第 10章　資訊科技未來展望

實用資訊

2

目錄

10-1　電腦科技在生活方面的應用10-2　虛擬實境10-3　人工智慧問題與解答

3

10-1　電腦科技在生活方面的應用10-1.1　電腦在個人方面的應用10-1.2　電腦在家庭方面的應用10-1.3　電腦在學校方面的應用10-1.4　電腦在社會方面的應用10-1.5　電腦在職業生活方面的應用

4

10-1　電腦科技在生活方面的應用電腦科技為人類帶來了許多的便利，也深深影響了人們工作與生活的型態。

本節將探討電腦科技在各領域的應用，以及對人類生活帶來的改變與影響。

5

10-1.1　電腦在個人方面的應用

資訊科技與網路技術不斷地在進步，加上全民都上網的世界潮流，使得各種資訊技術不斷地改變人類生活，讓生活與電腦緊密的結合。

6

個人休閒娛樂：

遊戲與休閒是電腦科技最廣泛的應用之一，由於網際網路的普及化，可提供多人連線以虛擬的身分融入故事情境的網路遊戲也隨之盛行，成為時下相當受歡迎的休閒娛樂。

虛擬實境（ Virtual Reality ）是指利用電腦來模擬真實的情境，在電腦上建構一個虛擬的世界，並藉由特殊的介面讓人們進入該虛擬世界中，使人們在電腦中就可以獲得和真實世界相同的感受，就好像身處在真實世界一般。

7

數位相機：另外，生活中許多休閒活動也與電腦科技密不可分，舉例來說， MP3隨身碟可用來儲存與播放自己喜愛的 MP3音樂檔案；而數位相機與數位攝影機則可利用數位相片與影片來記錄生活中的精彩片段。

數位相機具有拍照功能，以及分享容易、即時影像、不需底片或沖洗、可在家列印等優點，使得數位相機成為目前相當搶手的科技產品。

8

通訊與溝通：

電腦科技改變了現代人通訊與溝通的方式，例如：行動電話是可隨身攜帶、移動自如的通訊設備，可隨時隨地與各地的任何用戶取得聯繫。

9

行動電話可以分為三代：

第一代採用類比式技術，又稱為 1G，例如：台灣的 090或 091開頭的大哥大。

第二代採用數位技術，例如： GSM（ GSM 900和 GSM 1800）等系統。

第三代則簡稱為 3G，朝寬頻設計，將手機與網路、電腦與家電整合。

10

PDA個人數位助理： PDA個人數位助理為可隨身攜帶的掌上型電腦，提供記事本、上網等功能。

透過電腦網路：電子郵件（ Electronic Mail ，簡稱 E-mai

l）可以取代傳統書寫的信件聯絡方式。網路電話則可隨時隨地與對方連線通話，以節省昂貴的通話費用。

線上聊天與即時通訊軟體都是提供多人線上對談的連線工具，即時通訊軟體甚至可提供語音或視訊對談等，可達到彷彿面對面對談的效果，例如：Microsoft公司的MSN Messenger。

新科技不但增加了人際關係的溝通管道，也讓人們可以無時無刻與他人聯絡。

11

網路電話和MSN Messenger：

12

獲取資訊：

有了電腦和網路，大幅提升了獲取資料的效率與管道，例如：網際網路是將散布在世界各地的電腦連結起來，並且達到互相共享資源的大型網路。

電子書與電子報則是將文章紙本資料轉換為電子資料，既可節省紙張又符合環保。

13

電子書與電子報具有下列優點：

14

搜尋引擎：

而透過搜尋引擎可針對所設定的範圍或語言，搜尋所需的圖片、影音或文件檔案等資料，著名的網站如 Yahoo!奇摩、蕃薯藤、 Google皆提供搜尋引擎。

15

金融與安全：隨著科技的發展，傳統面對面與銀貨兩訖的觀念，已經不再是唯一的交……易途徑了！

舉凡電話、手機、傳真機與網路都可以是交易的媒介，例如：透過股票機即時收看股票行情、走勢圖以及即時報價等股票市場的相關資訊。

16

智慧卡：

而用以支付消費款項的方式也不再是傳統的現金付款了，只要有一張小卡片（例如：悠遊卡、儲值卡、IC信用卡……等，這類卡片統稱為 IC卡（ Integrated Circuit Card ），又稱智慧卡）便能完成付費動作。

