你、我都曾使用過顯微鏡，但這台特別不一樣。結合罕見的近距離擴增實境技術，台大Scope+團隊開拓出一塊未來應用的新天地。
前一秒在手上還是標本，下一秒的鏡頭裡，蝴蝶的翅膀卻開始翩翩飛舞，然而將眼睛移開鏡頭，蝴蝶卻像什麼都沒有發生般，靜靜地躺在顯微鏡底下。
在台灣大學德田館五○五實驗室裡，一台外表看似3D印表機，上頭卻裝了個Oculus Rift顯示器，還放了兩個工業級相機，好像小學生胡亂搭湊的古怪機器──Scope+，就是讓蝴蝶瞬間重生的祕密。
在Oculus、宏達電、索尼掀起的虛擬實境（VR）熱潮如野火般燒向全球時，微軟HoloLens開始出貨的消息，則是再次帶起市場對擴增實境（AR）的關注。事實上，擴增實境的開發難度要比虛擬實境高得多，商機卻也更大。而就在台灣的台大校園內，一個擴增實境界的明日之星Scope+，已經在學術界嶄露頭角。
醫生愛寫程式 跨界讀資工
Scope+，是這台古怪機器的名字，也是開發這台機器的團隊名稱。去年三月成軍，Scope+先是在SIGGRAPH（計算機圖形學頂級年度會議）的AR／VR競賽入圍全球前十強，後來又在人機互動與使用者介面設計領域最頂尖的國際會議UIST上，獲得UIST Best Demo 2015。這座冠軍，意味的是Scope+擊敗了包括迪士尼研究中心、微軟研究院、韓國科學技術院、日本產業綜合研究所等十多個國際頂尖研究機構。
「最強的是麻省理工學院（MIT）多媒體實驗室。」Scope+專案負責人黃宇軒說：「能打敗他們是我們意想不到的！」
今年三十六歲的黃宇軒是Scope+的發起者，更是團隊中的靈魂人物，而有趣的是，他目前除了是台大資工博士候選人，同時還是一位眼科執業醫師。
其實早在小學三年級，黃宇軒就已經展現出對資訊的興趣，開始寫程式，而在就讀長庚醫學系大五那年，他和同學組隊參加全國Java程式設計競賽，和無線通訊軟體競賽，更一舉以醫療應用「掌心華陀」，和實境線上遊戲「幻境迷城」，接連拿下亞軍和冠軍。
「那個年代，連『新創』是什麼都不知道。」黃宇軒說，當時還沒想到要把得獎的作品進一步朝商業化發展下去，「如果是現在的氛圍，當時可能就去創業了。」他說。
不過他和資訊的緣分沒有因此中斷。進入眼科實習後，他發現這是一個相當高科技的科別，科裡至少有十三台以上不同類型的檢查儀器。但他也發現，不是所有儀器都能夠把資料送到PACS（醫療影像傳輸系統）。「這不解決，我們眼科會有很大瓶頸，速度沒辦法快。」有資訊底子的他，開始在台大協助眼科專用PACS系統的建置。
過程中他也發現，醫療領域在大眾想像中是一項高科技，實際應用上，卻與最先進的科技有一段距離。而當中最大的問題，來自溝通落差。「資訊人不懂醫師的需求，醫師卻也不知道怎麼幫助資訊人員做得更好。」發現自己有能力作為兩方橋樑的他，對相關醫療資訊系統工作的投入也愈來愈多。
「但做得愈多，（發現）有很多基礎的東西，是我們這種半途出家者缺乏的。」他說：「所以我才會想說，既然這樣，眼科（實習）結束後，再來進修，真正做一些高深的研究。」
而Scope+這個案子的原型，正是來自他當初就讀碩士班所提的研究計畫，一個可以幫助醫師進行術前訓練的輔助工具。
協助術前訓練 開發新工具
