10个2022年必知的科技关键字:元宇宙、低轨卫星通信,DeFi、NFT

不知你是否也发现到,每隔一段时间,科技圈总会冒出一些新名词,通过比较大众化的语词,来描述科技与技术发展的一种趋势,比如说像是先前的AI人工智能、机器学习、边缘运算等等。预期2022年,人类的科技将会朝向哪些新的方向前进,又会对生活带来什么改变,或许从这些刚冒出来的科技关键字开始了解,会是一个比较简单快速的方式。本篇所选出的10关键字,有的已经存在于我们的生活之中;有的则是现有技术的升级;而有的则是具备宏大的理念,相信在今年内,我们会加倍感受到这些新技术所带来的实际影响。

所谓的DeFi,其实是Decentralized Finance的缩写,其含义为一种去中心化的金融体系,它的出现与加密货币的发展息息相关,我们所知的加密货币如比特币、以太币等等,本身就具备了去中心化的特质,但一般人要处理加密货币的交易或兑换,还是得依赖币安(Binance)、Coinbase这类加密货币交易所。

随着加密货币的诞生,专门提供加密货币的交易、流通和兑换服务的交易所,也如雨后春笋般冒出来。

交易所在处理用户的加密货币金融业务时,包括借贷、质押,并不像传统银行一样,需要人力去审核、签约,而是通过部署在区块链上的“智能合约”来完成,简单来说,智能合约类似于一种在区块链上执行的应用程序,只有在满足合约触发规则的状态下,交易才会被执行并写入区块链中,因此可以做到绝不出错,同时因为智能合约是在区块链上运行,所以其程序代码也难以被篡改,具有很高的可靠度与安全性。

但是,这些交易所仍是由私人机构所成立,扮演有如传统银行的角色,你必须将持有的加密货币交由平台托管,因此仍摆脱不了中心化的本质,甚至可能因为交易所遭黑而蒙受损失,无法真正达到DeFi的理想。

智能合约由程序代码所构成,只要合乎条件设置,就能在没有第三方的情况下,进行安全可信的交易,不会出现毁约的情况。

因此,相对于中心化交易所(CEX)而出现的去中心化交易所(DEX),就在去年开始快速崛起,并促成DeFi生态的进一步发展,DEX并不会要求实名认证,也不会托管用户的加密货币资产,而是仅提供协议规范,即便黑客攻破DEX,也无法获取到任何可以连接到用户的隐私信息,DEX主要是提供交易的协议规范,确保两方或多方能够在相同的规范之下,进行点对点的交易,不再通过CEX这类中介机构进行交易。

但少了中介机构的信息,卖家要如何找到买家就是一大问题,也使DEX的资金流动性不如CEX,故Uniswap、Sushiswap等去中心化交易所开始采用新的AMM(自动做市商)技术,以促进加密货币市场中的资金流动,你可以把AMM想成一连串拥有复杂公式的智慧合约,通过AMM可让每个人都能加入资金池成为做市商(Market Maker),赚取市场交易手续费分红,提高流动性,与此同时,每一分资产都完全掌握在自己的手中,完全脱离过去中心化的金融体系。

随着去中心化交易所的交易火爆,这种点对点加密交易模式也成为Defi生态中的重要基础。

NFT为Non-Fungible Token的缩写,就本质上来说,NFT也是一种基于区块链技术的加密货币,只不过它具有独一的特殊性,而且无法分割,因此每一个NFT的价值都有所不同,无法用统一的单位加以归类。以目前来说,NFT的主要用途在于提供数字资料的证明,这个数字资料可以是图片、视频、声音或游戏中的装备、物品等等,因此NFT也常被称作“加密艺术”,但让人容易混淆的地方在于,NFT虽可用来代表数字资料,但它并不等于数字资料的本身,而是比较像是现实世界的凭证,用以证明用户购买了该笔数字资产。

