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雲享天開 打造台灣雲端產業應用新境界

雲端運算的出現,徹底翻轉人類行為模式,無論人們有意孕育任何應用服務,皆可受惠於資源靈活調度,讓原本窮其一生難以實現的開發計畫,在短時間內付諸實踐!Gartner預估,2015年雲端服務將覆蓋全球90%終端設備,成長勢頭之猛可見一斑。

在交通大學、中正大學、中央大學與工研院資通所等學研團隊努力下,除了基礎雲的躍進外,分別在交通、醫療、娛樂及教育等雲世代應用領域,繁衍珍貴的研發成果,其中不論是即時街景、貼身守護神、綠色微雲伺服系統、數位家庭多訊源可延展影像壓縮系統,以及雲端書庫、書櫃,皆富含推展價值,乃值得密切關注。NPIE橋接計畫即將於101年度9月20日(星期四),假國立交通大學舉辦「雲享天開:雲世代前瞻電子產學論壇」,集結上述相關技術研發團隊進行其成果發表與實體展示。(活動官網:http://www.digitimes.com.tw/seminar/nctu_20120920/index.asp)

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國立中正大學電機工程學系 李順裕 教授

國立中央大學電機工程學系 蔡宗漢 教授

國立交通大學電子工程系兼電子研究所所長 郭峻因 教授

國立交通大學資訊工程學系 陳添福 教授

綜觀這些研發成果,皆奠基於雲端而實現。譬如藉由雲端串聯圖書館體系或學校書庫,讓使用者得以擺脫特定應用程式或系統之束縛,即可隨需閱讀各項書籍,這項「閱讀雲」應用模式,對於偏遠地區學童,可謂意義重大。其餘各項應用創意,亦是拜雲端計算、儲存及網路資源所賜,使得運算任務化繁為簡,終至將具體應用價值,快速傳遞給終端使用者。

即時街景,適用於安防或車用環景

3年前,交通大學電子系郭峻因教授與學生閒聊,討論能否將Google Map街景以視訊方式即時呈現,就此展開一連串的專題研究,這個靈感啟動了「即時街景技術」研究計畫。

以往曾發表H.264 Video Codec IP、Media-to-Go系統、3-D MOD系統等重大研發成果的郭教授,對於視訊接合、壓縮、串流及傳輸等技術項目,早有深厚涉獵,但他仍認為,要真正做到360度視訊無縫接合,依然有著亟欲克服之瓶頸。

首先,因人、車皆為移動物件,一旦穿越不同影像之接縫,容易遭到切割或消失,所以必須結合動態偵測技術,藉以化解接縫處理難題。其次,如何將原本大量「平面」視訊檔案透過接合,呈現出360度環景效果,讓使用者可以任意變換視角,亦是一門艱深課題。

在成功闖過兩道關卡後,由郭教授所率領之研究團隊,如願交出即時街景技術之成果,郭教授認為後續應用空間寬廣,除適用於智慧監控、車用環景外,網路購物業者亦可藉此建構360度虛擬購物商城;此外,郭教授團隊亦與秀傳亞洲微創手術中心合作,計畫將此技術導入醫療全景腹腔鏡系統之臨床應用。

貼身守護神,及早察覺心血管病兆

中正大學電機系李順裕教授,有感於許多人因心血管疾病驟逝,遂欲嘗試將心電圖(ECG)轉化為輕巧、低功耗、可隨身穿戴的貼片,以即時監控患者生理狀態,因而揭開「貼身守護神」研究計畫序幕。

李教授的設計理念,乃是將ECG隨身貼片做成8cmx4cm尺寸,類似OK繃大小,再藉由功耗問題的改善,使之能續航兩週,甚至未來可望達兩年之久;除了貼身的Tag外,亦援引RF ID概念,將Reader設計為可與手機連結之晶片,希能搶在疾病發作數分鐘的黃金時間內,將訊息緊急傳遞到醫療院所或家人,以獲得及時救護,除適用於居家看護場域,亦可應用於即時監控外出運動老人之生理訊息。

台灣無論在生技醫療、IC設計等產業領域,皆深具國際競爭力,但李教授認為這兩大優勢尚未出現有效異質整合,此乃台灣發展生醫晶片之不利因素;故期望透過「貼身守護神」之研發成果拋磚引玉,並配合相關生醫工程研討會,搭建產學交流、異業人才整合之平台。

儘管現今健康監控服務未臻普及,但李教授深具信心,隨著人口老化,未來需求量勢必不小;因對於病人、術後病患及亞健康族群的本人或家人,如何及早發現病兆,爭取黃金搶救時間,著實至關重要。

雲端在握,無時無刻分享歡樂

應如何以雲端方式整合家中娛樂系統,首要難關即是佈線問題,不同的視聽設備皆需使用多種線材,諸如HDMI、AV端子、S端子或IEEE 1394等,使線路錯綜複雜,且易造成安裝困擾。

為解決此等問題,中央大學電機系蔡宗漢教授所領導的團隊,便改採以無線傳遞更優化之視訊整合訊號,使家中所有視聽設備得以接收順暢之視訊資料,不需建構星羅密布之線路網絡,且讓使用範圍得延伸到客廳之外,更不受線路束縛。

以無線連接輸出裝置跟儲存系統,其優勢為不需再攜帶內容存放裝置,如光碟、影帶甚或硬碟等至影音設備處,僅需直接從操作平台下令,便可透過無線方式傳送資料。

在客廳可用iPad之類平板裝置作為控制介面,在大尺寸螢幕上面播放各類影片、照片或音樂;而若移至房間,也可改用iPad或是房中之顯示設備播放,此過程中不再需要帶著資料,一台平板即可滿足所有操作需求。

蔡教授團隊除研究以無線佈建視聽網路外,更藉由新一代的壓縮技術,讓影像傳輸更穩定且順暢,同時甚至在同一時間發送不同內容到不同設備上,讓家庭娛樂中心更為完善且便利。

綠色微雲,打造高效低成本的家中雲端平台

若家中可建構一套完整之雲端服務平台,則無論是儲存共同記憶或分享資訊就更為便利。但現有解決方式乃安裝需全天候開機之專屬伺服器,不但易發熱,也耗損能源,造成不少浪費。

交通大學資工系陳添福教授認為,嵌入式系統是台灣的強項,若能以此利基為出發點,強化整體系統的附加價值,同時更能以生活需求為目標,打造新一代的理想家居環境基礎。

陳教授進一步表示,未來伺服器環境定朝兩極化走,一端是現有的大規模高承載服務區域,必然繼續採用Intel或AMD處理器;但另一端小規模的家庭或分支辦公室,因以經濟效益為優先考量,省電、高效能與低耗電等訴求,便會逐漸轉成使用嵌入式系統。只需簡單設定就能使用,且硬體具有極高可靠度,不需擔心維修或更改。

雖然在海外已有數家廠商開始致力於這項技術研發,但皆處於起步階段。對台灣來說,開發所需的基礎已相當完備,唯獨就最重要的核心處理器仍須加強。陳教授認為,在嵌入式系統上就不需採用耗能大且複雜的x86處理器,反而可使用架構較為精簡且易於疊合使用之ARM處理器。

ARM處理器具有低耗能、低發熱且效能優異等特點,雖然說單顆時脈不如x86處理器,但整體堆疊後,依然可以產生相當大的計算能量,其搭配虛擬化架構後,便能快速且有效地移植各種常見軟體,減少軟體開發者之負擔,將成為未來家中雲端設備的基礎。

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