人类能否进入真正的连接时代

编者按：连接，是这个世界永恒的话题。人类在这个世界上诞生、繁衍，生生不息，经历了各种喜怒哀乐。当繁华落幕，我们发现这一切的意义其实就在于人与人之间、人与世间万物之间的连接。对于设备而言，只需要一根数据线和网络就能实现连接。那么，人与人之间的连接是什么？人与人连接的终极目标在哪里？人类能否实现像神话故事那样的“意念式连接”？还有，未来的教育将如何连接？上期专栏主持人对何为投屏技术及其应用做了简单介绍，这期嘉宾们将着重从连接入手来做进一步的讨论。

主持人：

倪俊杰 浙江省桐乡市凤鸣高级中学

嘉 宾：

刘宗凡 广东省四会市四会中学

邱元阳 河南省安阳县职业中专

徐卫兵 浙江省缙云县教师进修学校

● 现实：手机遥控的时代

现如今，家用电器越来越多，电视机、空调、电风扇、电灯、空气净化器……应有尽有。在电器多了的同时，各式各样的遥控器也多了。要想打开家里的电视机可能就要用到好几个遥控器。万一某一个的电池没电了，那真是麻烦了。各位读者也可以数数看，你家里一共有多少个遥控器？你有没有想过给遥控器“减负”呢？事实上，在很多人家里，遥控器可能只需要一个，那就是手机。

倪俊杰：互联网给传统家电市场带来了强大的冲击。这些厂商也“痛定思痛”，产品理念发生了巨大改变，都开始设计和生产能上网、能遥控的家电产品了。有的还开发了手机在线遥控APP，“智能家居”的概念由此诞生。

刘宗凡：我非常赞同“智能家居”的概念，自己在家也基本上实现了手机控制，这给我的生活带来了很多便利。通过安装手机遥控APP，可以实现用手机控制电器的功能，走到哪里，只要用手机对着空调、电视机、电风扇等电器设置一下，手机就成了名副其实的遥控器，非常方便，随心所欲。

雷军立志要将小米手机打造成未来生活的入口，现在正在一步步实现。小米的万能遥控器，就是智能家居迈出的一小步。

要实现万能遥控有很多方式，如红外遥控、Wi-Fi遥控、蓝牙遥控等。当然，目前能被遥控的家电以红外为主，下面我们来看看小米万能遥控APP如何工作。

打开“小米万能遥控”，单击左上角的“+”号，可以看到，能遥控的设备还真不少（如下页图1）。这次我们添加一台风扇为例，点击“风扇”，将出现一些风扇品牌供我们选择（如图2）。然后按住如图3中的“电源键”，风扇一响应立即松开（一般是关机），这时软件就识别出了这台风扇，在图4中选中“添加桌面快捷方式”，再按“完成”，以后就可以从桌面直接启动这个风扇遥控器。

小米万能遥控APP和实际的遥控器有什么差别呢？通过在使用中的观察，我们发现万能遥控器红外版实现了普通遥控器完全一样的功能，而Wi-Fi版还多了截屏、应用、搜索等功能，特别是“应用”功能，可以直接打开小米电视（小米盒子）安装应用，非常方便。

如果我们把手机横过来，会惊喜地发现，遥控器直接映射了小米电视的界面，这可以看成是一种反向投屏，我们在手机上的操作，会直接反映在电视上。也就是说，我们间接为没有触屏功能的电视增加了触屏功能。在一些不是专门为电视设计的应用或浏览网页时，我们会发现这种遥控方式非常人性化。

通過网络，我们还能遥控家里能联网的智能设备，如空气净化器、洗衣机、高压锅、路由器、摄像头甚至窗帘等家居用品……手机通过红外、蓝牙、Wi-Fi等手段，逐渐成为智能设备的控制中心。

