淺談生活實驗室-以城市為創新技術測試場域的創新發展

導讀
從資訊通訊(ICT)到人工智慧物聯網(AIoT),科技創新速度以前所未有的速度飛快進展。在此過程中,技術研發外更受到關注的是技術如何銜接社會需求,技術要能進入生產或商業價值鏈才能產生價值。本篇研究觀點以生活實驗室為概念核心,探究創新技術實證測試從實驗室走進真實生活,測試的場域從家庭、社區、擴及到以整個城市為實驗驗證環境的發展。生活實驗室起源於學術研發、蓬勃於產業合作、擴張於創新政策,即在實踐中蓬勃生長的概念,透過其發展歷程可以提供近十多年來科技進展與創新政策的發展脈動。近年來該項觀點廣泛應用於智慧城市發展,讓最新的科技產品於城市實驗室中進行測試,讓市民體驗測試產品或服務進行共創,更推進城市治理之進程。
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一、開展生活實驗室創新策略

生活實驗室(Living Lab)是開放式創新的重要模式之一,強調以真實生活情境作為實驗測試環境,興起於行動通訊、網際網路發展下的資通訊技術發展階段,整合研究機構、企業、終端使用者等利害關係者推動共同創新,後續更為歐盟採用成為創新政策,也是當前智慧城市創新機制的理論基礎。生活實驗室一詞成為重要研究途徑緣起於美國MIT教授,William J. Mitchell於1999年提出生活實驗室發展樣態,強調實驗應跨出實驗室、走入真實生活環境(Real-life)以了解公民的行為並解決城市環境中的挑戰和需求,因此Mitchell教授被稱為生活實驗室的發展先驅(Schuurman et al., 2012)。Mitchell教授後續建立MIT PlaceLab模擬家居生活的實驗場域,研究居家環境中人們的日常生活行為,並於其中使用及測試新技術產品,以蒐集使用者行為及數據。

芬蘭諾基亞公司(Nokia Coporation)對生活實驗室概念從美國擴展到歐洲,扮演舉足輕重的角色(Leminen & Westerlund, 2019;ENoLL, 2019)。當時諾基亞公司與芬蘭阿爾托大學(Aalto University)合作研究項目,將生活實驗室概念帶到芬蘭,隨後諾基亞在2001年於芬蘭Karaporitti總部成立以生活實驗室為概念的the Nokia Spacelab,隨後 Mitchell教授與其團隊也投入諾基亞Karaporitti living lab的建設。

當時歐洲ICT產業發展已然形成,電信商、行動電話製造商於城市合作進行SMS通訊測試,生活實驗室以使用者需求為導向的創新實驗模式於此時發揮了關鍵作用。諾基亞公司在2003年向歐盟委員會「資訊社會技術(Information Society Technologies, IST)」計畫負責人引介生活實驗室研究方法,鼓勵將該構想應用於資通訊發展,為城市公民提供新型數位服務,開啟歐盟採用生活實驗室作為創新政策的敲門磚(Leminen & Westerlund, 2019)。

歐盟為因應資通訊發展之挑戰於2000年提出《里斯本戰略》(the Lisbon Strategy) ,但後續推動不如預期。歐盟遂於2005年重啟該項戰略並調整目標與實施方案,鑑於資通訊技術做為經濟的主要推動力,應加強對該領域技術研究的投資,遂推出i2010計畫支持《里斯本戰略》的ICT戰略發展,生活實驗室於此成為歐盟層級推動數位發展的重要策略之一,致力於推動歐洲創新體系網絡的芬蘭於2006年擔任歐盟輪值主席國(The Finnish Presidency)時,於i2010計畫下撥出了大量預算成立歐洲生活實驗室網絡(European Network of Living labs, ENoLL),由歐盟各地的19個生活實驗室組成,截至2018年底於全球共計有400個營運中的生活實驗室(ENoLL, 2019)。歐盟透過生活實驗室之發展、支持、激勵和加速歐盟地區之創新過程,將研發創新的結果轉換為符合市場期望的新產品或服務,以提升經濟競爭力並創造工作機會。