17

電子憑證：然而在電腦科技發達的環境，更應該重視背後隱藏的危機，也就是個人資料與密碼的洩露，所以在進行交易的同時，也要確保資料的安全性，例如：使用電子憑證來辨識個人身分，電子憑證可以存放在磁片、電腦或是燒製在 IC卡（例如：健保 IC 卡、 IC 國民卡……等）中。

18

使用電子憑證的優點具有下列優點：1. 不法者無法冒名下單進行交易。2. 每筆交易的內容不會被偽造或洩露出去。3. 發生交易糾紛時，仍有交易證據可以做為裁決的憑據。

4. 保障投資人的每筆電子交易，能符合資料的完整性及資訊隱密性。

19

10-1.2　電腦在家庭方面的應用

從直接看得到的電腦主機，到隱藏在各種電器設備中的電腦晶片，電腦科技已經悄悄地進入家庭的各個角落，深切影響了現代人的家庭生活方式。

因為電腦科技在家庭中的普遍應用，讓人們在家庭中可以享受舒適、便利、安全的生活品質。

20

家電應用：許多家庭電器設備植入電腦控制晶片後，就可以具備自動化、甚至智慧型的設定與控制功能，例如：電子鍋的設定煮飯模式、定時煮飯等功能；冷氣機的自動變頻、恆溫等功能。

家電與電腦科技結合還有許多實例，例如：透過視訊電話可在通話時觀看到對方的影像，有別於過去只能以語音聯繫的傳統電話。

21

液晶電視與電漿電視：液晶電視與電漿電視則可呈現較精細的顯像畫面，提供更優質的官能享受。

液晶電視的顯示器是利用外加電場驅使液晶排列狀態改變，造成光線穿透液晶層時的光學特性發生改變，而製作出各式的液晶顯示。

電漿電視是利用電壓與氣體產生效應而製造出紫外線，使塗在放電格裡的螢光體發發光，是以紅、綠、藍的三色螢光體構成顯像的最小單位。

22

資訊家電 &藍芽：

資訊家電（ Information Appliances ，簡稱 IA）使家庭電器具備網路連線功能，且能與其他裝置交換並處理訊息，使生硬的家電兼具智慧化功能。

藍芽是短距離無線區域網路的傳輸標準，在資訊家電中安裝藍芽技術晶片後，家電產品就具備了無線通訊的能力，例如：透過資訊家電冰箱的藍芽晶片，隨時與網路建立連線，使 PDA顯示冰箱內所存放物品的資料。

23

家庭休閒娛樂：下班或放學後回到家裡，疲憊的身心需要好好休息一下！若能在家庭中進行休閒娛樂活動，例如：透過卡拉 OK伴唱，可讓自家住宅儼然成為 KTV。

而透過數位音響或電子琴的電腦音效合成技術，可輕鬆自製想要的音樂伴奏；透過家庭電影院設備，毋須上電影院也可享受到與電影院相同的視覺與聽覺效果；而利用數位寬頻電視與隨選視訊（ Video On Demand，簡稱 VOD），則可透過寬頻網路來觀賞電視與各種數位影音和圖像資料，如此一來，不但可以放鬆心情，同時也能提升家庭生活的品質。

24

在家享受與電影院相同視覺與聽覺效果的家庭電影院：

25

金融理財與購物：

電腦科技帶來許多便利，也改變了投資理財與購物的習慣，例如：透過電腦應用軟體與網路銀行等網路金融理財工具，可應用電腦來記帳或投資理財。

而透過網路購物可不用出門便能採購物品、沖洗相片，甚至還可在網路上繳稅金和繳罰款、拍賣物品……等等。

26

下圖為金融理財與購物網站：

27

居家安全： 除了安裝鐵門、鐵窗以及上鎖外，為了增加居家的安全，可以透過電腦科技的技術應用，讓居家更安全，例如：透過防盜系統可防止物品失竊。透過火災警報系統可達到偵測火警與即時通知消防人員效果。