Opensea是目前全球最大的NFT线上市场,除了提供交易之外,也允许用户铸造NFT上架销售。

NFT的雏形早在2010年就已经出现,不过随着2018年以太坊区块链针对NFT的标准协议(ERC-721)发布后,NFT才算是真正开始火爆起来,如同“挖矿”之于加密货币,我们通常会以“铸造”一词来描述NFT的生成,实际上它仍是一组通过智能合约所产生的代码,其中会包含识别码、拥有者的钱包地址等等,如果这组NFT曾经过多次交易转让,那么历任拥有者的钱包地址也会记录在内,供所有人检阅查看,由于其记录都保存在区块链之上,所以具有很高的公信力。但相对来说,NFT所代表的数字资料,却不一定会保存在区块链上,例如游戏道具,就可能是存放在游戏公司的服务器中,NFT虽会记录该数字文件的地址,不过万一存放数字文件的服务器因故下线,你很有可能会再也见不到你所收藏的内容。

Cryptopunk头像由计算机算法所产生,共搭建出1万个不重复的庞克人头,被视为是以太坊最早的NFT项目。

NFT还有一点备受争议的地方是,拥有者其实不具备数字资料的完整拥有权,主要是取得在个人非商业用途的展示与使用的权利,例如把图像设为个人的大头贴等等,所有的知识财产权与著作人格权,仍然在原创作者手上,就好像是你花钱购买了这本PC Home杂志,你可以转卖给其他人,但不能主张这本杂志内容是自己写的一样。另外,也有许多人看重NFT的增值空间,将其视为一种投资工具,虽有区块链技术做背书,不过背后风险也不小,不建议跟风炒作。不管怎么说,NFT的确实现了数字艺术市场的信息透明化与多样化,随着NFT的热度持续发烧,未来NFT应会波及到更多领域的应用,例如个人身份认证等等。

由艺术家Beeple创作的《每一天:前5000天》,是历史悠久的佳士得拍卖场首件以NFT形式的拍卖的作品,最终以6,934万美元成交。

去年Facebook母公司高调更名Meta,并将公司的未来愿景押注在“元宇宙”之上,这也让“元宇宙”三个字一时之间盛嚣尘上,引发科技巨头纷纷响应,但它要如何完成?有没有预定的时间表?马克佐伯格并未提出非常明确的说明,这就带给我们许多想象的空间。如在本期的《Roblox_从游戏中窥见元宇宙》特别企划中,笔者提到《Roblox》这款游戏在募股上市之时,曾提出元宇宙的8项主要特征,就代表了游戏公司所期望的元宇宙发展方向。而以电商为主业的Amazon,或是高度软硬集成的苹果,对于元宇宙应该都有不同的想法。

脸书母公司大动作改名Meta,提出元宇宙的发展愿景,并希望吸引其他供应商一同打造生态系统。

大体而言,元宇宙将仿照现实世界,构建出一个具体而宏观的数字化虚拟空间,以满足社交、娱乐、教育、工作、商业等各种人类社会的实际需求,许多科幻影视作品都曾描绘过这种场景,像是《一级玩家》、《黑客帝国》等等,但是按照当前科技进展,最贴近元宇宙构想的作品,应是2009年由细田守所导演的《夏日大作战》,故事描写了能够以手机、计算机登录,让全世界人齐聚一堂的网络世界OZ,人人都可设置自己的虚拟化身,除了通过即时翻译消除语言隔阂,用户还能设立公司进行商业行为,各行政机关也在其中设立服务窗口,与现在网络所能做到的事情很类似,差别是全都集成到单一平台,毕竟你不会希望只能在Meta的元宇宙进行社交、购物只能去Amazon的元宇宙,或是玩游戏还要转去Epic Games的元宇宙,因此“大统一”的系统平台,将是接下来各家科技巨头争夺的重点。

