實爭議早已爆發:2003年中,美國威名百貨與國際知名服飾製造
商班尼頓兩大零售商,雙雙取消了店內對射頻識別中央庫存控制系統的大規模測
試;顯然,部份是為了消弭大眾疑慮所做的反應,因為消費者擔心消費產品上的
標籤會成為監視民眾的工具。
運作原理
射頻識別技術的基本原理很簡單,只是把電路裝在未通電(或稱「被動式」)的
標籤上,既不需要電池,也無需維修。當讀取機從一段距離外間歇發射能量給標
籤時,標籤上的電路即可通電,與讀取機交換訊息。標籤基本上是在一塊矽晶片
上加裝簡單的天線,然後以玻璃或塑膠組件封裝。
標籤的運作根據幾個不同的因素而異,尤其是其作用頻率。早期的射頻識別標籤
只能在13.56百萬赫茲或更低的頻率下作用。這類標籤仍是今日的主流,但它們與
讀取機之間的距離通常必須小於一公尺,而且可辨識度相當差,讀取機無法快速
區分出堆在一起的大量標籤。
目前已出現較為精密且高頻的標籤,這些標籤即使大量而隨意地放在一起,讀取
機也能很快區分出來。但如果是裝滿貨品的購物車,讀取機仍然無法完全分辨出
其中的標籤。射頻識別技術的一大目標,就是要能夠快速而可靠地掃描購物車內
亂七八糟堆放在一起的物品,讀出其中的射頻識別標籤。一旦臻至完美,射頻識
別掃描技術應該能精簡庫存與結帳程序,為零售商省下數百萬美元的開銷。
相較於低頻標籤,讀取機與高頻標籤之間的讀取距離可能拉遠許多,雖然這個距
離目前只延長到數公尺而已(改善原因大多如下:標籤電路利用讀取機訊號產生
的極低電力即可運作,以及使用改良的天線與便宜的高感度接收器)。新款標籤
所能儲存的資訊量也比先前的標籤大得多,因此製造商除了在標籤內置入識別碼
之外,還能存入有用的資訊。舉例來說,標籤可利用取得的能量,啟動其內裝載
的感應器。有些車款已經開始採用這類感應標籤,估計車輛行進時的胎壓與溫度
。米其林、飛利浦半導體與寶馬公司,也正在開發適用於大眾市場的標籤原型。
應用現況
射頻識別器材正漸漸取代磁條門禁卡,用來開門或進入管制區,特別是具有特殊
安全需求的設施,比如軍事基地。不過,射頻識別技術最常見的用處,大概是自
動收費系統。這種系統在收費站設置讀取機,直接掃描過往車輛擋風玻璃上的標
籤。讀取機會去記錄標籤上的識別資料,然後從已預付金額的帳戶中扣款。理想
上,之所以設計這些系統,是為了讓車輛不必為了繳款而停下來甚至大幅減速。
以射頻識別技術為基礎的自動收費系統,已經行之有年,比如美國紐約州、新澤
西、德拉瓦與其他州的E-Zpass、加州的FasTrak,以及其他地區名稱互異的各式
系統。舊金山灣大橋與15號州際公路靠近聖地牙哥地區的FasTrak,成效相當好
;不過東岸的E-Zpass卻面臨若干初期問題,這並非因為技術本身,而是管理與政
治方面的議題。舊金山灣大橋的系統要求駕駛在行經讀取機時,必須把時速減到
每小時40公里,但這只是安全考量,因為收費站的通道狹窄。不過,15號州際公
路上的FasTrak系統,不需要車輛減速即可運作,並且已開始用來監測交通狀況。
射頻識別系統也開始取代我們所熟悉的通用產品碼(UPC)。這種條碼運用光學原
理,必須在很近的距離內才能讀取,可用來識別產品、追蹤庫存,並且讓店內的
結帳程序半自動化。射頻識別標籤與條碼不同,它可以加在產品的包裝上,而且
可以結合加密技術與其他策略,讓產品變得難以偽造。除此之外,有些射頻識別
標籤還可讓讀取機在標籤內的記憶體上寫入新資料,供稍後擷取。舉例來說,讀
取機與標籤每次交換訊息的時間、日期,以及使用此標籤者的身份,都可記錄下
來。如果這是一個附在車上的標籤,這項功能還能建立稽核追蹤記錄,指出車輛
製造地,並記錄每次轉手出售的時間、前任車主是誰,以及維修與事故的歷史。
由於愈來愈多企業已開始測試標籤及讀取機系統,這個領域的一些專家相信,到
2010年,射頻識別技術將受到廣泛運用,特別是在零售業。但也有人認為,必須
等到2015年左右或以後,當射頻識別標籤的成本已經夠低,連裝置在廉價的消費
性產品上也符合經濟效益時,這個系統才會廣泛應用。
【意猶未盡嗎?欲閱讀完整全文,請參閱2004年2月號「未來生活的隱形僕人」一文。】
【2004/02/05 科學人雜誌2004年2月號】 @ http://udn.com
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