博物之島 MUSEUMS

林聖硯（英國萊斯特大學博物館學博士）

近年來行動通訊快速迭代，也加速博物館創新數位轉型。從2001年第三代(3G)行動通訊起，手機開始能瀏覽網頁和收發電子信件；到2010年第四代(4G)行動通訊伴隨智慧手機普及，資料傳輸加快，使得多媒體傳輸便捷、串流平台也蓬勃發展。而2020年後，第五代(5G)行動通訊推廣，使得博物館相關部門檢視更多頻寬和更高傳輸速率的行動技術，對於原先建置於場館的Wi-Fi服務產生的影響，以及如何擴展至提升各層面服務的可能性。

政府與產業對5G博物館應用的支持

中華民國文化部於2021年至2023年累計投入2億2,640萬元，透過「5G文化科技人才培育暨跨域應用計畫」，發展以5G技術媒合文化內容、場域應用、營運模式等各面向，並促成36個文化場館及相關藝術文化單位、科技業者合作(中華民國文化部，2021)。在歐洲也有如英國科學、創新與技術部和 數位、文化、媒體與體育部(Department for Science, Innovation and Technology and Department for Digital, Culture, Media & Sport)針對5G智慧旅遊(5G Smart Tourism)進行調查，目的是了解5G應用在英國的巴斯(Bath)、布里斯托(Bristol)博物館、美術館和旅遊景點中的擴增實境(augmented reality，AR)和虛擬實境(virtual reality，VR)的影響，結果發現5G應用在AR、VR能增強旅客體驗；且5G的低延遲和巨量資料傳輸能同時向同一位置的數百名使用者傳輸4K即時影像內容等(GOV.UK, 2021)。兩者皆利用實體文化場域實驗與展示5G在博物館、文化場域的應用方式和正向效益，並藉此擴散5G應用成果。

混合實境與數位孿生技術的應用

由於5G提供更高的數據通訊速率，原先博物館在設置VR和AR裝置的空間和方式能夠有更大的彈性，像是結合觀眾自身的行動裝置應用於實體博物館使用，或是以虛擬方式在網際網路上參觀數位博物館(Charr, 2022)。數位博物館能運用虛擬實境技術、3D圖形影像技術(3D graphics and picture techniques)、電腦網路技術(computer networking technologies)，立體視覺系統(stereoscopic vision system)、互動媒體技術(interactive media technologies)、展現令人驚嘆的視覺效果，以創新手法將實體博物館立體呈現在網路上。引入數位多媒體技術，提供開放式衝浪(open surfing)、直覺式通訊(intuitive communication)的優勢，持續不斷更新數據資料，提出獨特的展示和參觀體驗，與實體博物館並存，並可作為實體博物館的延伸(Zhao et al., 2022)。顯然藉由運用5G行動網路頻寬和行動性的優勢，能為博物館提供更多元向公眾推廣的方式。

此外，VR和AR在博物館應用日益普及，並且發展為混合實境(extended reality，XR)的力度愈加充足。而虛擬化技術使用使得觸覺通訊(haptic communication)的使用變得更加重要。而觸覺互聯網(tactile internet，TI)所關注的觸覺接收、傳輸和元素展示與XR的實現息息相關。TI是不同使用者在遠端環境中，能透過應用觸覺資訊通訊和互動。早先，觸覺是使用有線網路傳輸資料，但5G發展通用後，使無線傳輸技術具備能傳輸觸覺資訊的可能性。XR與TI構成的「有形XR」(tangible XR)從觸覺互動和視聽接收雙向促使終端使用者的思覺整合(mental integration)和仿真(simulation)感受(Minopoulos & Psannis, 2022)。而此有形XR技術成熟後，可結合互動響應式博物館體驗(responsive museum experience, IRME)開源物聯網(open-source Internet of Things)。由於混合實境與觸覺互聯網對傳輸速率、延遲所要求的技術標準高，遠端觸覺可接受的參數僅為幾毫秒的網路延遲和抖動(jitter)。5G行動通訊讓博物館能利用VR、AR、觸覺介面、3D成像等吸引更多樣化與更高數量的遊客參與。

表 1 混合實境和觸覺互聯網的技術要求 (Parvez et al., 2018)

註：延時(Delay)為封包在網路線傳輸、網路線接受、路由器處理、在路由器暫存佇列等加總的延遲時間；延遲(Latency)為封包從來源端到目的端接收之間需要等待的時間長度。

