電子科技的發展到了今天,有關數位運算與訊號處理的能力,已經達到了所謂「資訊革命」的效果。如此輝煌顯著的成就,將會持續帶動社會型態與生活習慣的改變,這應該也是毋庸置疑的一件事。然而多媒體化與十倍速以上的運作,仍只是邏輯與資訊間的轉換而已,如果再能夠與自然原始的律動結合,那麼就能產生更直接、更廣大的功效。從1970年代就開始發展的微機電系統(MEMS)就能扮演這樣的角色,而隨著製程的進步與成本的降低,以及數位介面晶片的配合,微機電系統的敏感度與應用範圍也會越來越高、越來越廣。

一種微機電加速器系統的放大圖像。(Source:memx.com)
一種微機電加速器系統的放大圖像。(Source:memx.com)

所有自然界的律動都會產生一種平衡、和諧的交互作用,例如夏天此起彼落的蛙聲蟬鳴,還有雷擊水流等,人們處於其中也多能夠自然地融入。至於刮風下雨、天旋地轉也都有一定的規律秩序,簡單而言,所謂「無風不起浪」,一切「自作自受」,這是很自然的一種作用與反作用的傳動。相對於這種真實世界作用的則是電子資訊的虛擬世界,它所傳達的訊息會經過知識與思想的模擬轉換,所以也可能很虛幻不確實,倒不如直接觸動之了了分明,因此我們得用微機電系統來平衡互補。

當然,電子資訊透過微機電系統為介面所傳動的位移、震波或動能等作用,仍是模擬轉換後的結果,或許仍嫌粗糙或有失真之處,但已經是一種實體的互動,是身處數位時代沒有辦法中的辦法哩。所以,MEMS提供的介面,在全面e化的數位時代也就越來越重要,不論是一般電子產品或汽車、航空、工程、軍事、生化、醫療等領域都需要MEMS介面的輔助,並且用來處理一些微細、艱難與惡劣環境下的任務,例如作為行動中GPS的慣性導航輔助等。

也就是說,MEMS是在傳達物與物、人與物,甚至是人與人之間的運動作用,它必須忠實平衡地遵守大自然的運動定律,才能達到美好與和諧的秩序。舉例來說,MEMS感測到的位移是100公分,但實際卻只走了5公分,那麼由於各種裝置的錯綜互動,極可能帶來難以預料的災難或麻煩。所以人們在應用微機電做系統整合設計時,要知道這是攸關身家性命的實體運作,千萬大意不得,也要有一定的容錯補救機制。

目前MENS正走向消費大眾的市場,除了市場成長可以預期之外,在消費電子產品的應用上,是以人為中心的日常互動,所以相當講究人體工學的搭配,例如隨著轉動機台而調整螢幕的功能、運動遊戲的實物模擬、MEME麥克風的聲波傳動等,相信未來還會有更人性化、更多功能的整合應用。本期封面故事以MEMS運動感測元件為題,除了針對目前熱門的技術、市場做系列的報導之外,也特別分析MEMS在消費電子上的應用,希望提供系統設計人員在電子裝置中加入更多實體互動機制的參考。

當電子產品有了實體互動的機制,不僅更親切有味,也能夠使虛擬的事物帶來更多的功效。隨著本期附贈的HOPENET社群期刊,剛好也是秉持實體互動理念而發行的刊物,雖然HOPENET的資訊都呈現在網路上,但我們相信有些東西仍是要以實體或書面的方式表達,會更親切、更直接,也更真摯有誠意,不是嗎?如果MEMS的發展可以感動全世界,那麼辛苦送到讀者手中的刊物,也是一種力與美的傳動。