二、生活實驗室的理論特性

生活實驗室不僅作為全球產業發展與發展政策之創新策略,作為學術研究途徑更累積了豐富的研究文獻與實務案例。Mitchell教授提出的生活實驗室對美國的家庭實驗室研究產生了重要影響,強調讓使用者置身於日常生活環境被研究,而不是在實驗室環境中重建自然環境,換言之是將測試設施帶給用戶,而不是將用戶帶到測試設施(Ballon & Schuurman, 2015)。Ballon與Schuurman(2015)總結了歷年研究成果與經驗,提出有效理解生活實驗室定位的方法是掌握以下五個基本要素:

(一)使用者參與(user involvement):

意即賦權於終端使用者參與並影響創新過程。World Bank(2015)認為使用者驅動(user-driven)、以人為本的創新是生活實驗是的核心概念,ICT設備使用者的公民是驅動創新的核心(ENoLL, 2019)。

(二)真實生活環境:

於實際環境測試和試驗新的產品與服務。相較於測試平台(test beds)是於受控制或模擬真實場域的實驗室或封閉場域進行測試,生活實驗室強調走出實驗室,於實際生活脈絡中測試新產品或服務,環境場域可為校園、社區或大至整個城市,以蒐集相關使用者資訊(Ballon, 2005)。

(三)多方利害關係者(multi-stakeholder):

即技術或服務提供者(企業或新創團隊)、研究機構參與者、專業人員及終端使用者等,共同投入實驗測試活動。

(四)整合多種研究途徑(a multi method approach):

生活實驗室作為研究法方法,融合多種研究途徑,包括人種學、心理學、民族誌、社會學、策略管理、工程學,在實際生活脈絡中進行原型試製(prototype)、驗證與找出解決方案的實驗測試途徑。

(五)共同創造(co-creation):

將生活實驗室視為研究測試平台,匯集不同利害關係者,以研究機構為樞紐,鏈結政府、企業網絡,並讓使用者共同參與研發及建立開放創新社群(open innovation community)。生活實驗室強調的共創不僅是聚集使用者取得使用回饋,更將參與研發測試的使用者納入共同研發(Coorevits, Georges & Schuurman, 2018)。

綜合上述,透過發展歷程與理論形成的特徵,可以理解生活實驗室的實踐建立在參與式研究、社會實驗和數位產業發展的經驗之上,支持資通訊產業發展,提供創新技術產品的實驗測試途徑,從而成為影響全球創新政策與體系。

三、智慧城市-打造城市級的生活實驗場域

生活實驗室發展初期以家庭或社區發展為主,先驅之一是芬蘭奧盧(Oulu)地區,以生活實驗室架構起公民、服務創新和ICT的橋樑,瑞典則以呂勒奧工業大學(Luleå University of Technology)為推動核心,形成地區型發展網絡(Leminen & Westerlund, 2019)。資策會於2008年於成立台灣生活實驗室(Taiwan Living Labs)在台北市民生社區推動智慧社區建設,並加入ENoLL接軌世界發展。

近年來隨著大數據、物聯網等資通訊科技的發展,生活實驗室應用的場域逐漸擴大,測試環境從最早期的家庭、社區發展成整個城市,學者更提出「都市化測試平台」(testbed urbanism)來解釋城市空間做為ICT與智慧城市技術發展的技術測試場域,以創新技術解決城市發展、市政管理、交通運輸、市民生活等問題(Marvin, et al, 2018;李永展,2018;陳學台、鍾惠存、李慧,2018),發展架構圖可參見圖1。智慧城市計畫在世界各大城市,正如火如荼展開,紐約、柏林、新加坡、香港、日本、韓國、泰國、印度等皆投入通過ICT智慧系統之建置解決都市發展與治理問題,此外智慧城市衍生的都市建設、能源系統等也成為產業重要商機。智慧城市的發展依據目標有不同的推動策略,一種是強調市民參與的智慧城市發展途徑、一種是於既有市區升級城市智慧治理系統之建置、一種是再造智慧新市鎮鋪設完整的智慧生活系統。以下分別從歐洲與亞洲案例說明三種模式之發展。

