對于所有生物來說，對于外界情況的感知能力都是其賴以生存不可缺少的能力。人類通過視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺的五感來收集信息，并發揮高度的智慧來認知和理解周邊狀況，進行高度的行動和判斷。總體來看，人類的感知能力在生物界中可謂是較為優異的吧。

但如果從個別的感知能力來看，有很多生物持有超過人類的優異能力。比如，蜻蜓的復眼具有捕捉周圍物體動向的視覺能力，狗的聽覺和嗅覺也是我們人類無以相比的。有些生物則能夠捕捉人類無法檢測到的信息，例如候鳥能夠感知地磁來決定其飛行方向。如果再發揮一下想象的話，可能存在某些捕捉信息的感知能力，而這種能力是現存的生物所不具備的。

如果能夠通過機器的幫助獲得超越人類五感的知覺，會對我們的生活和社會帶來怎樣的變化呢？在本期中，我們將就實現超五感的技術開發和應用動向進行介紹。

利用進化的傳感器和AI，擴大感知能力

傳感器是具有獲取外界信息功能的電子設備。目前，已經有多種傳感器可以再現人類的五感，比如圖像傳感器、麥克風、加速傳感器、溫度傳感器等。很多傳感器的性能已經具有超越人類本身的能力，例如能夠在黑暗中感知到周邊物品的紅外線圖像傳感器。而有些傳感器則可以獲取人類所無法檢測到的信息，例如地磁傳感器和CO2傳感器等。

隨著傳感器技術的進步，今天我們已可實現遠遠超過人類能力的信息收集能力。但是，獲取信息的增加和多樣化并不能夠立即擴展為人類的感知能力。如果不同時提高信息處理能力，對收集到的信息進行妥善處理，就無法提高自身的感知能力。

例如，在舉辦體育活動等時，已經可以使用臉部識別技術來進行入場者的個人認證。如果事先注冊了圖像數據的話，還可以通過人臉識別入場，而無需使用門票。并且，近年來的技術還可對攝像頭鏡頭中的人群圖像進行統一識別，區分可直接入場的人群和需要買票入場的人群，從而引導入場者順利入場，減少排隊。并且，由于相關技術的進步，還可以對入場者的年齡和性別進行推測。此類通過機器獲得的高度的感知能力，可以說是超過人類本身能力的超五感。但是，在這個例子中，并不是通過收集信息的傳感器，換而言之是通過攝像頭的性能進化實現了超五感，而是由于人工智能（AI）的進化，對于所取得圖像的識別處理得以提高，從而促進了超五感的實現。

通過聲音和振動檢測機器故障，從呼氣檢測癌癥癥狀

人類所具有的高度的感知能力是通過眼和耳朵等感覺器官的檢測能力和大腦的認知能力共同實現的（圖1）。同樣，通過傳感器和AI分別進化，并進行組合活用，則可實現超五感。下面，我們將截取部分已實現實用化或正在開發中的超五感的應用實例來進行介紹。

圖1人和機器的感知能力均由檢測（信息收集）與認知（信息處理）的組合構成

在生產制造領域，超五感已經在很多方面付諸實際應用。在生產工業產品的工廠中，往往有一些老練的作業人員，他們能夠從裝置運轉的聲音中分辨出微小的異常，并察覺出故障的征兆。可以說，這是通過多年的經驗掌握的屬人性技能，是普通人無法獲取的高度感知能力。但是現在，通過在裝置上安裝高精度的加速度傳感器，便可運用AI技術，從振動的微小變化中檢測到故障的征兆。此外，哪怕是細微的異常聲音，也可使用攝像頭拍攝發出異音的位置，并在圖像上進行明確指示。此類技術目前也已付諸實用。由此可見，通過將聽覺信息轉換為視覺信息，便可實現人類所無法擁有感知能力。

在醫療領域，超五感的應用實例也逐漸增加。在人體的排出物中，包含著反映身體狀況和健康狀態的多種信息。呼吸時吐出的呼氣也是如此。目前已知，在人的呼氣中含有顯示癌癥預兆的成分，進而導致其氣味的變化。但是，這種氣味的變化極其微弱，依靠人類的嗅覺很難檢測出來。而嗅覺靈敏的狗則可以分辨出這種氣味的差別。因此，利用經過特殊訓練的所謂“癌癥探測犬”來進行癌癥檢測的方式已投入使用。目前，很多企業和研究機構正在進行相關研究，以期能夠將用于檢測呼氣中含有成分的氣體傳感器與AI等信息處理系統相組合，從而實現這一功能。如把此類功能搭載于智能手機上，便有可能可利用日常通話時的呼氣來進行癌癥檢查。此外，人們還在嘗試分析呼氣中含有的丙酮成分，并將其結果用于生活習慣病的預防和減肥等。

HSI——從看不見的光線中尋找富有價值的信息

此外，通過圖像傳感器來檢測紫外線和紅外線等人類無法感知的波長的光線，并與AI等高度的信息處理技術相組合，便可取得可見光所無法獲取的信息。這種被稱為“超光譜成像”的技術目前也正得到積極的開發和利用。

即便是通過可見光獲得的信息，根據不同的信息處理方法也可獲得出人意料的高附加值信息。例如，番茄中所含有的番茄紅素能吸收藍色和綠色的光，所以含有番茄紅素較高的番茄看起來是鮮艷的紅色。也就是說，我們可從顏色來檢測其營養素。如果能將同樣原理的手法也使用于可見光以外的光線，便可通過非接觸的手法，獲取更加豐富的信息。

例如，從人造衛星上用可見光和紅外線所拍攝的影像中，可以確定土地、大氣和水質的污染狀況及地表生長的樹木種類等情況。此外，還可在食品生產線上發現異物或異常成分的混入，或者對美味成分油酸等特定的氨基酸進行含量評價。根據人眼所無法檢測的臉色變化，還能夠對人體的健康狀態進行調查。

無論傳感器和AI，都仍有很大的進化空間。通過這些進化，人類今后將獲得怎樣的超五感呢？此中似乎孕育著無限的可能性。

審核編輯 黃宇