四、天氣觀測站（Weather Station）
園區內共有三處天氣感測站，天氣感測是大家較熟悉的主題，常見數據包含溫度、濕度、風向、風速、降雨量、紫外線量等。雖然這些感測器相對常見，但對物聯網產品的生命週期而言，實施與維護是重要階段；若無妥善思考，可能會搜集到不準確的數據，甚至無法正常運作。
以天氣感測站為例，較好的高度是距離地面四英尺（1.22公尺），且設置在空曠空間，也利於管理者靠近維修。至於感測器外殼，須設計防水等功能，戶外設備常使用Ingress Protection Rating（IP Rating），來表示外殼對於固體與液體侵入的抵抗程度，詳細的等級說明，可以點此連結了解。
天氣感測站的管理者為倫敦大學學院環境連結碩士實驗室（UCL Connected Environments Lab）。老師提到，這類設備每年應健檢、維修保養一次，但2017年至今僅維修過一次。目前以蒐集到的數據來看，設備正常運行，但仍應規劃定期檢測。
設置於遠方路燈上的Wi-Fi（左）、屋頂上方的微氣候監測器（右）。圖片來源：顧芩提供
五、微氣候感測器（ENO Microclimate Sensors）
這項專案是將20個溫、濕度感測器安裝於公園濕地的樹木上，以取得濕地微氣候的資訊。感測器蒐集到數據後，會以網狀網路（mech network）的形式將數據送至閘道器（gateway）。這意味著，每個感測器可彼此連接，並透過網狀網路將訊息層層傳至閘道器，這是具高度擴展性的拓墣設計。
傳統上，類似應用會直接採「端到端」傳輸，因此僅需確認所需能源，並設計相應的電池容量與太陽能板。
專案中有兩種利益關係人，一是園區管理單位，他們對濕地設計降低環境溫度的效果很感興趣，關注感測器的數據；二是負責IoT裝置研發的倫敦帝國學院（Imperial College London，為學術夥伴）。他們想了解：能否在考量環境變化與電池衰退的情況下，優化並延長裝置運作時間？因此，每個裝置皆能監測自身電池容量，並用AI計算剩餘容量、可支援多少訊息傳輸，以優化20個裝置的整體運作時間。
有趣的是，兩個利益關係人目的不同，一個關心數據對園區規劃與生態的影響，另一個專注物聯網通訊與電池設計優化，反而對搜集資料沒有特別要求。儘管如此，我們仍可看見一個雙贏的結果，這也使我對英國公私部門合作有了深刻印象。如果對於這項研究有興趣，可以再參考連結一、連結二。
位於路燈上的Gateway（左）、公園中的濕地環境（右）。圖片來源：顧芩提供
六、蝙蝠偵測箱（Bat Boxes）
蝙蝠偵測箱也是由倫敦大學學院環境連結碩士實驗室管理，然而整個案子是由蝙蝠保護信託（Bat Conservation Trust，領域夥伴）、倫敦野生動物信託（London Wildlife Trust，領域夥伴）以及澳雅納（Arup，業界夥伴）共同參與。
園區內有13個蝙蝠箱，每個箱中都配有樹莓派（Raspberry Pi）、麥克風及其他所需裝置。其中，麥克風用來搜集蝙蝠的聲音，蒐集到的聲音會利用部署在樹莓派的深度學習演算法，判斷是否為蝙蝠，及蝙蝠種類，是用一個全球蝙蝠聲音開放資料庫作為模型訓練資料庫。此外，由於蝙蝠主要在夜間出沒，但偵測箱能24小時運作，可彌補一般觀察法的不足。
蝙蝠是一個很好的環境指標，牠的出現通常意味著較好的生物多樣性。為了了解不同環境對蝙蝠選擇棲地的影響，這13個蝙蝠箱遍佈在園區內不同環境，例如樹林中、河流與濕地附近，有的則靠近人為設施。
蝙蝠箱架設在路燈上，解決了24小時的供電問題，電源可直接從路燈中連接，並使用園區Wi-Fi，以定時上傳資料至雲端。
管理蝙蝠偵測箱的老師說，當初擔心人群破壞蝙蝠箱，刻意將設備放在路燈高處，後來發現難以維修，幾乎無法一人完成。除此之外，為維護公園安全，晚上都會增加照明亮，但這其實有害蝙蝠活動。因此，他們計劃事前向民眾說明實驗需求，民眾可能就能接受在特定時段和地點，讓電燈稍微變暗。
樹林中的蝙蝠箱（左）、老師正在介紹感測器內部的配置（右）。圖片來源：顧芩提供
有趣的是，這個專案在2017年開始時，一個位於河流橋下的感測器當時一個晚上會搜集到2萬筆資料；但後來因河濱大型開發案，現在蝙蝠都不見了。雖然原因仍需進一步觀察，但可推測人為活動影響了蝙蝠生活範圍。（延伸閱讀｜在光害、人類干擾下，大安森林公園如何復育螢火蟲？）