透過生物辨識系統，則可以利用指紋、聲音、簽名……等個人獨一無二的特徵來辨識使用者，應用於門禁的管理。

而保全系統則是整合多種居家安全的防護系統，可有效達到防盜與消防功能。

28

10-1.3　電腦在學校方面的應用

學校的組織運作主要分為行政與教學兩部分，而電腦科技在學校方面的應用，也可分為行政應用、教育與學習應用等兩方面。

29

行政應用：在行政電腦化之前，學校的總務處部門會有專司打字任務的人員，配備有中文打字機，這種傳統打字機有一個大型的字盤，由打字員操作逐一找出字的位置，按一下打出一個中文字，通常字盤上只放入常用的字模，遇到不常用文字時，再將該字模放入字盤中。

透過行政電腦化，可簡化並節省人工作業的流程與時間，包括教師與學生可透過學校的選課系統、成績登錄與查詢、家庭聯絡簿等網路服務，快速完成課程、成績登錄查詢與聯絡等工作；電子公文與訊息公告，則是透過網路來傳遞學校的相關法令或最新訊息，可達到快速傳遞訊息的效果。

30

透過網路傳遞公文：

另外，學校可透過管理系統來進行學校財產、人事薪資或出納會計等管理作業，既有效率又可節省人力成本，更可隨時掌握學校相關狀態。

31

教育與學習應用：在學校裡，電腦科技已經普遍應用在教學活動與學習活動中，例如：可利用數位多媒體設備來提昇語言的學習效果。

CAI電腦輔助教學則是透過電腦來建立交談式與互動式教學方式，可提昇學生的學習興趣。

遠距教學則可透過電腦網路來達到不受時間與空間的限制，達到即使分隔遙遠的兩地仍可學習的目的。

32

10-1.4　電腦在社會方面的應用

社會上，各行各業也都普遍應用了電腦科技，來提升工作的效率，以及改善工作的品質，下面分別就政府部門、工業領域、商業領域、醫學領域、交通領域來介紹。

33

政府部門： 許多政府機關都已全面採用電腦化作業，以提升國家整體的競爭力，例如：電子化政府提供民眾單一網址（ http://www.gov.tw ），可連結所有政府機關網站，快速搜尋所有政府機關網頁資訊。

而全國性戶政系統可以提供民眾線上申辦服務與反應意見的管道，達到縮短作業流程的目的。

電子招標可簡化政府的採購流程。

34

網路報稅：

透過網際網路（網址： http://tax.nat.gov.tw/）報稅，可達到簡化報稅流程與快速報稅的效果。

35

工業領域： 電腦在工業領域的應用發展相當早，主要的應用包括電腦輔助設計和自動化生產。

以電腦控制的機械人，可取代人工從事危險的工作；以全自動的生產線取代單調重複的工作，加上「電腦輔助設計（ CAD）」、「電腦輔助製造（ CAM ）」及自動化的量產能力，都可降低製造成本與創新產品。

例如：在電腦上繪製產品設計圖，並在螢幕上進行 3D 立體實物的模擬與顯示；另外，機件組裝、金屬焊接、汽車噴漆、拆除爆炸物等工作，都可利用電腦控制的機械手臂來完成。

36

商業領域： 電腦在商業領域的應用也是非常普遍，包括電子商務（ Electronic Commerce ，簡稱 EC）與網路股票交易皆可不用出門，便能透過網際網路來進行生活上或股市等相關商務活動。

