人類能否進入真正的連接時代

編者按：連接，是這個世界永恒的話題。人類在這個世界上誕生、繁衍，生生不息，經歷了各種喜怒哀樂。當繁華落幕，我們發現這一切的意義其實就在于人與人之間、人與世間萬物之間的連接。對于設備而言，只需要一根數據線和網絡就能實現連接。那么，人與人之間的連接是什么？人與人連接的終極目標在哪里？人類能否實現像神話故事那樣的“意念式連接”？還有，未來的教育將如何連接？上期專欄主持人對何為投屏技術及其應用做了簡單介紹，這期嘉賓們將著重從連接入手來做進一步的討論。

主持人：

倪俊杰 浙江省桐鄉市鳳鳴高級中學

嘉 賓：

劉宗凡 廣東省四會市四會中學

邱元陽 河南省安陽縣職業中專

徐衛兵 浙江省縉云縣教師進修學校

● 現實：手機遙控的時代

現如今，家用電器越來越多，電視機、空調、電風扇、電燈、空氣凈化器……應有盡有。在電器多了的同時，各式各樣的遙控器也多了。要想打開家里的電視機可能就要用到好幾個遙控器。萬一某一個的電池沒電了，那真是麻煩了。各位讀者也可以數數看，你家里一共有多少個遙控器？你有沒有想過給遙控器“減負”呢？事實上，在很多人家里，遙控器可能只需要一個，那就是手機。

倪俊杰：互聯網給傳統家電市場帶來了強大的沖擊。這些廠商也“痛定思痛”，產品理念發生了巨大改變，都開始設計和生產能上網、能遙控的家電產品了。有的還開發了手機在線遙控APP，“智能家居”的概念由此誕生。

劉宗凡：我非常贊同“智能家居”的概念，自己在家也基本上實現了手機控制，這給我的生活帶來了很多便利。通過安裝手機遙控APP，可以實現用手機控制電器的功能，走到哪里，只要用手機對著空調、電視機、電風扇等電器設置一下，手機就成了名副其實的遙控器，非常方便，隨心所欲。

雷軍立志要將小米手機打造成未來生活的入口，現在正在一步步實現。小米的萬能遙控器，就是智能家居邁出的一小步。

要實現萬能遙控有很多方式，如紅外遙控、Wi-Fi遙控、藍牙遙控等。當然，目前能被遙控的家電以紅外為主，下面我們來看看小米萬能遙控APP如何工作。

打開“小米萬能遙控”，單擊左上角的“+”號，可以看到，能遙控的設備還真不少（如下頁圖1）。這次我們添加一臺風扇為例，點擊“風扇”，將出現一些風扇品牌供我們選擇（如圖2）。然后按住如圖3中的“電源鍵”，風扇一響應立即松開（一般是關機），這時軟件就識別出了這臺風扇，在圖4中選中“添加桌面快捷方式”，再按“完成”，以后就可以從桌面直接啟動這個風扇遙控器。

小米萬能遙控APP和實際的遙控器有什么差別呢？通過在使用中的觀察，我們發現萬能遙控器紅外版實現了普通遙控器完全一樣的功能，而Wi-Fi版還多了截屏、應用、搜索等功能，特別是“應用”功能，可以直接打開小米電視（小米盒子）安裝應用，非常方便。

如果我們把手機橫過來，會驚喜地發現，遙控器直接映射了小米電視的界面，這可以看成是一種反向投屏，我們在手機上的操作，會直接反映在電視上。也就是說，我們間接為沒有觸屏功能的電視增加了觸屏功能。在一些不是專門為電視設計的應用或瀏覽網頁時，我們會發現這種遙控方式非常人性化。

通過網絡，我們還能遙控家里能聯網的智能設備，如空氣凈化器、洗衣機、高壓鍋、路由器、攝像頭甚至窗簾等家居用品……手機通過紅外、藍牙、Wi-Fi等手段，逐漸成為智能設備的控制中心。

