台湾医生打败MIT、微软！独辟蹊径打造超短距AR 成扩增实境明日之星

你、我都曾使用过显微镜，但这台特别不一样。结合罕见的近距离扩增实境技术，台大Scope+团队开拓出一块未来应用的新天地。

前一秒在手上还是标本，下一秒的镜头里，蝴蝶的翅膀却开始翩翩飞舞，然而将眼睛移开镜头，蝴蝶却像什么都没有发生般，静静地躺在显微镜底下。

在台湾大学德田馆五○五实验室里，一台外表看似3D打印机，上头却装了个Oculus Rift显示器，还放了两个工业级相机，好像小学生胡乱搭凑的古怪机器──Scope+，就是让蝴蝶瞬间重生的秘密。

在Oculus、宏达电、索尼掀起的虚拟现实（VR）热潮如野火般烧向全球时，微软HoloLens开始出货的消息，则是再次带起市场对扩增实境（AR）的关注。事实上，扩增实境的开发难度要比虚拟现实高得多，商机却也更大。而就在台湾的台大校园内，一个扩增实境界的明日之星Scope+，已经在学术界崭露头角。

医生爱写程序 跨界读资工

Scope+，是这台古怪机器的名字，也是开发这台机器的团队名称。去年三月成军，Scope+先是在SIGGRAPH（计算器图形学顶级年度会议）的AR／VR竞赛入围全球前十强，后来又在人机互动与用户接口设计领域最顶尖的国际会议UIST上，获得UIST Best Demo 2015。这座冠军，意味的是Scope+击败了包括迪斯尼研究中心、微软研究院、韩国科学技术院、日本产业综合研究所等十多个国际顶尖研究机构。

「最强的是麻省理工学院（MIT）多媒体实验室。」

Scope+项目负责人黄宇轩说：「能打败他们是我们意想不到的！」

今年三十六岁的黄宇轩是Scope+的发起者，更是团队中的灵魂人物，而有趣的是，他目前除了是台大资工博士候选人，同时还是一位眼科执业医师。

其实早在小学三年级，黄宇轩就已经展现出对信息的兴趣，开始写程序，而在就读长庚医学系大五那年，他和同学组队参加全国Java程序设计竞赛，和无线通信软件竞赛，更一举以医疗应用「掌心华陀」，和实境在线游戏「幻境迷城」，接连拿下亚军和冠军。

「那个年代，连『新创』是什么都不知道。」黄宇轩说，当时还没想到要把得奖的作品进一步朝商业化发展下去，「如果是现在的氛围，当时可能就去创业了。」他说。

不过他和信息的缘分没有因此中断。进入眼科实习后，他发现这是一个相当高科技的科别，科里至少有十三台以上不同类型的检查仪器。但他也发现，不是所有仪器都能够把数据送到PACS（医疗影像传输系统）。「这不解决，我们眼科会有很大瓶颈，速度没办法快。」有信息底子的他，开始在台大协助眼科专用PACS系统的建置。

过程中他也发现，医疗领域在大众想象中是一项高科技，实际应用上，却与最先进的科技有一段距离。而当中最大的问题，来自沟通落差。「信息人不懂医师的需求，医师却也不知道怎么帮助信息人员做得更好。」发现自己有能力作为两方桥梁的他，对相关医疗信息系统工作的投入也愈来愈多。

「但做得愈多，（发现）有很多基础的东西，是我们这种半途出家者缺乏的。」他说：「所以我才会想说，既然这样，眼科（实习）结束后，再来进修，真正做一些高深的研究。」

而Scope+这个案子的原型，正是来自他当初就读硕士班所提的研究计划，一个可以帮助医师进行术前训练的辅助工具。

协助术前训练 开发新工具

他解释，在进行白内障手术的过程中，最关键也最困难的一个步骤，是要用一个非常细的镊子，在水晶体表面撕出一个完美的圆圈。在过去，他们能够依靠的只有医师的经验与手感，而他想要改变这样的情形。

有趣的是，在研发过程中，他发现这项技术的应用，其实不只能用在手术练习，而是比他所预想的还要更广得多。

想象几个常见的情景，「解剖课上，当你切开一只老鼠，想要找出心脏、血管、神经时，旁边一定得摆着一本书，让你不时能抬头对照图谱。可能老师还得不停地逐桌去亲自引导学生。」

又或者，「进行电子零件组装时，旁边也需要一份电路图，才能找出如何放置正确的电阻，和正确的脚位。」简单来说，不论是生物、化学、电子，还是教育用途，这些使用显微镜工作的专业人士，总是得不断重复这样的动作：抬头翻书、低头看显微镜，接着再抬头看书。

而Scope+可以做到的，就是把原本只存在纸本上的信息，直接加到显微镜画面里，并且可以同步连网，让显微镜不再只是独立的一个工具。更进一步，甚至还能发展成专业引导工具，就像在进行手术练习时，医师不再需要将视线移开显微镜，「（藉由扩增实境的实时反馈）我随时可以知道对或不对。」黄宇轩说。

黄宇轩的指导教授认为，这项技术之所以能在UIST脱颖而出，最重要的是，「他们进入很微小的世界，是很近距离的。」他说，不同于目前市面上看到的扩增实境和虚拟现实主流应用，多是在电影、电玩这类大规模、远距离的画面，「Scope+开创的是一个很新奇的眼光，所以特别引人注意。」他认为，台湾要和既有的产业巨擘比拚娱乐市场很困难，但Scope+找到了新的切入点。

短距离扩增实境 超越前人

事实上，这也是黄宇轩相当引以为傲的部分，「过去在这么短的距离做出AR是没办法的。」他说：「我们自己设计、自己制作显微镜核心模块，才能让你在正确的视觉，看到真实世界的画面，这是目前AR、VR都还无法做到的事情。」

他还记得，一开始启动这个计划时，几乎找不到相关数据，「就算找到也没办法直接用。」他说，以相机这个关键零组件为例，他们需要的是提供机器视觉使用的工业等级产品，而他能做的，就是一个一个打电话给光学自动化检测公会会员，找出最合适的产品。

而且，要找出适合的零件难，要将软硬件整合成系统更难。特别是他们在设计上，希望可以做到如同医师实际执刀时，不须使用双手，只要利用脚踏板就能进行显微镜方向和焦距控制的使用情境，「我们花很久时间才让它动起来，超乎想象的久。」黄宇轩说。

第一个加入Scope+的台大信息网络与多媒体研究所硕二生游子杰记得，当时为了赶上参赛截止时间，几乎每天都忙到凌晨三、四点才离开，然后隔天一早又回到实验室继续赶工。而这样的努力，最终让他们获得国际学术界的肯定。

几次在国际会议做展示时，黄宇轩和他的团队总是不免会被问及一个问题：「这个产品什么时候要卖？」他说：「他们都觉得这东西好像已经很完整，快要上市了。」但黄宇轩直言，这毕竟是一个学术研究计划，不是以商业为目的开发的项目。

然而他也不否认，计划开始的目的，就是希望Scope+最终能够在市场上实际应用，只是他也强调，在此之前，「每一个部分都还要做到更好一点。」而开往下一代产品的引擎，已经启动。

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