橋下的蝙蝠箱（左）、河岸的蝙蝠箱（右）。圖片來源：顧芩提供
有了這次蝙蝠箱的經驗，系上提出了更多類似研究，例如偵測鳥類出沒與品種的感測器等，這類應用皆立基於開放資料庫。對於AIoT的應用來說，動物資料庫通常不涉及隱私，相關應用很多；但若是涉及人與運具的資料，就較難搜集與開放使用，這也是為何AIoT的研究在都市與人的場域中較少見的原因，通常僅限於某些特定情境，如嬰兒動作判斷與老人跌倒偵測等。
七、河川品質監測（Water Quality Monitoring）
這項專案我僅聽到老師口頭說明。
以前，倫敦奧林匹克公園所在的Stratford地區是工業區，如今雖已轉型為商業區及住宅區，但河川上游仍有部分工廠。相關人員發現，河川裡的魚大量死亡，為釐清原因是水溫變化或上游污染，故設計了水質檢測感測器，進行24小時監控。
然而，感測器僅運作一週就被破壞，調查發現可能是人為所致。對戶外感測器來說，人為或動物破壞是常見議題。這項專案後來是由我的碩士同學進行後續研究，分別在河川不同區域放置漂流型感測器，以分析不同時間、環境下的水質變化。
八、數位玩偶（Gnomes in the Park）
看了前面這麼多物聯網相關應用，應該有人想到關於隱私權、資料所有權的議題，接著就來介紹一個由倫敦大學學院環境連結碩士實驗室在園區進行的專案。
這項專案的特色是，放在公園內的數位玩偶，會向遊客說明人們對過往東倫敦與園區的共同記憶；並且像聊天一樣，和遊客討論關於物聯網信任基礎的問題，如「物聯網對隱私的影響是什麼？」「日漸流行的物聯網對社會廣泛的影響是什麼？」「我們如何讓物聯網設備變得更可信任？」，希望透過輕鬆的方式，讓人們了解週遭的科技正在做什麼、為什麼要做、會如何影響到你等。
更特別的是，數位玩偶們會記得每個人交談的內容，所以當下次遊客與數位玩偶見面時，就會有像是遇到老朋友般的問候。這麼做的原因是，研究團隊也想深入了解人如何與物聯網設備互動，並且提醒人們，我們常在不知不覺中對看似有用且無害的科技產品，暴露過多個人資訊。（延伸閱讀｜「抖音」有背後靈，民眾卻無感？宣導個資安全從網路詐騙下手）
這些數位玩偶是由3D列印製成，並且透過社區參與，讓小朋友們製作、著色；數位玩偶採用的是Physical Web技術，利用Beacon偵測是否有使用者靠近，並自動開始對話。
放在公園內的數位玩偶會透過聊天，讓人們了解週遭的科技。圖片來源：倫敦奧運公園
九、阿塞洛米塔爾軌道塔（ArcelorMittal Orbit LoRaWAN）
你能看到這裡真的很不容易，最後，來看點輕鬆的！
阿塞洛米塔爾軌道塔（ArcelorMittal Orbit）是公園內的一個娛樂設施，是世界上最長、最高的隧道溜滑梯；但許多人不知道的是，它在頂端設有物聯網重要傳輸網絡LoRaWAN的閘道器。下次造訪倫敦奧林匹克公園時，不妨也上去ORBIT體驗隧道溜滑梯，感受一下，高塔作為閘道器是否是一個好選擇？
數位玩偶Gnomes（左）、軌道塔ORBIT頂端設有物聯網網絡閘道器（右）。圖片來源：顧芩提供
結語
看完這些倫敦奧林匹克公園的物聯網應用後，我還想再跟大家說一個小故事。
那天我在公園現場聽老師介紹時，覺得一切都那麼自然；然而我不知道的是，當回到實驗室開始研發產品、與公園管理單位協調合作、實際去現場部署物聯網設備的時候，才發現一切均非水到渠成。製作一個單一、在實驗室或家中運行的設備相對容易，但製作並管理數百個同樣感測器，並部署在公共空間，才是物聯網服務最大的挑戰。
我們在奧林匹克公園看到的，只是未來城市的一小部分。想像一下，政府公園管理單位，未來要管理所有公園的鳥類辨識感測器、每隔幾個月要派人至現場檢查設備、要有人處理與分析數據，或為每一個重要建設製作數位孿生，並納入民眾參與的流程。
屆時，該如何規模化管理上百個、甚至上千個物聯網產品的生命週期，需要的是更多數位基礎建設，以及不同專長的人員與組織單位。但我們仍要記得，創新是一小步、一小步前進的，當下那一步看來也許如此自然、這麼好想像，但在它成為所有人日常的那一天前，還有很多步要走。（延伸閱讀｜陽明交大校園的智慧物聯網，如何讓「小房子運動」成真？｜林一平專欄）
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