从Facebook时代便投入开发的VR社交平台Horizon Worlds,于去年底终于开放北美用户免费登录,展现出Meta的元宇宙雏形。

许多人认为加密货币和NFT会成为元宇宙的主要经济和交易体系,这既对也不对,探究元宇宙的本质,可以发现它其实是一种集成度更高、沉浸感更深的网络平台,它当然可以完全容纳加密货币和NFT的应用,但是在元宇宙波及到食衣住行等各层面后,既有的网络金流并不会因此消失,难道真的要用鸡排NFT,才能换到真正的鸡排吃,或是得先买衣服NFT,才能兑换到真正的衣服穿,这岂不是多该举。

要如何实现元宇宙的沉浸感,VR或AR穿戴式设备是目前唯一普遍的共识。

区块链与游戏之间的结合,并不令人意外,大部分的游戏本来就拥有自己的货币与经济体系,以提供玩家在游戏内的交易之用,但这实例系也是极度封闭的,除了掌控在游戏公司的手上外,更可能因为黑客的攻击、账号被盗、数据库的回溯而造成玩家的损失,当游戏导入区块链与加密货币后,原本掌握在游戏运营方的货币经济,便被赋给了去中心化的性质,不管是游戏公司、黑客或玩家本身都无法加以篡改,使其更为透明、公开与公平。

不过,区块链游戏的核心要素并非只有加密货币,还包含以区块链为基础的NFT,区块链游戏据此得以确立起它与其他游戏的最大分野,即为P2E的游戏模式(Play-to-Earn,边玩边赚)。以往人们玩游戏的主要目的是为了娱乐,就算赚了很多金币或拿到稀有的道具,也没有一种有效的方式,可以将它转换为实际的收益,但区块链游戏则打破了这项原则。

对于线上游戏玩家来说,某些稀有的虚拟宝物,价格确实相当惊人,但过去这些虚宝只能在该游戏的群体之间流通,渠道十分狭窄,而NFT的特性是一种可以代表数字资料的证明,因此当游戏中的虚拟宝物,以NFT的形式写进区块链后,除了赋给玩家对于该物品的唯一所有权,它也能够在游戏之外的交易市场被看见、销售,因此购买的人不再只是玩家,更包含了NFT市场的广大投资者,增值与流通的空间也大幅提升。

区块链游戏并不是只有单一面貌,它可以是角色扮演游戏、沙盒游戏、卡牌游戏或经营游戏。

区块链游戏在成功集成了DeFi、NFT与游戏之后,所形成的特殊金融生态,则被称之为GameFi(游戏化金融),以目前来说,玩家往往需要先投入一定成本,像是先花钱购买NFT角色,才能开始在游戏中赚取代币,获利方式包括交易NFT角色及物品,或是兑换所获得的代币等等,依游戏规则而有所不同,但大致上来说,先进场的玩家往往具有较多的优势,越晚进入的玩家所付出的成本也越高,这也引发GameFi是否为庞氏骗局的疑虑,随着市场上链游不断推陈出新,很难保证其中不会有混水摸鱼之辈,但作为一种新的游戏形态,区块链游戏的发展依旧值得关注。

在沙盒类型游戏《The Sandbox》中,以具有NFT性质的土地(LAND)作为虚拟资产,引发了一股炒地皮风潮。

Apple iPhone 13系列新机推出有一段时间了,但如果你还记得的话,早在推出之前,知名分析师郭明錤曾经透露过,iPhone 13将会支持低轨卫星通信技术,虽然最后并没有成真,但也让“低轨卫星”一时间成为热门话题。其实我们很早就开始在利用卫星通信技术,常用的GPS定位就是其中之一,那么低轨卫星通信又有何不同?

马斯克的太空业务SpaceX,为自家低轨卫星发展提供了最有利的技术支持。

依照卫星运行轨道的高度不同,可以大致区分为同步轨道卫星(Geostationary Orbit, GEO)、中地轨道卫星(Medium Earth Orbit, MEO)和近地轨道卫星(Low Earth Orbit, LEO)等等,其中近地轨道卫星的绕行高度约在距离地表300~2,000公里之间,由于距离地球较近,传输距离短,因此延迟时间可以降至20毫秒,远低于同步轨道卫星的250毫秒,加上其信号不受地形阻隔限制,能够补足传统移动通信基站所未能覆盖的海洋、沙漠、冰原等偏远地带。