圖1 生活實驗室作為智慧城市的推動重點
資料來源:本研究整理。

(一)強調公民參與-芬蘭赫爾辛基市

芬蘭赫爾辛基市於卡拉薩塔瑪區(Kalasatama)推動「智慧卡拉薩塔瑪計畫(Smart Kalasatama)」,該計畫由歐洲區域發展基金(EU Regional Development Fund)支持,致力於「為居民每天節省1小時的時間(one more hour a day)」為目標所著名,目標是利用都市空間打造一個創新實驗平台和城市實驗室,運用科技讓城市服務更完善。智慧卡拉薩塔瑪計畫於2015~2018年啟動「敏捷試點項目(Agile Piloting Programme)」,計畫經費為每年20萬歐元,於區域內推動創新產品的先導測試,各種試點主題分別代表了智慧城市發展的不同重要面向,從能源節約型解決方案到智慧生活等,透過公開招募解決方案、篩選測試項目,提供創新產品或服務半年的測試期,之後進行評估階段並公開驗證成果,最後由政府採購完成的測試項目。智慧卡拉薩塔瑪計畫於城市生活環境中完成21項先導計畫產品及服務原型測試(Smart Kalasatama Agile Pilots CookBook , 2018)。

智慧卡拉薩塔瑪計畫成為代表智慧城市的示範案例,結合居民、新創企業及中小企業、公民團體、政府單位和其他利害關係人密切合作,共同參與以使用者為核心的智慧城市發展過程。測試計畫證明了智慧城市的生活試驗室做法可以提供一個中立的平台和安全的空間來共同創造與合作,透過試點開發,使用服務設計、精益開發(Lean Development)、用戶研究和快速原型製作等方法,將這些方法應用於城市發展的需求,他們強調透過實驗產生的解決方案將會是更具創新性、更以使用者為中心且可持續擴展的產品或服務。

(二)升級城市服務-新加坡

新加坡於2014年起開始推動Smart Nation計畫,推動數年即成為全球最領先的智慧城市,在2019年公布的「IMD全球智慧城市指數」名列全球第一,致力於使用數位技術解決城市面臨的挑戰與問題,從醫療、市政服務、交通運輸、社區安全等方面提供新加坡城市發展的可持續性和宜居性。重要推動策略之一為建立「智慧國家感測器平台(Smart Nation Sensor Platform)」。透過大數據平台蒐集各項資訊蒐集以增強城市政服務能力,並系統性的藉由數據資料來改善城市規劃,建設更可靠的公共交通,並改善公共安全;智慧城市運輸方案(Smart Urban Mobility)是為了促進和提升運輸效率,新加坡已建置了智慧聯繫車輛交通解決方案,提供更好的交通運輸移動措施,使新加坡成為智慧汽車的試驗場。

(三)建置智慧新市鎮-日本柏之葉

日本在2009年提出「i-Japan智慧城市」計畫,提出開發未來城市之概念,並將其技術與系統輸出之發展構想,活絡產業創新及地區發展等。日本採取「由上而下」方法,由中央政府評選地方城市作為實施的示範點,内閣官房地域活性化統合事務局共選出 11個城市,由各地方政府依據發展需求結合周邊學研機構、民間企業進行智慧城市之規畫,以及相關硬體建置與系統開發,並讓住戶參與創新智慧設施的驗證實驗,以期透過市民需求之互動,發展出新商業化模式向海外推廣。以位於東京近郊千葉縣柏市的柏之葉智慧城市為例,自2000年開始針對297公頃土地進行開發,由三井不動產主導開發,結合東京大學及千葉大學推動柏之葉國際學園城市構想計畫。規劃主題為環境共生、健康長壽、創新產業,以創造安心、安全、永續智慧城市。日立(Hitachi)提供開發之區域能源控管系統AEMS(Area Energy Management System)透過物聯網將散佈在區域內的辦公大樓、商業設施、住宅等設施,以及太陽能發電與儲能系統等電源設備與私營電力線路串聯起來,實現水、電、氣等能源一體化管理的系統。