徐衛兵：手機之所以能夠用來遙控家用電器，原因在于很多智能手機中內置了紅外模塊。紅外線信號其實是二進制編碼的，我們在手機上選擇功能按鍵后，紅外模塊會將信號編碼傳遞出一串含有二進制編碼的信息，并轉化為紅外遙控器的紅外線發射出來，電器接收到信號后就會根據指令“行動”了。此外，如果有些手機沒有內置紅外模塊，也可以通過購買外置的紅外適配器來實現遙控的功能。

邱元陽：知道了紅外遙控的原理，我們完全可以自己DIY一個手機紅外遙控器。最簡單的手機遙控器只需要一個3.5mm的耳機插頭和兩只紅外二極管即可，連接方法如下頁圖5所示。

紅外二極管（940nm）可使用兩只，也可使用一只，兩極分別焊接到耳機接頭的左右聲道（使用兩只的話正負極反向連接，如圖5），耳機插頭用三級的或四級的都行。最后下載一個“遙控精靈”或其他音頻轉紅外軟件即可使用。

需要注意的是，因為家電品牌眾多，遙控精靈APP初次使用時要保持網絡暢通，以匹配云端數據來生成本地遙控配置文件，靈敏度和發射功率可以在軟件上做進一步設置（如下頁圖6）。

● 跨越：從遙控到投屏

倪俊杰：任何連接肯定有發射端和接收端，即本機和客戶機。手機遙控實現的是信號的傳輸，信號是看不見摸不著的。有沒有一種連接比遙控更加直觀呢？自然是有了，那就是投屏。如果遙控的連接是信號傳輸的1.0版本，那么投屏就可以說是2.0版本了。投屏實現的是將發射端的實時畫面傳輸給接收端，這種效果要比遙控來得更加真實和震撼。

劉宗凡：手機是我們的隨身裝備，已經成了生活的一部分。但手機也有一個弊端，那就是手機的屏幕比電腦、電視小。雖然手機功能強大、體積輕巧，但我們有時候也還是不滿足小屏幕操作，希望能轉移到更大的屏幕上來?，F在投屏技術應用已經非常廣泛了，如商務會議、影視欣賞、親朋聚會等多個場合都會用得到?；旧厦恳豢钪悄茉O備，如手機、平板、電視機、投影儀、影音播放器都支持投屏，甚至Win10系統也支持無線投影技術。應該說，從遙控到投屏是一個大的跨越。圖7為某品牌手機自帶的多屏互動功能。

邱元陽：以往的投屏大多是依靠數據線和設備連接實現的，現在的投屏則是通過無線局域網實現的。無線投屏依靠的是投屏協議，比較主流的協議有Miracast、DLNA、AirPlay、WIDI、WHDI、Wireless HD等。其中AirPlay是蘋果IOS設備自帶的，效果比較流暢，同時支持多臺設備投屏。只要在接收端安裝蘋果錄屏大師（如下頁圖8），置于同一個Wi-Fi下的蘋果設備就能通過AirPlay鏡像投影到接收端。據我所知，已經有很多老師在課堂上用這種方法進行教學展示和互動了。

● 設計：基于投屏技術的智慧教室

倪俊杰：投屏技術能夠應用于社會生活的各個場景，其中就包括教育教學?，F在都在談智慧教育、智慧教室。我們是否可以設計一間基于無線網絡、移動設備、投屏技術的智慧教室？

劉宗凡：這太有意思了。這是未來教室的概念，我覺得這間教室將會是沒有黑板，沒有粉筆，也沒有紙質書本的。教室的四周墻面上裝著液晶觸屏電視，窗戶那一面的液晶電視是可以升降的。學生桌子的桌面其實是一臺平板設備，當然，桌面是可以調節角度的，因為那是根據人體工程學專門設計的。通過投屏技術，教師能夠將講臺或者手中平板的畫面傳送給每一位學生，學生也可以將自己的畫面投屏到大屏幕或傳送給其他同學。學生平時學習、做題、討論、互動都可以在這張桌子上進行。

邱元陽：劉老師的設想給了我很大的啟發，我也畫了一張未來教室的平面圖（如下頁圖9）。這間教室將覆蓋足夠強大的Wi-Fi，支持全班學生一起操作。而且我覺得教室的學生桌不應該是固定的，教師可以根據課堂需要設計不同的擺放位置。不過，這也帶來了一個問題，學生桌需要充電該怎么辦好呢？總不能在教室布滿很多電線或插線板吧？