而視訊會議的應用，可讓處在不同地點的會議參與者能即時參與會議討論，有效節省來回奔波的成本。

37

醫學領域：

電腦科技在醫學領域也有許多成功的應用，例如：透過電腦化的醫院管理系統與網路藥局，可使病患預約掛號或依處方線上購買藥品。

透過電腦儀器來進行醫療診斷，可加速檢查速度與提高手術與治療的精準度。

透過網路虛擬醫院與遠距醫療，可提供病患毋須上醫院，便可取得相關醫療諮或醫療的技術支援。

38

網路預約掛號：

39

交通領域：電腦科技在交通領域的應用包括自動駕駛系統可使交通工具透過衛星雷達來自動駕駛，以執行情報蒐集、交通巡邏、農藥噴灑等任務。

公路電子收費系統可以快速收取通行費，以避免汽車大排長龍的情形。

而測速照相則可協助警務人員取締交通違規事件，減少汽車超速或飆車等不法行為。

全球定位系統（ Global Positioning System ，簡稱 GPS）是美國政府所發展的，由太空衛星、地面管制和使用者接收機所組成，具有定位和導航功能，例如：啟動 GPS汽車導航系統，輸入終點位置後，就可交給 GPS來引導行駛的路線，甚至可以開啟語音功能來提示。

40

10-1.5　電腦在職業生活方面的應用電腦科技在職業生活也產生革命性的改變，在職場中各個階層的工作者，許多工作項目已經從傳統手工方式改變為透過電腦來完成，因此熟悉各種電腦科技的操作與技巧，成為職場必備的技能。

41

辦公室應用： 電腦科技的普遍應用，大大改變辦公室的運作方式，辦公室的許多事務都已經透過電腦來處理，例如：透過辦公室自動化（ Office Automation，簡稱 OA），可讓辦公室大部分的人工作業均利用電腦的軟、硬體來完成，以節省人力，並且提供迅速確實的資訊；透過決策支援系統（ Decision Support System，簡稱 DSS），可提供決策者資源，協助決策者做出適當的決策。

管理資訊系統（Management Information System，簡稱MIS）則可以將企業內部的流程整合與分析，並將資料提供各管理階層人員使用，以有效提昇企業內部的管理效率。

企業資源規則（ Enterprise Resource Planning，簡稱 ERP）系統是比MIS更進步的企業數位化系統，它可以整合和自動化大部分的企業流程。

42

管理資訊系統舉例：

43

工廠應用：以電腦科技來取代傳統的人力，可以提升工廠的生產效率，同時降低生產成本，例如：工廠自動化可以將設計、生產與製造等技術與電腦整合，加快工廠作業的速度。

利用機器人可以代替人力去執行高危險性、耗體力的作業，既可以節省大量的人力成本，又可抵抗惡劣工作環境與長時間的工作時數。

44

電腦科技對職業生活造成的影響：

電腦科技已經普遍應用於政府部門和各行各業，因此也改變了職業生活的型態，許多工作內容都必須透過電腦的輔助來完成，對職業生活發生了一些影響。

例如：企業將大量資料儲存於電腦中，必須預防重要或機密資料被電腦駭客或病毒等網路犯罪行為所竊取或破壞，所以企業需相當重視資料安全。

45

SOHO 族：

SOHO （ Small Office, Home Office ）指的是利用小型辦公室或居家辦公的工作者，工作地點與時間均不受限，只要透過電腦科技便可完成開發業務以賺取收入。

SOHO族具有不受制於他人，工作地點就在家的自由，但 SOHO族要背負經濟壓力，還要具有開發業務、溝通談判、保障自我權益等能力，最重要的是必須在自由的環境下自發自律。

46

人力銀行網站：

而人力銀行則是目前相當實用的求才與求職管道，可讓求職者與企業雇主透過網路來登錄相關資料，以提供求才及就業者雙方溝通的管道。

47

10-2　虛擬實境

10-2.1　認識虛擬實境10-2.2　虛擬實境的技術類型10-2.3　體驗虛擬實境

48

10-2　虛擬實境

虛擬實境是電腦科技應用漸受重視的一項技術，究竟什麼是虛擬實境？它又可應用在哪些地方？就讓我們帶您一起來認識吧！

49

10-2.1　認識虛擬實境

虛擬實境（ Virtual Reality ，簡稱 VR ）是由電腦模擬產生一個具有真實畫面的 3D立體空間。

透過特殊的感應裝置（例如：頭盔顯示器、數位手套、追蹤器、 3D眼鏡、 3D滑鼠、搖桿……等），人們就可以進入此虛擬世界中，不但可以觀看、移動，還可以操作其中的物件，與之互動，就好像身處在真實世界中一般，達到「身歷其境」的效果。

