IVN系統(tǒng)為藝術(shù)設(shè)計帶來的機(jī)遇

1、    ivn系統(tǒng)為藝術(shù)設(shè)計帶來的機(jī)遇    陸政成 曾瑞摘  要：通過解讀麻省理工大學(xué)多媒體實驗室對于ivn（in-vivo networking體內(nèi)聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)的開發(fā)研究，分析了ivn技術(shù)的具體內(nèi)涵。并在此基礎(chǔ)上，探討ivn技術(shù)在社會生活和藝術(shù)設(shè)計中的運用，并探討了植入人體芯片的發(fā)展前景以及當(dāng)人成為電子網(wǎng)絡(luò)中的一部分時會帶來什么改變等相關(guān)問題。關(guān)鍵詞：ivn系統(tǒng);可植入式芯片;交互設(shè)計;產(chǎn)品設(shè)計一、ivn技術(shù)概述（一）可植入式id芯片（injectable id chip）早在1979年，加利福尼亞的發(fā)明家mike beigel就已經(jīng)發(fā)明了生

2、物芯片轉(zhuǎn)發(fā)器的原型。從20世紀(jì)90年代初期開始便已經(jīng)在世界各地的動物園開始廣泛使用該微芯片，直到20世紀(jì)初，美國的某些城市允許將其使用到寵物身上。可植入式id芯片也稱為生物芯片轉(zhuǎn)發(fā)器，可注入到動物皮下，為其提供一個獨特的身份號碼。使用無線射頻識別技術(shù)，在受到一個與之兼容的掃描儀才能激活芯片，向掃描儀發(fā)射簡單信號，在辨認(rèn)該動物時，掃描儀需要和數(shù)據(jù)庫里的其他身份編碼進(jìn)行比較。這項電子id技術(shù)僅止步于動物，未涉足人體。（二）ivn技術(shù)及最新研究成果ivn（in-vivo networking體內(nèi)聯(lián)網(wǎng)）是麻省理工大學(xué)多媒體實驗室的研究出來一項科研成果，是一套能夠給體內(nèi)無電生物傳感器和生物執(zhí)行器供電及通

3、訊的系統(tǒng)。ivn有效克服了過去系統(tǒng)無法給超淺層微型傳感器供電的難題，同時解決了身體組織引起的信號衰減以及植入傳感器的微型天線如何設(shè)計等問題。人們對于將無線網(wǎng)絡(luò)的方式應(yīng)用到體內(nèi)傳感器和制動器表現(xiàn)得非常有興趣。相比傳統(tǒng)植入式心臟起搏器等直接攜帶電池的設(shè)備，ivn要小得多，同時只需要吞下或注入人體，用于了解大腦回路、給藥或監(jiān)視人體內(nèi)部生命體征。盡管醫(yī)學(xué)界很期待，但這些設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)能力依舊十分有限。當(dāng)這些傳感器能被研發(fā)出攜帶聯(lián)網(wǎng)能力時，將為人體內(nèi)醫(yī)學(xué)設(shè)備研究帶來質(zhì)的飛躍。ivn引入了一種多天線技術(shù)，可以遠(yuǎn)程為毫米大小的體內(nèi)傳感器供電并與之進(jìn)行通信。ivn最關(guān)鍵的設(shè)計在于它使用了一種新型的波束算法，在無法

4、估計其通道和位置時依舊可以將能量集中到一個可植入的設(shè)備上。研究結(jié)果表明，ivn可以在10厘米的液體中給毫米大小尺寸的傳感器供電并與之進(jìn)行通信，同時可以在豬的重要器官中放置無電池傳感器并與之連接。這種新波束形成技術(shù)的含義遠(yuǎn)超出微型植入物，特別是，研究結(jié)果表明ivn可以在38米的距離內(nèi)為無源無線射頻識別裝置供電，比目前出現(xiàn)相同射頻識別的操作范圍大7.6倍。ivn固有的循環(huán)運行的特性使其符合fcc標(biāo)準(zhǔn)，對人體暴露屬安全級別，這是第一個能夠與深層組織中反向散射節(jié)點進(jìn)行通信的系統(tǒng)。二、ivn的應(yīng)用（一）ivn在社會生活中的運用ivn系統(tǒng)對體內(nèi)微型傳感器的供電以及通信技術(shù)的實現(xiàn)，極大地拓展了人體芯片裝置發(fā)