当然,要实现低轨卫星通信,卫星的部署是最重要的前置工作,假设卫星以地表500公里高度为轨道的话,要将信号范围覆盖到全球,至少需要10,000颗的卫星,这个数字看似很多,不过随着近年火箭发射成本的降低、卫星的模块化与轻量化,卫星部署的速度将会逐年加快。目前已有多家企业已经投入相关的建设,其中进度最超前的,就是SpaceX的Starlink(星链计划)。截至2021年底,SpaceX已经发射将近2,000颗卫星,更与NCC、中华电信进行接洽,有望在今年内在台上线。

SpaceX预计在近地轨道部署12,000颗卫星,并将于2027年全部发射完成。

低轨卫星通信的技术发展,也为第六代移动通信(6G)的基础提供了更多可能性,全球移动通信标准组织3GPP(第三代合作伙伴计划)在2019年的会议中,首次将卫星通信的NTN(Non-terrestrial Network)非地面网络,纳入到第17版规格书(Rel-17),并将于今年完成制订,也显示未来的移动网络将走向复合网络形态,以实现全方位无死角的网络接取和覆盖。

只需要安装卫星天线接收设备,即使是没有基站的偏远地区,也能够连接上星链网络,平均速度接近200Mbps。

Wi-Fi 6成为市场主流后,随着联网设备越来越多,不但2.4GHz早已不敷使用,连5GHz频段也开始面临拥塞的问题,自2020年起,Wi-Fi联盟着手推动Wi-Fi 6无线标准的升级,并将其命名为Wi-Fi 6E。

Wi-Fi 6E的6GHz频段,相较于2.4GHz和5GHz频段,拥有连续而宽广的频谱可供利用。 (图片来源:Broadcom)

Wi-Fi 6E的“E”,所代表的意思是Extension,在无线连接技术方面与现行的Wi-Fi 6,并没有什么太大分别,但Wi-Fi 6E的特殊之处,在于首度添加支持6GHz频段,并拥有多达1200MHz的连续频谱范围可资运用,其作用除了有效抒解频谱短缺所造成的干扰,更能通过宽广的带宽,让无线传输效率获得进一步的提升,而随着各国陆续开放6GHz频段供免授权使用,Wi-Fi 6E的未来发展性也得到了保障,华硕、Netgear等网通龙头厂商皆已推出Wi-Fi 6E无线路由器,但受限于法规与市场,目前台湾还无缘见到这些产品。

华硕推出的ROG Rapture GT-AXE11000,是全球首部支持Wi-Fi 6E标准的无线路由器。

目前Wi-Fi 6的问题是,5GHz频段是延续自Wi-Fi 5,除了频段不连续之外,可用频谱范围并没有因而增加,这就导致一个很尴尬的问题,虽然Wi-Fi 6已将频道的带宽拓展至160MHz,但整个5GHz频段却只能容纳得下2组160MHz的频道,如果周边就只有你这么一台Wi-Fi 6路由器,那并不会有什么状况,但要是家每家每户户都开始升级到Wi-Fi 6,那么干扰自然就难以避免了,这也是为什么你新买的Wi-Fi 6路由器的,内部的带宽默认值,通常不会设为最高的160MHz,而是40MHz或80MHz的原因。

相对来看,Wi-Fi 6E的6GHz频段,则能够容纳多达7组160MHz频道,或14组80MHz频道,能够有效避免频道干扰的问题,且6GHz Wi-Fi不支持向下兼容,因此也不会有共享频段拖慢速度的状况发生,对于多设备、高网速、低延迟等连接需求,Wi-Fi 6E可说是目前最佳的解决方案,唯一要注意的是,6GHz的无线波长更短,这也意味信号更容易被环境所阻挡,或许搭配Mesh技术会是不错的方式。