他解釋，在進行白內障手術的過程中，最關鍵也最困難的一個步驟，是要用一個非常細的鑷子，在水晶體表面撕出一個完美的圓圈。在過去，他們能夠依靠的只有醫師的經驗與手感，而他想要改變這樣的情形。
有趣的是，在研發過程中，他發現這項技術的應用，其實不只能用在手術練習，而是比他所預想的還要更廣得多。
想像幾個常見的情景，「解剖課上，當你切開一隻老鼠，想要找出心臟、血管、神經時，旁邊一定得擺著一本書，讓你不時能抬頭對照圖譜。可能老師還得不停地逐桌去親自引導學生。」
又或者，「進行電子零件組裝時，旁邊也需要一份電路圖，才能找出如何放置正確的電阻，和正確的腳位。」簡單來說，不論是生物、化學、電子，還是教育用途，這些使用顯微鏡工作的專業人士，總是得不斷重複這樣的動作：抬頭翻書、低頭看顯微鏡，接著再抬頭看書。
而Scope+可以做到的，就是把原本只存在紙本上的資訊，直接加到顯微鏡畫面裡，並且可以同步連網，讓顯微鏡不再只是獨立的一個工具。更進一步，甚至還能發展成專業引導工具，就像在進行手術練習時，醫師不再需要將視線移開顯微鏡，「（藉由擴增實境的即時反饋）我隨時可以知道對或不對。」黃宇軒說。
黃宇軒的指導教授認為，這項技術之所以能在UIST脫穎而出，最重要的是，「他們進入很微小的世界，是很近距離的。」他說，不同於目前市面上看到的擴增實境和虛擬實境主流應用，多是在電影、電玩這類大規模、遠距離的畫面，「Scope+開創的是一個很新奇的眼光，所以特別引人注意。」他認為，台灣要和既有的產業巨擘比拚娛樂市場很困難，但Scope+找到了新的切入點。
短距離擴增實境 超越前人
事實上，這也是黃宇軒相當引以為傲的部分，「過去在這麼短的距離做出AR是沒辦法的。」他說：「我們自己設計、自己製作顯微鏡核心模組，才能讓你在正確的視覺，看到真實世界的畫面，這是目前AR、VR都還無法做到的事情。」
他還記得，一開始啟動這個計畫時，幾乎找不到相關資料，「就算找到也沒辦法直接用。」他說，以相機這個關鍵零組件為例，他們需要的是提供機器視覺使用的工業等級產品，而他能做的，就是一個一個打電話給光學自動化檢測公會會員，找出最合適的產品 。
而且，要找出適合的零件難，要將軟硬體整合成系統更難。特別是他們在設計上，希望可以做到如同醫師實際執刀時，不須使用雙手，只要利用腳踏板就能進行顯微鏡方向和焦距控制的使用情境，「我們花很久時間才讓它動起來，超乎想像的久。」黃宇軒說。
第一個加入Scope+的台大資訊網路與多媒體研究所碩二生游子杰記得，當時為了趕上參賽截止時間，幾乎每天都忙到凌晨三、四點才離開，然後隔天一早又回到實驗室繼續趕工。而這樣的努力，最終讓他們獲得國際學術界的肯定。
幾次在國際會議做展示時，黃宇軒和他的團隊總是不免會被問及一個問題：「這個產品什麼時候要賣？」他說：「他們都覺得這東西好像已經很完整，快要上市了 。」但黃宇軒直言，這畢竟是一個學術研究計畫，不是以商業為目的開發的專案。
然而他也不否認，計畫開始的目的，就是希望Scope+最終能夠在市場上實際應用，只是他也強調，在此之前，「每一個部分都還要做到更好一點。」而開往下一代產品的引擎，已經啟動。
▲黃宇軒最初想做的，是協助醫師術前練習的工具，卻意外發現Scope+可以應用的領域比想像更多。如在顯微鏡底下，畫面中的蝴蝶，不再只是一個標本。（攝影／林育緯）