5、展的空間。而這項技術(shù)與現(xiàn)有可植入式id芯片的結(jié)合，將顛覆人們對于id識別的定義及生活方式，而與各類醫(yī)療設(shè)備的結(jié)合，讓醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)增加了更多的可能性。1.個人id可植入式個人id將取代身份證，甚至是當(dāng)下最為普遍流行的虹膜識別、指紋識別和面部識別技術(shù)。身份證易遺失，指紋識別的可復(fù)制性高，面部識別容錯率較低，虹膜識別難以普及。在當(dāng)今社會，尤其在中國，以支付寶為代表的電子支付系統(tǒng)的不斷革新和發(fā)展，早已改變了年輕人的支付方式。可植入式id芯片若普遍應(yīng)用到人體，那將是人類社會生活里程碑式的變革，而身份信息也將更加清晰透明，社會秩序會更加井然有序。2.醫(yī)療運用在醫(yī)療領(lǐng)域，目前很多體內(nèi)裝置是需要換電池或電線

6、來維持的。裝電池的設(shè)備體量較大，置入時引發(fā)病人身體不適，需要按時進(jìn)行更換，且有電池泄漏的風(fēng)險，使用成本必然增加。而依靠電線來維持的設(shè)備需要外接電源，易引發(fā)病人的生理不適，無法隨身攜帶，每次檢查需獨立進(jìn)行，無法對病人身體狀況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測。ivn的出現(xiàn)是廣大病患的福音，有了ivn系統(tǒng)對體內(nèi)微型傳感器的供電以及通信技術(shù)，體內(nèi)裝置體積可大幅縮小，也便于植入病患體內(nèi)，進(jìn)而及時反映病患身體狀況。這不僅減輕了病患痛苦，也提高了治療效率，尤其是當(dāng)心臟病、腦血栓等突發(fā)性疾病發(fā)生時。這樣一款產(chǎn)品可以清晰地“了解”人體，記錄人體的任何生理變化且不受時間地點的限制，出現(xiàn)異常時又能及時發(fā)出警報。這就相當(dāng)于無時無刻不在做

7、體檢，使人類的健康又多了一份安全保障。（二）ivn在設(shè)計領(lǐng)域的運用1.產(chǎn)品設(shè)計范疇在產(chǎn)品設(shè)計中，從衣、食、住、行四大方面來舉例探討ivn系統(tǒng)的研發(fā)對產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展可能帶來的改變。首先，衣物方面。目前已經(jīng)有設(shè)計師設(shè)計出可以根據(jù)外界氣溫變化而調(diào)節(jié)溫度的服裝了，可是這種設(shè)計僅僅基于外界的溫度的變化而調(diào)節(jié)溫度。而在融合ivn系統(tǒng)后，服裝本身可結(jié)合人體自身條件，更加精準(zhǔn)貼心地調(diào)節(jié)溫度、顏色，甚至柔軟度。再者可以同移動終端相連接，由用戶自行調(diào)整。其次，飲食方面。目前注重飲食健康的人群逐年增加，監(jiān)測卡路里的需求日漸強(qiáng)盛。但是，監(jiān)測卡路里的設(shè)備都需要食物稱進(jìn)行稱重，才能估算卡路里。例如很多糖尿病患者需要嚴(yán)格計

8、算每一天的糖分?jǐn)z入。若直接植入設(shè)備精準(zhǔn)計算攝入的卡路里、糖分和各種營養(yǎng)元素，再反饋到移動終端，并且在出現(xiàn)超量時可以及時進(jìn)行警報，那現(xiàn)在很多食物分析掃描儀、測量儀都將無用武之地。再次，居住方面。在家中，隨著物聯(lián)網(wǎng)的流行，家電之間已經(jīng)能相互“交流”了，如若主人以電子身份直接加入其中時，家中的所有電子產(chǎn)品處理事情的效率便會提升，會變得更加“智能”，不需要太多的操作便可以在家中享受最舒適的氛圍。未來不再需要語音控制，而是身體已經(jīng)直接“告訴”家電需要做什么了。有鼻炎的人，一感到鼻子出現(xiàn)堵塞的情況，空氣過濾器和加濕器便配合運行，營造出一個舒適的家居環(huán)境。最后，出行方面。在二維碼興起的時代，很多城市的地鐵卡