徐卫兵：手机之所以能够用来遥控家用电器，原因在于很多智能手机中内置了红外模块。红外线信号其实是二进制编码的，我们在手机上选择功能按键后，红外模块会将信号编码传递出一串含有二进制编码的信息，并转化为红外遥控器的红外线发射出来，电器接收到信号后就会根据指令“行动”了。此外，如果有些手机没有内置红外模块，也可以通过购买外置的红外适配器来实现遥控的功能。

邱元阳：知道了红外遥控的原理，我们完全可以自己DIY一个手机红外遥控器。最简单的手机遥控器只需要一个3.5mm的耳机插头和两只红外二极管即可，连接方法如下页图5所示。

红外二极管（940nm）可使用两只，也可使用一只，两极分别焊接到耳机接头的左右声道（使用两只的话正负极反向连接，如图5），耳机插头用三级的或四级的都行。最后下载一个“遥控精灵”或其他音频转红外软件即可使用。

需要注意的是，因为家电品牌众多，遥控精灵APP初次使用时要保持网络畅通，以匹配云端数据来生成本地遥控配置文件，灵敏度和发射功率可以在软件上做进一步设置（如下页图6）。

● 跨越：从遥控到投屏

倪俊杰：任何连接肯定有发射端和接收端，即本机和客户机。手机遥控实现的是信号的传输，信号是看不见摸不着的。有没有一种连接比遥控更加直观呢？自然是有了，那就是投屏。如果遥控的连接是信号传输的1.0版本，那么投屏就可以说是2.0版本了。投屏实现的是将发射端的实时画面传输给接收端，这种效果要比遥控来得更加真实和震撼。

刘宗凡：手机是我们的随身装备，已经成了生活的一部分。但手机也有一个弊端，那就是手机的屏幕比电脑、电视小。虽然手机功能强大、体积轻巧，但我们有时候也还是不满足小屏幕操作，希望能转移到更大的屏幕上来。现在投屏技术应用已经非常广泛了，如商务会议、影视欣赏、亲朋聚会等多个场合都会用得到。基本上每一款智能设备，如手机、平板、电视机、投影仪、影音播放器都支持投屏，甚至Win10系统也支持无线投影技术。应该说，从遥控到投屏是一个大的跨越。图7为某品牌手机自带的多屏互动功能。

邱元阳：以往的投屏大多是依靠数据线和设备连接实现的，现在的投屏则是通过无线局域网实现的。无线投屏依靠的是投屏协议，比较主流的协议有Miracast、DLNA、AirPlay、WIDI、WHDI、Wireless HD等。其中AirPlay是苹果IOS设备自带的，效果比较流畅，同时支持多台设备投屏。只要在接收端安装苹果录屏大师（如下页图8），置于同一个Wi-Fi下的苹果设备就能通过AirPlay镜像投影到接收端。据我所知，已经有很多老师在课堂上用这种方法进行教学展示和互动了。

● 设计：基于投屏技术的智慧教室

倪俊杰：投屏技术能够应用于社会生活的各个场景，其中就包括教育教学。现在都在谈智慧教育、智慧教室。我们是否可以设计一间基于无线网络、移动设备、投屏技术的智慧教室？

刘宗凡：这太有意思了。这是未来教室的概念，我觉得这间教室将会是没有黑板，没有粉笔，也没有纸质书本的。教室的四周墙面上装着液晶触屏电视，窗户那一面的液晶电视是可以升降的。学生桌子的桌面其实是一台平板设备，当然，桌面是可以调节角度的，因为那是根据人体工程学专门设计的。通过投屏技术，教师能够将讲台或者手中平板的画面传送给每一位学生，学生也可以将自己的画面投屏到大屏幕或传送给其他同学。学生平时学习、做题、讨论、互动都可以在这张桌子上进行。

邱元阳：刘老师的设想给了我很大的启发，我也画了一张未来教室的平面图（如下页图9）。这间教室将覆盖足够强大的Wi-Fi，支持全班学生一起操作。而且我觉得教室的学生桌不应该是固定的，教师可以根据课堂需要设计不同的摆放位置。不过，这也带来了一个问题，学生桌需要充电该怎么办好呢？总不能在教室布满很多电线或插线板吧？

