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59136c3ebc60621c3d85221451c3909e 自2014年Google公布「Project ARA」提出將手機模組化的構想,特點在於使用者可以自由抽換手機零件,如:鏡頭、喇叭、螢幕等功能。但其實模組化這個概念早在三年前已經被台灣「國家晶片系統設計中心」應用到感測晶片上,做出能將感測晶片整合的平台。

什麼叫晶片模組化?今天把晶片比喻成一塊塊積木,每個積木都有各自的功能。有些積木負責電源;有些負責傳輸;有些負責感應,如果我們今天要量溫度的話,很簡單只要將三個積木疊在一起就能測量。而這就是國家晶片系統設計中心研發的「Morsensor無線感測積木」的概念。

▲國家晶片系統中心前瞻技術組副組長吳建明博士(左)、計畫主持人黃俊銘博士(右)

為什麼國家晶片系統設計中心要設計這個「無線感測積木」?這個計畫的主持人,國家晶片系統設計中心 黃俊銘博士表示,「一開始並不是想要做產品,我們是希望能幫學校,可以把想法落實變成真正的產品。」

黃俊銘表示,大部分的人對於國家晶片系統設計中心可能會感到很陌生,其實此機構前身為「晶片實作中心」,是國科會(現為中華民國科技部)編列計畫之一,當時研究團隊觀察到單單只是「做晶片」跟不上時代潮流,認為晶片應加入系統,日後更名成今天的國家晶片系統設計中心。

中心成立的初衷是為服務學術界,後來因應民意機關的要求,財團法人需有部分自籌資金,所以從服務學術界慢慢轉向自助研發。

而他們的開發團隊,將「MorSensor」定義為一個服務平台,是希望台灣學術界能利用此平台去發揮自己的創意,將想法化為行動。因此他們在設計之初,就希望在規格上可以外接其它硬體,可以取得公開資訊,任何人只要有興趣都可以做,讓每個有想法有興趣的人都可以一起開發研究。

 

Morsensor積木方塊,讓手機功能無限延伸

黃俊銘以手機為例,現在智慧型手機有很多感測器,因此就能利用這些感測器來寫app,那如果今天感測器不在手機裡,要怎麼與手機產生連結?因此,MorSensor研究團隊目標是將感測器與app連結途徑可以縮短,讓使用者能開發運用在手機、平板等平台上。

簡單的說,MorSensor想法可以說與模組化手機的想法有異曲同工之妙,只是模組化手機希望將所有的模組都能夠串接在手機上,而MorSensor則是想出了一種「外掛」的方式,透過藍芽或是Wi-Fi的方式,另外發展出一個可以與手機連接的感測積木通訊模組,以這個通訊模組當成是主要的根本,然後讓其他的感測晶片、電源等等功能也模組化,做成積木的形式,讓這些感測晶片的積木只要連接上通訊模組的晶片,就可以讓手機也能用上這些感測晶片。

「在手機這個領域,感測器所扮演的角色越來越重要。」黃俊銘解釋,比方說只要加上一個酒精偵測模組積木,然後將手機與MorSensor通訊連結,手機也馬上就能變成酒測器。

四種色彩,各有職責

MorSensor的積木目前功能劃分為三種,接下來依序介紹各層積木所扮演的角色。紅色積木負責供電,內含一顆鋰電池,支援無線充電及NFC,另外附有插槽可外接行動電源充電。在正常待機下可維持11-12小時,依據傳輸資料的data rate及使用方式,時間會有所縮短。

橘色積木則提供運算、通訊的功能,內有九種感測器,可通過藍芽及wifi進行傳輸。目前wifi是另外獨立的模組,開發團隊考量到每個研究所需的通訊需求不大一樣,因此讓兩者獨立,對使用者而言有更多彈性。

最關鍵感測器的部分,有藍色及綠色積木兩種,藍色支援類比輸出,綠色則為數位輸出。感測器推出種類多元並會陸續增加中,以人類的五感為開發方向,例如:嗅覺延伸出氣體感測器,如酒精感測器;從聽覺聯想到麥克風分貝感測器,用貼近日常經驗並能實踐應用在生活上為考量。

▲將橘色的通訊積木接到紅色的電源積木上。

▲再將感測積木連接到通訊積木之上,並把電源開關打開。

▲開啟手機App與積木進行連接,使用感測積木。

透過以上三種功能的積木,使用者可以自行組合,組合的形式非常多元,從橫向連接到縱向疊高都可以。

當然,要能夠運用,就需要更多的人投入來發揮創意。黃俊銘談到在去年他們舉辦的「無線感測積木創意應用競賽」上,學生的創意常常讓他們驚訝不已。去年第一名得獎作品「smart wash」便將MorSensor與自助洗衣店作結合,透過app能隨時掌握洗衣機的動態,解決生活問題。

另外,也有作品是利用色彩感應器,測量受試者的膚色與口紅的合適度,可以應用到彩妝櫃上為顧客尋找最適合自己膚色的妝容。這些令人耳目一新的應用,貫徹研究團隊當初的理念,希望讓參賽者往製作app的方向去延伸,透過MorSensor這個將感測器模組化的平台,激盪出創意的火花。

 

MorSensor的推廣及未來目標

MorSensor問市距今已過去三年,他們成功實現將晶片模組化的技術,但開發團隊並不滿足於此,每年不間斷地進行改良與革新,並舉辦比賽,今年也積極推動許多計畫。其中研究團隊一直在思考的課題:如何擴大MorSensor在國內的推廣?

目前MorSensor售價約為台幣兩萬出頭,價格並不便宜,銷售通路以大專院校為主。不過也因為此緣故,學校訂購的數量不足以達到大量生產,因此無法達到以量制價來壓低價錢。其實許多外國團隊也在尋求通路,黃俊銘提到,價錢對國外廠商來說負擔不是問題,不過MorSensor團隊考量往外推廣層級又變得更大,所以還有待考量。

因此,從今年開始,MorSensor便採取將積木分開販售,在八月之後將開始銷售另一個模組,比起一開始的感測器需要一對一對一的串接才能作用,未來改版後,將可同時接很多個感測器。除此之外,MorSensor已漸漸地向高中推廣,例如與台中市教育局合作,以高中為單位向外推廣,在今年便能看到成果。

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