徐衛兵：其實，充電的問題也不難解決。既然是未來教室，那我們也可以腦洞大開地想，是否可以將無線充電技術應用進去呢？事實上，無線充電技術離我們很近，有很多研究團隊在這方面做了努力。例如，1890年，物理學家兼電氣工程師尼古拉·特斯拉就已經做了無線輸電試驗，實現了交流發電。2007年6月，麻省理工學院的研究團隊把共振運用到了電磁波的傳輸上并成功“抓住”了電磁波，利用銅制線圈作為電磁共振器，一團線圈附在傳送電力方，另一團在接受電力方。目前，無線充電技術已經應用在手機、電腦、相機等電子產品上了，這方面以我國的中興通訊、比亞迪、奇瑞、海爾為代表的國內企業，在全球具有領先地位。我想只要在教室里安裝了無線充電裝置，在學生放學的時候就可以開始充電，這樣不會耽誤教學。

劉宗凡：真棒，看來兩位老師對倪老師提出的未來教室非常有感覺呀！我還有一個建議，即把智能家居的概念也融入到這間教室。教室里的電燈、風扇、空調、飲水機等設備都能通過遠程控制?，F在霧霾天比較多，這間教室還應配有空氣凈化系統，它能根據當時的空氣情況自動凈化調整，這將充分體現智能管控。

● 暢想：人類能否進入萬物可連的時代

倪俊杰：無線投屏技術確實很酷，但也有一些限制，主要的限制是無線局域網的距離限制和設備是否具有投屏模塊。但可以設想，未來依靠Iot、5G等技術，我們的世界將會是一個大型的局域網，任何電子設備都內置了投屏模塊。今后不管走到哪里，只要獲得相應的權限，你的設備就可以投屏到任何設備甚至物質上，當然也包括空氣。

邱元陽：沒有網絡確實是實現無線投屏的最大阻礙，據統計，目前地球上有大約三分之二的地區還沒有實現互聯網接入。不過有一個好消息，Google在2013年就提出Wi-Fi熱氣球計劃，這個項目的名稱是Project Loon。該項目旨在利用熱氣球為農村、偏遠山區和不發達地區提供廉價的互聯網接入服務。在谷歌進行的試驗中，熱氣球的飛行距離超過150萬公里，環繞地球一圈只需要22天。熱氣球能向地面固定天線提供每秒22MB、向手機提供每秒5MB的互聯網接入服務。據報道，斯里蘭卡或將成為Wi-Fi熱氣球項目的第一個商用試驗地區。Google可能與斯里蘭卡私營企業Rama合作推廣Project Loon，第一個熱氣球已經于2016年2月升空，實驗效果較好。Google因此希望繼續推廣該項目，讓斯里蘭卡的城鎮和鄉村都能普及Wi-Fi上網。如果該項目成功，那么今后有可能全世界任何角落都可以實現網絡Wi-Fi覆蓋，投屏也將變得隨心所欲。

徐衛兵：我馬上想到了物聯網，物聯網的概念可以給我們一些啟示。埃里克·施密特（谷歌執行董事長）說：“我們所熟悉的那個互聯網將成為歷史，物聯網將取而代之并成為生活的重要組成部分，而這將給科技公司帶來巨大的機會?！毙∶卓萍级麻L兼CEO雷軍也曾說過：“未來沒有所謂的互聯網企業，每個公司都將變成物聯網公司?！币虼?，我覺得人類進入萬物可連的時代已經到來。物聯網就是物物相連的互聯網，這有兩層意思：一是物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡；二是其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。圖10可表示三者的關系。

邱元陽：人工智能和區塊鏈可能是物聯網的兩大核心，人工智能解決自動、智能問題，區塊鏈解決設備之間的通信安全問題。我們可以設想未來的場景：某區域供電有壓力，不再需要拉閘限電，所有的空調自動調低一度，在人們幾乎沒感覺的時候就自動解決了問題。牛奶盒子裝有RFID芯片，不僅可以溯源，而且智能冰箱還可以知道你消耗牛奶的速度，定期提醒你采購。當你把牛奶盒子扔進垃圾箱時，RFID也能被感應到。