徐卫兵：其实，充电的问题也不难解决。既然是未来教室，那我们也可以脑洞大开地想，是否可以将无线充电技术应用进去呢？事实上，无线充电技术离我们很近，有很多研究团队在这方面做了努力。例如，1890年，物理学家兼电气工程师尼古拉·特斯拉就已经做了无线输电试验，实现了交流发电。2007年6月，麻省理工学院的研究团队把共振运用到了电磁波的传输上并成功“抓住”了电磁波，利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。目前，无线充电技术已经应用在手机、电脑、相机等电子产品上了，这方面以我国的中兴通讯、比亚迪、奇瑞、海尔为代表的国内企业，在全球具有领先地位。我想只要在教室里安装了无线充电装置，在学生放学的时候就可以开始充电，这样不会耽误教学。

刘宗凡：真棒，看来两位老师对倪老师提出的未来教室非常有感觉呀！我还有一个建议，即把智能家居的概念也融入到这间教室。教室里的电灯、风扇、空调、饮水机等设备都能通过远程控制。现在雾霾天比较多，这间教室还应配有空气净化系统，它能根据当时的空气情况自动净化调整，这将充分体现智能管控。

● 畅想：人类能否进入万物可连的时代

倪俊杰：无线投屏技术确实很酷，但也有一些限制，主要的限制是无线局域网的距离限制和設备是否具有投屏模块。但可以设想，未来依靠Iot、5G等技术，我们的世界将会是一个大型的局域网，任何电子设备都内置了投屏模块。今后不管走到哪里，只要获得相应的权限，你的设备就可以投屏到任何设备甚至物质上，当然也包括空气。

邱元阳：没有网络确实是实现无线投屏的最大阻碍，据统计，目前地球上有大约三分之二的地区还没有实现互联网接入。不过有一个好消息，Google在2013年就提出Wi-Fi热气球计划，这个项目的名称是Project Loon。该项目旨在利用热气球为农村、偏远山区和不发达地区提供廉价的互联网接入服务。在谷歌进行的试验中，热气球的飞行距离超过150万公里，环绕地球一圈只需要22天。热气球能向地面固定天线提供每秒22MB、向手机提供每秒5MB的互联网接入服务。据报道，斯里兰卡或将成为Wi-Fi热气球项目的第一个商用试验地区。Google可能与斯里兰卡私营企业Rama合作推广Project Loon，第一个热气球已经于2016年2月升空，实验效果较好。Google因此希望继续推广该项目，让斯里兰卡的城镇和乡村都能普及Wi-Fi上网。如果该项目成功，那么今后有可能全世界任何角落都可以实现网络Wi-Fi覆盖，投屏也将变得随心所欲。

徐卫兵：我马上想到了物联网，物联网的概念可以给我们一些启示。埃里克·施密特（谷歌执行董事长）说：“我们所熟悉的那个互联网将成为历史，物联网将取而代之并成为生活的重要组成部分，而这将给科技公司带来巨大的机会。”小米科技董事长兼CEO雷军也曾说过：“未来没有所谓的互联网企业，每个公司都将变成物联网公司。”因此，我觉得人类进入万物可连的时代已经到来。物联网就是物物相连的互联网，这有两层意思：一是物联网的核心和基础仍然是互联网，它是在互联网基础上延伸和扩展的网络；二是其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。图10可表示三者的关系。

邱元阳：人工智能和区块链可能是物联网的两大核心，人工智能解决自动、智能问题，区块链解决设备之间的通信安全问题。我们可以设想未来的场景：某区域供电有压力，不再需要拉闸限电，所有的空调自动调低一度，在人们几乎没感觉的时候就自动解决了问题。牛奶盒子装有RFID芯片，不仅可以溯源，而且智能冰箱还可以知道你消耗牛奶的速度，定期提醒你采购。当你把牛奶盒子扔进垃圾箱时，RFID也能被感应到。