50

特殊感應裝置：

51

10-2.2 　虛擬實境的技術類型要達到虛擬實境的境界，必須具備三個要素：融入度（ Immersion ）、互動性（ Interaction）和想像力（ Imagination）。

虛擬實境依照使用設備及技術類型的不同，可以分為融入式、桌上式、投射式及模擬式等四種，說明如下。

52

融入式虛擬實境（ Immersion VR）：此種虛擬實境需配合特殊的設備，例如：頭盔顯示器、數位手套、 3D滑鼠、追蹤器、立體聲音裝置……等，因此價錢非常昂貴。

由於融入式虛擬實境是利用頭盔顯示器與外界隔絕，將立體畫面直接顯示在雙眼前，立體聲音則在雙耳播放，並透過手和頭的移動來產生動作，所以使用者可以完全融入在虛擬世界中。

53

下圖為融入式虛擬實境：

54

桌上式虛擬實境（ Desktop VR）此種虛擬實境只需使用一般的多媒體電腦即可達成，透過 VR軟體的引導，以及滑鼠、搖桿的控制，就可在螢幕上輸出立體影像，讓使用者體驗 3D的虛擬效果。

由於桌上式虛擬實境只透過電腦螢幕觀看，所以無法讓人產生「身歷其境」的臨場感，但其設備最為平價，因此是最為普遍的 VR技術。

55

虛擬汽車：

56

投射式虛擬實境（ Projection VR）根據 HTML超文件的概念，虛擬實境有 VRM

L （ Virtual Reality Modeling Language ）語言，更描述 3D互動的虛擬景象或物件，可與瀏覽器整合，觀看虛擬實境。

由於融入式的虛擬實境一次只能讓一個人使用，為了能達到多人共用的目的，可利用投影機將畫面投射在一個大型的空間，這樣大家都可戴立體眼鏡觀看，但仍只有戴數位手套的人，才可與之互動。一般遊樂場、科博館等地方播放的立體電影，就是屬於此種模式。

57

下圖為投射式虛擬實境：

58

模擬式虛擬實境（ Simulator VR）模擬真實的操作環境，例如：飛行模擬、汽車駕駛模擬、機器操作模擬……等，使用者可操作方向盤、煞車、油門等儀器，還會產生碰撞、震動等反應，讓使用者體驗實際的操作過程。

59

10-2.3　體驗虛擬實境

虛擬實境技術的應用十分廣泛，例如飛行模擬器，就是目前最完整的發揮。

除此之外，虛擬實境在各專業領域的應用與發展也與日漸增，主要的原因除了技術的增強外，個人電腦的普及，使得虛擬實境系統在商業上的應用更為廣泛。

60

目前虛擬實境常見的應用如下 -1：

1. 休閒娛樂：電腦遊戲、電視遊樂器、立體電影……等。

2. 專業訓練：飛行、駕駛、機械操作、醫學手術、太空訓練……等專業領域的模擬訓練。

61

目前虛擬實境常見的應用如下 -2：

3. 實物設計：產品、室內、景觀、建築、機械人……等。

62

目前虛擬實境常見的應用如下 -3：

4. 導覽系統：博物館、紀念館、車站等遊客導覽、虛擬購物中心……等。

63

目前虛擬實境常見的應用如下 -4：

5. 藝術表演：動態藝術、虛擬音樂、虛擬演員……等。

6. 網路應用：互動式廣告、虛擬銀行、網路商店……等。

7. 科學教育：重力模擬、分子運動、地形模擬、行星運作、氣象模擬……等。

64

目前虛擬實境常見的應用如下 -5：

8. 災害模擬：火災警報、實驗室危機處理、捷運緊急狀況模擬……等。

65

10-3　人工智慧人類一直以來的夢想，就是可以創造出一種事物，能夠自行思考和做事，又不會疲倦與抱怨，而人工智慧就是根據此夢想所發展出來的。

人工智慧（ Artificial Intelligence，簡稱 AI）簡單的說，就是指在電腦中安裝某些程式，使其具有類似人類的知識及行為，甚至能產生學習、判斷與記憶的功能，可了解人類自然語言，進而解決問題。