從整合的角度來看，5G行動網路提供的大量資料連接、安全性和即時雲端處理，可以應對近年來文化場域廣泛探討的數位孿生技術在智慧博物館建築中的挑戰。數位孿生(digital twin)是人的物理自我的虛擬呈現，能夠推理、感知和行動。數位孿生將物聯網(IoT)、人工智慧(AI)、機器學習(machine learning)和軟體分析(software analytics)整合至同一系統，利用多樣化技術實現自我學習系統(self-learning system)。然而數位孿生因為需要整合來自各種來源的數據，需要高速連結，才能即時、快速處理大量執行操作，與各種設備和感測器即時整合(Zhao et al., 2022)。數位孿生博物館技術展示對高頻寬、低延遲和靈活網路的需求，而5G帶來低延遲、快速頻寬和網路切片等優勢，加上人工智慧分析、虛擬化、物聯網、邊緣運算和雲端技術能幫助解決行動網路現有問題。像是Zhao et al.(2022)檢驗運用在智慧博物館建築、和智慧設施管理的5G網路裝置，比較原先的數位博物館安全方法和改進後的加密演算法，發現提供更高的安全準確度。因此未來利用先進技術來實施數位孿生，以便降低能耗、以及實現更高的永續性水準監控和行動。

進一步發展，由5G毫米波(mmWave)到6G亞太赫茲(sub-THz)系統，6G網路的未來將到互連設備數量增加和創新移動場景出現影響，用以滿足高度移動使用者的需求至關重要，因此無縫切換、低延遲、高速移動和高效行動管理將成為6G發展的優先事項，因此涉及最佳化網路架構、存取設定、網路切片等為移動中的使用者提供穩定可靠的訊號連接(Chukhno et al., 2023)，數位孿生亦為接下來的6G應用提供關鍵支援，作為及時處理各種資料的資料驅動實體，讓數位孿生託管在邊緣計算(edge computing)上，指的是只要有必要，6G應用程式需要來自數位孿生的各種服務，即可將計算、存儲、數據處理從雲端移到數據來源的邊緣，如感測器、設備或終端的區域網路節點，從而提供低延遲的服務。而6G應用也預計會改變目前人類尋找物體所提供資訊的交互模式(人與物交互)，轉變為物與物交互，甚至轉化為虛擬世界中的數位孿生交互模式(Amadeo et al., 2023)。而博物館與文化機構可在以上發展的可能面向預先規劃如何與現行的業務架構結合。

結論

整體而言，博物館的5G應用前景建立在從2020年發展與探索至今的回顧，5G技術在博物館的應用為互動式與遠端參觀體驗開啟了新紀元。更快的數據傳輸使博物館能有效整合VR、AR、XR技術，吸引更廣泛的受眾並增強可及性。數位孿生與觸覺互聯網技術的加入更進一步將實體場館的數位影像立體呈現於網上。吳紹群(2022)從國立故宮博物院的5G應用案例與相關研究，彙整博物館8項5G應用情境，包括歷史文化遺跡再現的大規模應用、文化藝術表演活動的異地共演、提升博物館的AR/VR體驗、運用物聯網為博物館觀眾進行訊息推播、應用於典藏品修護、大數據收集、智慧環境之監控與調節、引導觀眾參觀和提供多樣化活動。同時也提出應用上的局限與挑戰，主要在於博物館5G應用的數位內容和配套設備、管理平臺，由於所需經費龐大、技術來源複雜，因此難單憑博物館自身掌握，更新不易。此外，博物館5G應用需要使用者有5G載具、公用5G網絡、博物館需要建置5G專網，加上相關5G服務的基礎建設與服務，才能發揮物聯網相關效益。

5G在有形XR與物聯網結合的藝術文化應用中，具備的功能在於提供增強的行動寬頻(enhanced mobile broadband, eMBB)資料速率，用於提高網路可靠性(network reliability)的大規模機器型通訊(massive machine type communication, mMTC)，以及用於解決傳輸延遲問題的高可靠低延遲通訊(ultra-reliable low latency communication, URLLC)。而有形XR系統所提高的行動網路挑戰，需要等待下一階段革命性的第六代(6G)無線系統來克服 (Minopoulos & Psannis, 2022)。

而要確保博物館和文化遺產能在擁抱5G應用的數位轉型時能長期持續發展，要從長期規劃中考量以下關鍵要素，包括環境永續性(environmental sustainability)、包容性和可及性(inclusivity and accessibility)、道德考量(ethical considerations)、和能力建構(capacity building)。隨著數位轉型碳足跡增加，機構需要考慮數位活動對環境的影響，像是採用節能技術、發展綠色資料中心，促進永續數位實踐。致力讓所有人能更容易取得具備包容性的文化遺產，需要開發對博物館觀眾友好的數位工具和平台，讓數位資源具備多種語言。而涉及使用人工智慧和機器學習的運用，要考量制定相關道德準則，以及提高決策過程的透明度；另外要投資於相關人員的能力建構與培訓，制定相關數位素養計畫，才能在數位發展與最佳實踐中建立橋樑，讓文化機構和科技技術開發公司建立良好夥伴關係(Gulyamov et al., 2024)。如此一來，儘管5G基礎設施建置所需的高成本與技術支持對博物館是一大挑戰。隨著5G技術逐漸成熟，其在博物館領域的應用將會更加深入延伸至探討接下來的6G應用，為全球文化機構帶來更具互動性、連接性與永續性的未來。