9、已然被取代，nfc技術(shù)也早已普及。而相比較之下，ivn系統(tǒng)帶來的可植入式芯片只會更加便捷。同理，火車站、飛機(jī)場繁復(fù)的安檢系統(tǒng)將會大幅簡化，可以有效提高出行效率。在無人駕駛汽車上也同樣有用武之地，監(jiān)測到乘客出現(xiàn)暈車狀況時，汽車自身便可以做出應(yīng)激反應(yīng)，及時調(diào)整駕駛速度，空氣更新，降低溫度。兒童丟失時，體內(nèi)芯片也能發(fā)揮一定的作用，不用單純地只依靠攝像頭了。2.交互設(shè)計范疇在交互設(shè)計的范疇，ivn系統(tǒng)的出現(xiàn)與可植入式芯片的結(jié)合也是質(zhì)的變革。在此之前的交互方式局限于人表面變化所產(chǎn)生的反應(yīng)，而體內(nèi)芯片允許設(shè)備感應(yīng)人體的內(nèi)在變化，這對于交互設(shè)計來說，相當(dāng)于開拓了一片全新的天地。在現(xiàn)有交互方式的基礎(chǔ)上，交互設(shè)

10、計師可以根據(jù)人體的細(xì)微變化將交互反饋精細(xì)化。這項技術(shù)是新型交互方式的基礎(chǔ)。例如，體內(nèi)裝置可以簡單地探測人體心率變化，而根據(jù)心率變化，表明人的運動狀態(tài)以及心理活動發(fā)生了一定的變化。這時再結(jié)合周圍環(huán)境，移動終端可以在短時間內(nèi)分辨出用戶的大致心理狀態(tài)，相應(yīng)在交互界面上呈現(xiàn)出符合當(dāng)時情景的反饋。這樣的交互體驗簡單到屏幕亮度的調(diào)整，復(fù)雜到整個交互界面甚至周圍環(huán)境的變化?？傊衖vn系統(tǒng)的輔助，電子設(shè)備能為我們帶來更入微的感官體驗，生活成本也將大幅度降低。而體內(nèi)裝置同時在體內(nèi)也是可以給用戶產(chǎn)生反饋的，當(dāng)然對于用戶來說，才是真正的“沉浸式”體驗感。由內(nèi)而外的感受都交由交互設(shè)計師來重新定義。交互設(shè)計，設(shè)計的

11、就是人與機(jī)器之間交流的方式，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種新的語言，賦予機(jī)器了解人的能力，讓機(jī)器“懂得”人類的情感是否也指日可待？三、結(jié)語中國古人信奉“身體發(fā)膚，授之父母”，而在體內(nèi)植入芯片這樣的事情，有危及生命的可能存在，愿意嘗試的人也許寥寥無幾。在當(dāng)今年代，人們的接受度和寬容度也在不斷提高。以電子支付的盛行為例，中國便已然領(lǐng)先于世界，進(jìn)入了支付方式的新時代。人體植入芯片也是一樣的，需要“第一個吃螃蟹的人”，面對新的技術(shù)，要用發(fā)展的眼光來看待。不過，電子芯片植入人體，那人和機(jī)器可能有一天真正完全結(jié)合在一起，究竟是人工智能領(lǐng)先一步，還是人先變?yōu)闄C(jī)器的一部分，是個有趣的問題。當(dāng)眾人專注于研發(fā)人工智能時，人類要以什么樣的方式敞開自己，讓機(jī)器更了解我們呢？ivn系統(tǒng)的出現(xiàn)不但是讓人更了解自己的一個機(jī)遇，也是讓人能夠真正與電子“溝通”的一塊墊板。參考文獻(xiàn)：1黃偉，彭曉宏，侯立剛，耿淑琴.基于stm32的可植入式芯片控制器設(shè)計j.電子設(shè)計工程，2018