Wi-Fi 6E能够满足更多高速传输应用,但相对也需要设备端的支持,如三星S21 Ultra即为首波搭载Wi-Fi 6E技术的手机之一。

作为近年最热门的显示技术,Mini LED以及Micro LED经常被同时提及,目前业界所定义的Mini LED,指的是尺寸在50~100µm(微米)之间的LED晶粒,大小约和人类头发的直径差不多,至于30µm以下的LED晶粒,则称为Micro LED(微发光二极管),不论是Micro LED或Mini LED,本质上都是属于一种半导体。除了尺寸上的差异,两者由于名称相近,也让一般人容易混淆。在过去一年中,各种搭载Mini LED的电视、显示器、笔记本与平板,已陆续在消费市场上现身,故2021年也被视为Mini LED的商用元年,反观Micro LED产品虽然已在各大科技展会中发布,但确定的量产进程仍然说不准,会出现这样的差异,主要是因为Mini LED以及Micro LED两者,在显示技术应用上的方式截然不同所致。

以三星在台湾推出的Neo QLED量子电视为例,其所采用的量子Mini LED,大小仅有原来LED的1/40。

绝大多数的LCD显示器皆采用LED作为背光源,由于液晶显示原理的先天限制,无法做到完全遮光,而难以呈现出纯粹的黑色,所以厂商通常会通过区域控光的方式来提高对比,若能划分出越多的控光区域,画面的表现也会更好,改用Mini LED作为LCD背光源的好处是,由于Mini LED的尺寸是传统LED的几十分之一,在相同面积的面板上,就能组成密度更高的背光数组,亮度也得以提升,此外对LCD面板厂而言,Mini LED还具备了成本上的优势,只需针对现有的产线略做升级即可,不需全部重来。

Micro LED运用磊晶增长的工法生成,再切分成微米等级的晶粒,将其转移至电路板上,并确保其良率,是量产的重要关键。

至于尺寸更小的Micro LED,则迈入全新的发展方向,不再用于背光,而是通过R、G、B三种颜色的Mini LED晶粒,直接拼成一个像素点来使用,其概念类似于可自体发光的OLED面板,不但拥有OLED的无限高对比的特性,更因为采用无机的氮化镓材料制作,所以寿命比OLED大幅延长,亮度还可达OLED的30倍以上,奈秒(ns)等级的低延迟,所以除了电视、显示器之外,各类穿戴式设备、车用仪表、VR眼镜等等,都是Micro LED发挥长才的领域,不过Micro LED目前依旧面临量产成本过高的问题,有待于巨量转移技术的成熟和良率的提升,一旦获得解决,目前的显示产业将会迎来真正的改朝换代。

小尺寸的Micro LED晶粒转移,虽仍需要精密的技术,但比起大型电视面板来说,复杂度会降低许多。

AVP全称为Automated Valet Parking,是一种自动化的停车功能,被划归在Level 4的自动驾驶等级,这套分级系统由国际车辆工程师学会(SAE International)以及美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)所提出,他们将自动驾驶从Level 0至Level 5划分成6个等级,依据驾驶者与车辆的角色定位、任务,以及适用的范围为标准,其中Level 0定义为完全的人工驾驶,而最高级的Level 5为全自动无人驾驶,目前导入辅助驾驶系统的多数主流车款,多介于Level 2到Level 3之间,驾驶仍为主要的车辆控制者。

从APA到RPA,自动停车辅助功能的发展大致上不离Level 2自动驾驶的范围。

许多品牌的中高端车款,其实早已内置自动停车辅助功能APA(Auto Parking Assist),通过车身周围的超音波传感器,搭配摄影镜头,协助驾驶将车辆正确停入车位,过程中驾驶只需要控制排档与油门,转向和对准则交由车辆来控制;更高一阶的RPA(Remote Parking Assist)技术,则是可以在人处于车外的状态下,利用遥控器或手机,指挥车辆驶入或驶出狭窄的车格,以避免车停好但人却出不来的窘况,无论哪一种,由于离不开人为控制,因此皆属于Level 2的范畴。而AVP技术与APA/RPA最大的不同,在于更加的自动化,驾驶可以在定点下车,然后让车辆自己去找车位停车,当要用车时,也只需发送指令召唤汽车,车辆便会自行发动并前往驾驶所当地点,整个过程无需人力介入,能够大幅减省用户停车、寻车、取车的时间。