● 展望：從機器連接到機器連人

倪俊杰：既然機器可以投屏給機器，那么依靠生物科技技術，人的畫面是否也可以投屏給機器呢？再進一步講，機器是不是也可以投屏給人？這樣一來，我們離人與人之間的“投屏式”連接也不遠了。到了那個時代，人與人的交流可能不是通過文字、手勢、語言，而是直接將自己腦中的畫面“投屏”給任何人。

劉宗凡：網絡實現了將不同的設備連接在一起。有什么辦法可以將人與人連接在一起呢？現在有很多機器人已經實現了通過大腦遠程控制，如墨爾本的Aubot公司就設計了Teleport機器人，使用者將集中度達到目標值之后就能控制Teleport了。

邱元陽：在科幻電影《致命指令》中，女主角米爾斯是一個植入了芯片的人，向我們展示了人腦連接電腦的科技時代。她不僅能用眼睛掃描各種對象從網絡中獲取相應信息，而且開發出了SAR（研究分析可自編程機器人）。雖然米爾斯能夠與機器人網絡連接并控制它們，但是SAR的自編程和自學習能力導致其最終脫離了人類的控制。而如今，“腦機接口”即將成為現實。

著名科技作家Tim Urban在WaitButWhy上發表了近4萬字的長博客，詳解了Elon Musk的“腦機接口”的宏偉藍圖。他認為這項工程將使SpaceX都黯然失色，因為它是在定義未來的人類是什么。

Elon意識到具有思考能力的計算機將是偉大的創造，能使人類將最重要及最高強度的工作實現外包，于是和Sam Altman創立了OpenAI，致力于研發和制訂實現安全的通用人工智能的途徑。

人類發展的歷史表明，地球上一旦出現智能遠高于其他物種的物種，它必將對其他所有物種構成威脅。超級智能AI的崛起只是時間問題，在那一天到來之前，人類務必要避免自己落入“其他所有物種”的境地。在Elon看來，在AI與其他所有物種共存的未來，人類只有一個選擇，那就是成為AI。

Elon將人類大腦數字三生細胞壁（tertiary layer）比喻為巫師帽。這個概念是指全腦界面將變為如同將設備植入大腦，使大腦變為設備。巫師帽的電極陣列是一種新的大腦結構，與大腦邊緣系統及大腦皮質并列，其中一個核心的目的為將其作為大腦及基于云端的定制AI系統之間的交互界面，AI系統將和大腦融合無間。

不過，由于人腦思考的速度和計算機的處理速度之間存在著巨大差距，人類的全腦界面是否足以支撐這種人機融合的實現，還需要人機通信帶寬的支撐。

徐衛兵：我很認可蒲公英教育智庫的李斌談到的互聯網的本質是“心聯網”的觀點，互聯網技術為人類心與心的溝通提供了極大的便利，人們于是急切地、熱烈地以難以自控的速度奔向彼此的依存和聯結——于是我們知道，互聯網的本質其實就是“心聯網”；借助這場運動，人類渴望穿越更多壁壘，解決更深層次的問題，甚至釋放又一輪“人的進化與超越”……

教育的最高目標是把人培養成為獨具個性的自己，且能與社會建立美好的關系。這兩個目標，事實上在一切學校都相互沖突，難以齊頭并進。所以有史以來的課堂，從未真正找到二者的平衡。而今天，“心聯網的世界+互聯網的思維”，讓我們看到了教育的機會和可能。

一場史無前例的教育進步革命已經到來。教師正在運用各種互聯網技術手段，在教學中增加更多的互動，讓學生體驗更加有趣的教學過程，促進更加有效的理解和記憶。搭建兼具社交化、個性化、情景化的平臺，使得教師與學生、學生與學生的連接更加智能，更加高效。那么，如何把握這次機遇，讓教育從“數字化”真正走向“數智化”，還需要我們不斷探索、思考、實踐。