● 展望：从机器连接到机器连人

倪俊杰：既然机器可以投屏给机器，那么依靠生物科技技术，人的画面是否也可以投屏给机器呢？再进一步讲，机器是不是也可以投屏给人？这样一来，我们离人与人之间的“投屏式”连接也不远了。到了那个时代，人与人的交流可能不是通过文字、手势、语言，而是直接将自己脑中的画面“投屏”给任何人。

刘宗凡：网络实现了将不同的设备连接在一起。有什么办法可以将人与人连接在一起呢？现在有很多机器人已经实现了通过大脑远程控制，如墨尔本的Aubot公司就设计了Teleport机器人，使用者将集中度达到目标值之后就能控制Teleport了。

邱元阳：在科幻电影《致命指令》中，女主角米尔斯是一个植入了芯片的人，向我们展示了人脑连接电脑的科技时代。她不仅能用眼睛扫描各种对象从网络中获取相应信息，而且开发出了SAR（研究分析可自编程机器人）。虽然米尔斯能够与机器人网络连接并控制它们，但是SAR的自编程和自学习能力导致其最终脱离了人类的控制。而如今，“脑机接口”即将成为现实。

著名科技作家Tim Urban在WaitButWhy上发表了近4万字的长博客，详解了Elon Musk的“脑机接口”的宏伟蓝图。他认为这项工程将使SpaceX都黯然失色，因为它是在定义未来的人类是什么。

Elon意识到具有思考能力的计算机将是伟大的创造，能使人类将最重要及最高强度的工作实现外包，于是和Sam Altman创立了OpenAI，致力于研发和制订实现安全的通用人工智能的途径。

人类发展的历史表明，地球上一旦出现智能远高于其他物种的物种，它必将对其他所有物种构成威胁。超级智能AI的崛起只是时间问题，在那一天到来之前，人类务必要避免自己落入“其他所有物种”的境地。在Elon看来，在AI与其他所有物种共存的未来，人类只有一个选择，那就是成为AI。

Elon将人类大脑数字三生细胞壁（tertiary layer）比喻为巫师帽。这个概念是指全脑界面将变为如同将设备植入大脑，使大脑变为设备。巫师帽的电极阵列是一种新的大脑结构，与大脑边缘系统及大脑皮质并列，其中一个核心的目的为将其作为大脑及基于云端的定制AI系统之间的交互界面，AI系统将和大脑融合无间。

不过，由于人脑思考的速度和计算机的处理速度之间存在着巨大差距，人类的全脑界面是否足以支撑这种人机融合的实现，还需要人机通信带宽的支撑。

徐卫兵：我很认可蒲公英教育智库的李斌谈到的互联网的本质是“心联网”的观点，互联网技术为人类心与心的沟通提供了极大的便利，人们于是急切地、热烈地以难以自控的速度奔向彼此的依存和联结——于是我们知道，互联网的本质其实就是“心聯网”；借助这场运动，人类渴望穿越更多壁垒，解决更深层次的问题，甚至释放又一轮“人的进化与超越”……

教育的最高目标是把人培养成为独具个性的自己，且能与社会建立美好的关系。这两个目标，事实上在一切学校都相互冲突，难以齐头并进。所以有史以来的课堂，从未真正找到二者的平衡。而今天，“心联网的世界+互联网的思维”，让我们看到了教育的机会和可能。

一场史无前例的教育进步革命已经到来。教师正在运用各种互联网技术手段，在教学中增加更多的互动，让学生体验更加有趣的教学过程，促进更加有效的理解和记忆。搭建兼具社交化、个性化、情景化的平台，使得教师与学生、学生与学生的连接更加智能，更加高效。那么，如何把握这次机遇，让教育从“数字化”真正走向“数智化”，还需要我们不断探索、思考、实践。