目前人工智慧的技術正在逐漸發展中，應用的範圍包括自然語言處理、專家系統、機器人應用、類神經網路……等。

66

自然語言處理（ Natural Language Processing）自然語言處理主要是研究人類交談的語言，目標是希望人類能用自己習慣的語言（包含文字和語音），直接與電腦對話，而電腦能夠去分析和理解，然後以相同的語言來回答。

在這個領域中，最困難的地方在於如何讓電腦理解人類的語言。由於自然語言充滿了模糊性，同一個字用在不同地方，就會產生不同的意義，而不同的句子，卻有可能具有相同的意思，再加上不同的地區，也會產生不同的語法或發音，有時連人類自己都很難判斷正確。因此，如何在這樣變動的環境中，儘量建立較少錯誤的理解系統，是專家們致力研究的課題。

67

電子字典：目前有很多企業開始使用自然語言處理相關的技術，例如：智慧型代理人、機器翻譯、語音系統、 OCR光學字元辨識、智慧型資訊檢索……等，可讓企業的資源應用更有效率，而且大大地節省人力。

68

專家系統（ Expert System）：

專家系統是以專業知識為基礎來做推論的電腦系統程式，配合大型資料庫，蒐集特定領域的相關知識，使電腦如同人類專家一樣，具有判斷、推理、解釋及認知的能力。例如：我們可以利用醫療專家系統，輸入病患的症狀，讓專家系統從資料庫中進行分析比對，找出可能的病因及解決的方法。

其它尚有 IBM下西洋棋的專家系統（ 1997年， IBM深藍電腦— Deep Blue與世界棋王 Garry Kasparov進行六場比賽，深藍以 2勝 1敗 3和擊敗棋王）、軍事專家系統、汽車辨識專家系統……等專家系統。

69

專家系統的架構主要可分為五個部分：1. 知識庫（ Knowledge Base）：專家系統主要的核心，用以儲存領域專家寶貴的知識與解決問題的經驗。

2. 推理機制（ Inference Mechanism）：控制推理過程的機制，根據使用者的問題以及知識庫中的內容來作推論。

3. 工作記憶區（Working Memory）：用來儲存推理過程中所產生的一些暫存資料與知識。

4. 使用者介面（ User Interface）：提供使用者與專家系統溝通的介面。

5. 知識取得介面（ Knowledge Acquisition Interface）：提供工程師編輯和修改知識庫的操作介面。

70

專家系統的架構圖：

71

機器人（ Robot）：機器人在加入各種功能之前，只能稱得上是用電子元件組合而成的「機器」而已，人類在上面加入了某些電腦程式，使其具有某種能力，來執行某項任務，甚至能夠學習和記憶，進而表現出與人類類似的智慧，這才能稱為機器「人」，也就是人工智慧的一種表現。

機器人常被應用在高危險的工作中，在外觀上不一定要是人的形狀。目前應用的範圍有工業用機器人、太空開發機器人、家庭用機器人、寵物機器人……等。（以下圖片僅作教學介紹使用，版權歸各公司所有）

72

Sony 公司推出的機器人 ORIO及寵物狗 AIBO：

73

日本早稻田大學研發的輪椅機器人：

74

問題與解答：選擇題

75

問題與解答：選擇題

76

問題與解答：選擇題

77

問題與解答：選擇題

78

問題與解答：選擇題

79

問題與解答：選擇題

80

問題與解答：選擇題

81

問題與解答：問答題