四、我國智慧城市的發展現況

我國近年來各大城市也積極推動智慧城市之建設,主動出擊建立智慧城市的全球網絡,於2018年我國6大直轄市共同倡議發起「全球智慧城市聯盟」(Global Organization of Smart Cities, GO SMART)獲得國際熱烈響應。同時,我國智慧城市的發展成果也獲得國際多項認可,在智慧城市論壇(Intelligent Community Forum, ICF)進行的全球智慧城市評比中,2018年桃園市、嘉義市、台南市入圍全球Top7,2019年桃園市更獲得首獎之殊榮。另外,台北市則獲得2019年「IMD全球智慧城市指數」的全球第七名。以下分別從較具發展規模的桃園與台北市的推動模式進行說明。

桃園市發展模式與新加坡相近,強調城市管理與市民生活的智慧建置,通過城市設備建置作為示範帶動區域產業之發展。桃園智慧城市推動策略分為「智慧治理」、「智慧生活」、「智慧產業」3大面向,致力打造各項優化城市治理之系統建置。桃園並連結航空城、亞洲.矽谷計畫、前瞻基礎建設等計畫,積極推動IoT、AI、5G及大數據等相關產業與智慧城市發展之整合,數年來完成了建置下水道智慧監控系統、桃園智慧路燈暨物聯網應用平台、智慧消防行動派遣、桃園水情資訊系統、桃園市市市民卡等城市應用案例。其中,桃園市市民卡為市府推動資料開放、提升加值應用具體應用成效之最佳案例。目前桃園市府已開放將近1,400項資料集,將近97%皆已經達到國際開放資料品質標準。

台北市的發展模式與芬蘭模式相近,強調以政府作為平台(Government as a platform)、城市作為生活實驗室(City as a living Lab),推動智慧城市產業場域實驗試辦計畫。透過小規模實證,從風險最低的錯誤中學習,可降低創新成本。具體實證案例如:於內湖特定道路設置攝影鏡頭監控交通流量,讓市民可及時避開壅塞,另於社子大橋的結構監測系統驗證計畫是本地企業與國外新創公司Morphosense的跨國合作案例,並取得歐盟Horizon 2020計畫經費補助。台北智慧城市計畫推動4年來共計推動173項場域驗證項目,其中有半數失敗,其餘的計畫有一半還在進行中、一半已完成測試。透過驗證的計畫會供台北市政府各局處選用,而驗證失敗案例則可以了解問題發生所在,提供廠商及市政單位學習與降低未來實際推動的不確定性。

五、結論:從技術創新走向社會融合(Social Inclusion)

本研究以生活實驗室概念作為出發點,生活實驗室作為一種開放式創新概念,為社區、城市提供了研究和共同參與創造的平台,Living Lab模式優勢在於建立使用者與技術之間的新關係,透過使用者參與和技術創新的共同設計,進一步強化創新技術與當地的合作。使得新技術透過不斷的實驗測試符合使用者需求,應用到城市和區域環境中,以此作為促進地域創新(World Bank, 2015)。

智慧城市作為生活實驗室實踐應用的最佳寫照,凸顯創新過程由封閉實驗環境走向開放的城市生活、技術創新過程強調市民驅動(Citizen-driven)、科技發展必須與社會融合之趨勢。智慧城市提供的驗證場域提供產官學民實際產品驗證的互動,體現當前的技術創新需經過研發者、製造者與使用者的共同參與測試與驗證過程,透過共創過程找出產品或服務的最適化配置,以符合社會發展需求(Schuurman et al., 2012;Hellsmark et al., 2016)。透過智慧城市的推動,可以讓城市政府對創新和變革更加開放,促進研發者、使用者與政府單位等相關利益關係人之多贏局面。

延伸閱讀