同样是通过手机一键召唤爱车,不过AVP的运行模式会比特斯拉的智慧召唤可靠得多。 (图片来源:Bosch)

不过以目前来说,由于完整的法规还未创建起来,因此AVP最为可行的应用场景,仅在于公司或商场之类的停车场做定点使用,这些场所的空间较为封闭单纯,而且范围也有所限制,能够将不可控制的变量减到最低。如何让汽车知道哪里还有空的车位,并规划路径避开障碍,甚至是跨楼层行动,则需要高精确度的停车场地图以及定位系统来辅助,这也代表除了车辆本身传感技术的升级外,还需要有外部的基础建设支持,例如停车场某些位置,有可能是月租用户或保留车位,必须通过场站系统与车辆之间进行即时的沟通,才不会误停。各家车厂AVP技术都有所差别,但可预见的是,今年会有更多高端车款将AVP纳入标准配备其中。

2020年时奔驰和Bosch合作,率先于德国斯图加特机场停车场导入AVP系统,正式投入商业化应用。

由于网络生态的转变,最近Web 3.0(或称Web3)一词开始频频出现,但它并不是新诞生的词汇,早在2000年代初期就已经出现Web 3.0的说法,是一种概念性的名词,用以区隔并标志出第三代互联网的面貌,而不是某种软件或技术的更新,也因此对于Web 3.0究竟是什么,人们总有着许多争论,如马斯克就认为Web 3.0不过是一种市场营销口号。

要了解Web 3.0的未来方向,可以先从Web 1.0到Web 2.0的发展看起,当Web 1.0刚兴起时,大部分的网站几乎都只能单向提供消息;到了Web 2.0时代,人们借由HTML5,JavaScript,CSS3等技术,创建交互式平台促进信息的交换与人际交流,推动了社群网站的出现;针对Web 3.0,WWW之父Tim Berners-Lee认为应该是一种语义网(Semantic Web),也就是通过AI及机器学习技术,让机器能够了解人类的“语义”,以进行更精确的资料判断和处理。

伴随区块链的热潮,“去中心化”则逐渐成为Web 3.0最重要的核心概念之一,加密货币、DeFi、NFT、区块链游戏、各种DApp,都可算是Web 3.0的一环,也成为一种对于Web 2.0数据过于中心化、信息服务被垄断的反动,因此Google、Facebook等巨头未必会乐见Web 3.0的到来,至少在公司转型完成前不会,加上各国政府对待区块链的态度不一,所以从Web 2.0到Web 3.0,应该会有一段不算短的过渡时期。

虽然目前对于Web 3.0的面貌众说纷纭,不过可以确定的是,区块链技术带来的去中心化概念,将会得到进一步的发挥。

为了减缓全球暖化的冲击,减少温室气体的排放,国际间开始发展新的洁净能源以取代化石燃料,其中最受关注的,就是“氢能”。相比于太阳能、风力发电来说,氢气能够长时间大量存储,是一种极佳的能源载体,而且燃烧后仅会生成水,不会产生碳。但由于氢分子的活性高,所以自然界并不存在氢气,而是以化合物(例如水)的形态存在。

生产氢气的方式有许多种,为加以区分,通常会在名称上冠以颜色,如最常见的“灰氢”是利用蒸汽与甲烷反应产生氢气与二氧化碳;“褐氢”则是以煤碳为原料制氢,如果能利用碳捕捉技将制氢过程产生的二氧化碳回收,那“灰氢”与“褐氢”就会被视为是“蓝氢”。至于“绿氢”则是利用电解水的方式产生氢,其过程不会排放任何碳,不过因需耗用电能,成本也最高,随着技术发展,绿氢的重要性将会逐渐提高,成为能源转型的重要角色。

利用风力、太阳能等再生能源所制造的氢,对于环境的影响最小。