物聯網控制的微型世界

一個微型世界（minimture world）的環境反映廣闊的大世界。在這樣的微型世界裡，就像你突然變成巨人，置身於最微小的村莊之中，這是孩子們夢寐以求的情景。隨著今天物聯網 （IoT） 技術的先進發展，互動的微型世界可以實現，使孩子們的夢想成真。

私人模型村莊和微型公園可能自19世紀就已存在，但直到1930年代到1950年代，這一類型才發展成為旅遊景點。早期的例子包括英國的Bekonscot和Bourton-on-the-Water。

「小小世界」的概念是由迪士尼（Water Disney）為聯合國兒童基金會 （UNICEF） 支持創建的，並為 1964～1965年紐約世界博覽會製作。該景點非常受歡迎，經過2個展示季後，被運往迪士尼樂園，於1966年5月28日開放。自那時起，它被擴展到包括2024年在日本東京推出的「小小世界與格魯特」。

自1960年以來，許多微型世界相繼建造。例如，在莫斯科的麗笙酒店一樓，有一個名為「Diorama Moscow 」微型世界。它展示1977年莫斯科市中心的模型，比例為1:75。模型上方的照明變化，呈現日夜場景，非常壯觀。

現有的商業營運微型世界為觀眾提供一個極好的單向用戶體驗。然而，據我們所知，這些微型世界中，沒有一個允許觀眾遠程控制微型設施，例如交通燈、降雨、風等元素。換句話說，微型世界的組件與觀眾之間的互動是有限的。此外，據我們所知，學術文獻主要關注於網路世界的虛擬現實或增強現實方面，這些並不如實體世界那麼吸引人。

目前沒有研究探討觀眾與實體微型世界互動的體驗。於是我們和初上石公司的林瑞堂先生合作，發展出DioramaTalk，通過使用物聯網 （IoT） 和人工智慧 （AI） 技術，使遠距互動成為可能。這個方法應用於名為微型福爾摩沙（Miniature Formosa）的微型世界。微型福爾摩沙由初上石商業營運，展示台灣的美麗景點，包括台南的大東門（圖1（3））、野柳的女王頭、花蓮的太魯閣峽谷等。微型福爾摩沙的一個特點是其他微型世界沒有的，就是它允許模型車在微型道路上賽車。每輛車（圖1（4））都配備1個前視鏡頭，提供視訊串流以指導觀眾進行遠程駕駛。此外，微型福爾摩沙在圖1中的（5）到（10）位置安裝6個固定旋轉鏡頭。

DioramaTalk是基於IoTtalk開發的應用平台，其中微型福爾摩沙的所有感測器和致動器都被視為物聯網設備。

微型福爾摩沙使用多個鏡頭圖像來確定車輛的位置。這涉及處理來自6個固定鏡頭的實時圖像，每個鏡頭以30 FPS運行，需要快速且準確的位置反饋。視訊圖像被發送到DioramaTalk進行車輛檢測和追踪。

DioramaTalk以YOLO（You Only Look Once）處理視訊圖像，將之保存在名為ImageDB的數據庫中。DioramaTalk分析ImageDB中的視訊圖像，以檢測路口的交通狀況，將檢測結果發送到顯示設備和Diorama致動器，以控制交通燈。

DioramaTalk在交通訊號化、工作區營運和匝道控制等領域進行車輛隊列消散分析。它利用深度學習準確捕捉混合交通流的隊列特徵，並提供強大的消散持續時間估計，從而最佳化交通燈信號規劃。

DioramaTalk的經驗告訴我們，智慧城市的AI模型可以在微型福爾摩沙的模擬環境中進行預訓練，加速它們在現實世界環境中的訓練。在智慧城市的AI和物聯網應用實際推出之前，可以將它們方便地集成到 DioramaTalk，在微型福爾摩沙模擬環境中模擬它們。

其次，最重要的是，我們為孩子們提供與微型世界互動的樂趣。