一個充滿傳感器的世界將會如何改變我們所見、所聞、所思和生活的方式？這里有一個有趣的實驗：請你試著數數，現在有多少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傳感器和陀螺儀，健身追蹤器中有加速計……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所不在，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1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），才能訪問并使用這些數據。

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器物中的傳感器的數據。如果這一設想得以實現，那么馬克·魏澤爾（MarkWeiser）在23年前的那篇《21世紀的計算機》（發表于1991年9月的《科學美國人》）中所預言的普適計算時代（ubiquitouscomputing），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。

要預測普適計算以及傳感器數據將對我們的日常生活產生何種影響，其難度不亞于在30年前預知互聯網絡將會如何改變世界。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的、小塊的二維屏幕來顯示。因此，我們受困于信息瓶頸，這并不是什么新奇的觀點。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。因此，我們在麻省理工學院媒體實驗室的團隊花費數年時間，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DoppelLab的應用程序，能夠接收環境中所有的傳感器數據流，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，DoppelLab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，從而發現日常很難發現的周期性現象。

“雙重實驗室”一類的瀏覽器軟件有許多直接的商業價值——例如可用于安裝了多種傳感器的大型建筑的虛擬控制平臺。以往，當大樓管理者想要追蹤暖氣系統的問題時，他必許整理并查看大量表格和圖表，對異常的溫度數據進行分類歸納，才有可能最終找到問題的根源。如果使用“雙重實驗室”，管理者可以及時了解所有房間的當前溫度和設定溫度，快速發現溫度異常的樓層或房間。此外，規劃者、設計人員和居住者可以了解大樓內基礎設施的使用情況，以及樓里的人們什么時候會聚集在一起，通常會聚集在哪里，如何改變人們的工作或交流方式？

不過，我們開發“雙重實驗室”，并非出于商業目，而是為了探索一個更宏大也更有趣的問題：普適計算將會如何改變“存在”這個詞的基本含義？

重新定義“存在”

隨著傳感器和計算機技術的不斷發展，虛擬旅行或將變成現實，實時“存在”于遙遠的某個地方也成為可能。到那時，“這里”和“現在”這兩個詞，也許會有新的含義。我們在蒂德馬什農場開展了名為“實境觀測站”的項目，目標是帶領實體和虛擬訪客體驗不斷變化的自然環境。我們計劃在“實境觀測站”的基礎上，結合“雙重實驗室”，來探索“存在”這個詞概念的變化。

自2010年以來，在政府與民間環保組織的共同努力下，美國馬薩諸塞州南部250英畝（約101公頃）的蔓越莓沼澤，已經被改造成一個受保護的沿海濕地系統，統稱為蒂德馬什農場，我們的同事格洛里安娜·達文波特是農場的共同擁有者之一。達文波特在多媒體實驗室中主要研究紀錄片未來的發展，她有一個很好的想法，就是在環境中布置多種傳感器，自動拍攝“紀錄片”。在她的協助下，我們正在開發一個能記錄生態變化，并允許人們體驗這些信息的傳感器網絡。在蒂德馬什農場，我們架設了數百個無線傳感器，用來測量溫度、濕度、水分、光、運動、風、聲音、樹干液流，以及多種化學物質的濃度水平。

借助于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，其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。