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作者：駐美國台北經濟文化代表處科技組　現職：駐美國台北經濟文化代表處科技組
文章來源：美國麻省理工學院，http://www.physorg.com/news/2011-04-portable-devices-built-in-motion-sensors.html
發佈時間：2011.05.07
在20世紀，擁有一台高功率發射器的電台就稱作無線通訊，只要在發射器20英里左右的範圍內，就可接收自如。然而，隨著手機甚至Wi-Fi的出現，其型態則變成大量有限接收範圍的分散發射器。當用戶離開一個發射器範圍進入另一個發射器範圍時，網路必須執行「切換」（handoff）功能。但切換的功能並不總是執行得非常好，有時在車上會失去手機訊號，或者走到公共汽車站時會失去Wi-Fi通訊。

目前，大多數新型手機，有內建動作感應器（built-in motion sensors）──全球定位系統（GPS）接收器、加速器以及越來越多的陀螺儀（gyros）。在波士頓第八屆Usenix網路系統設計與實踐研討會，麻省理工學院（MIT）的研究人員發表了一套新的通訊協定，使用可攜式裝置的移動訊息，以改善跨區切換的問題。研究人員發現，利用MIT校園範圍內的Wi-Fi網路，在此通訊協定下用戶可以到處走動、網路傳輸量（network throughput）（在某一時期內設備可以發送和接收的訊息量）提高約50%。

根據參考文獻，陀螺儀（Gyroscope）是由三軸所組成的儀器，這個裝置通常用於飛航和航海之中，可以精準的掌握地理位置，做360度的空間調整。運作時，中間的轉軸會加速轉動，原本無法達成平衡的裝置會在此時不論任何角度下達成平衡狀態。

陀螺儀一直以來被視為專業級的儀器，直到Wii的遙控器WiiMotion Plus也應用後，逐漸被電子業者青睞，用來加強控制的精密程度，例如iPhone 4加入了一個全新的陀螺儀裝置。它是利用高速轉動的飛輪所具有的特性，設計製造的一種儀表。1850年法國的物理學家J. Foucault為了研究地球自轉，首先發現高速轉動中的轉子（rotor），由於慣性作用它的旋轉軸永遠指向一固定方向，他用希臘字gyro（旋轉）和skopein（看）兩字合為gyroscopei一字來命名這種儀表。陀螺儀的裝置，一直是航空和航海上航行姿態及速率等最方便實用的參考儀表。它被用在飛機飛行儀表的心臟地位，是由於它的兩個基本特性：一為定軸性（inertia or rigidity），另一是逆動性（precession），這兩種特性都是建立在角動量守恆的原則下。

MIT計算機科學和人工智慧實驗室所有的研究人員──Lenin Ravindranath、Hari Balakrishnan教授、Sam Madden副教授和博士後研究生Calvin Newport，使用移動（motion）測試，以改善四種不同的通訊協定。其中一個通訊協定可控制離智慧手機最近發射器的選擇。以目前的手機舉例來說，當您下了火車站，走向辦公室，您的手機就會立即連接到訊號最強的Wi-Fi接入點，而您繼續往前走，最好的接入點會產生變化，而且持續不斷這樣做。但新的協定是依照用戶的指示選擇接入點。用戶會立即進入一個接入點可以選擇連接多久及傳輸量多寡。MIT的研究人員發現，在他們的實驗中，其中一個協定版本，行動電話發送器切換頻率比現有的協定少了40%，改變一個協定，傳輸量就提高了約30%。