一名上海游客使用一款增强现实（AR）智能手机应用程序绘制了外滩历史街区的地图。全球定位系统（GPS）、人工智能和其他技术的创新正在让行人、司机和潜水员的生活变得更容易、更安全。摄影：Wang Gang，VCG / Getty Images
撰文：Sadie Dingfelder
在电子导航系统出现之前，出行并不总那么容易——纸质地图、MapQuest打印版、美国汽车协会（AAA）的TripTiks……你还记得它们吗？这些工具虽然可以指路，但并不便捷，比如随身携带折叠地图就很麻烦；而且你必须精确地知道自己的位置，才能开始使用这些工具。
美国国家地理地图公司（National Geographic Maps）数字开发经理Frank Biasi表示：“现在你打开地图应用，上面就会自动显示一个蓝点，表示你所在的位置。”
计算机辅助导航技术发展如此之快，这些“蓝点”很快就会被其他技术所取代；比如增强现实眼镜可以在人行道上“绘制”虚拟箭头；高科技潜水面罩可以指引你回到潜水船上；还有引导你安全穿过大雾的汽车挡风玻璃，例子不胜枚举。使用GPS、人工智能和其他技术的创新正在使导航变得更容易、更安全。
旅行者即将发现，他们的寻路方式得到了加强，得到了指导，也得到了系统策划；这些系统了解他们的兴趣，并能确定他们的精确位置，甚至在GPS死角也没问题。
“未来，就算你想迷路都不可能了，”地理定位软件公司Navigine的创始人兼首席执行官Alexey Panyov说。
没有信号？再也不会！
2000年，当美国政府停止干扰全球定位卫星（GPS）网络的信号时，通过移动技术进行导航的能力向前迈出了一大步，任何有接收器的人都可以获得准确的位置信息。
不久之后，智能手机为用户提供了精确的位置信息，而现在如果没有按部就班的指导，人们似乎没有办法去任何地方。事实上，麻省理工学院2019年的一项研究发现，受访者认为数字地图是互联网第三重要的服务，仅次于搜索和电子邮件功能。
即使手机没有信号，它也能知道你在哪里，这要归功于美国军方拥有和操作的24颗GPS卫星（包括备用卫星）。该系统的前身NAVSTAR于1978年推出，直到1983年，才向普通大众开放。即使在那时，民用信号也不准确，直到2000年政府才停止干扰信号。
在那之后的几年里，世界其他地区的技术也已经赶上来了：俄罗斯、中国和欧洲现在都有自己的类似GPS的卫星阵列，可以向任何有接收器的人发送公开可用的信号——偏远地区的覆盖率正在稳步提高。现代卫星在峡谷和茂密的林冠中寻找角度方面已经变得更好，而这两个地方的GPS更容易消失。
《我们在这里：GPS的历史、意义和魔力》（Here We Are: The History, Meaning, and Magic of GPS）一书的作者Jim Carrier说：“理想情况下，全球的GPS卫星阵列可以通力合作：全球数据点增多，GPS信号不好的地方减少。”
更全面、信号更强的卫星覆盖对喜欢探索人迹罕至的地方（如刚果和北极高地）的旅行者来说是个好消息。Chalo Africa旅行社的联合创始人Sangeeta Prasad表示，这也可以使偏远的荒野目的地更加安全。“如果遇到麻烦，你可以把你的确切坐标传送给任何来救你的人。”
新的卫星正在以前覆盖较低的地区（包括刚果的丛林地区，如图）播放信号，可以提升旅行者的GPS制图能力。摄影：Samuel Aranda, The New York Times/Redux
Prasad说，全球定位系统覆盖范围的改善可能会让徒步旅行者更容易找到路，但在世界上更偏远的地方，技术永远不会取代当地的专业知识。“如果你认为你可以用GPS在撒哈拉沙漠自动驾驶，那就别想了。你需要一个能看懂沙漠走向的当地导游，否则很快就会被困住。”
大城市的摩天大楼往往会阻挡和反射卫星信号，而技术的进步则使得GPS在大城市的定位更加精确。2020年12月，谷歌开始使用人工智能和3D地图建模来纠正这类定位错误。现在，当你在曼哈顿或墨西哥城等地从地铁出来时，你很快知道自己在哪里以及该往哪个方向走。
巨大的室内空间
在机场或购物中心迷过路的旅客都知道，电子导航很少在室内发挥作用。那是因为GPS无线电信号被墙阻挡了。解决方案是什么？就是室内“灯塔”——不断地输出使用者当前位置的蓝牙设备。这项技术一度罕见且昂贵，如今已植入许多智能设备和WiFi路由器中。
虽然无线电波很有帮助，但室内导航的最大进步可能来自可见光。智能手机将使用其摄像头和机器学习来分析判断场景，这基本上相当于人眼和大脑。
谷歌已经通过其“实时视图”功能实现了这样一个系统，在瑞士苏黎世机场、一些日本商场和澳大利亚的交通站都可以使用。
2018年，游客在纽约市金融区查阅一张纸质地图。摄影：Spencer Platt, Getty Images
谷歌的Live View应用程序将你的智能手机变成了实时地图。摄影：John B Hewitt, Alamy Stock Photo
实时视图（Live View）可以在户外——世界各地约1000万英里的公共道路上使用。要查看它，只需在你的iPhone、iPad或Android设备上打开谷歌地图。在地图上指示目的地，在交通方式工具栏中选择“步行”，然后，在屏幕底部中央，点击实时视图图标。
一旦这些系统广泛应用，你就不必在导航时拿着手机了。WayRay的首席执行官Vitaly Ponomarev表示，更多信息将被集成到汽车挡风玻璃、眼镜或隐形眼镜中。他的公司最近推出了一款概念车，可以将全息方向投射到挡风玻璃上，让它看起来就像直接涂在街道上的箭头。
“对于仍然需要司机的普通汽车来说，这是视觉导航最自然的方式。这比看GPS导航系统更不容易让人分心，因为我们只是简单地将所有提示整合到现实中。”
方向只是开始。增强现实眼镜或汽车挡风玻璃都会帮助你探索新的城市，引导你沿着小巷去一个秘密的爵士乐俱乐部，或者指出历史遗迹的有趣特征。Biasi说：“现实增强技术将提供各种有用信息、发现能力和丰富的旅行机会。”“或者，它也可能会被广告淹没，就像今天的现实和数字世界一样。”
现在，你看看ThinkReality A3 smart和Magic Leap 1等昂贵的智能眼镜就可预览这一未来，但除了Live View，目前还没有多少增强现实内容可以直接应用。
海底世界
即使取得了这些进步，一个主要导航盲区仍然存在：即任何深海表面下的东西。全球定位系统的卫星信号无法与海洋或大湖相匹敌，潜水者们困在了黑暗时代，只有指南针来指引他们。水下GPS公司DiveNET的联合创始人Gene Bivol说，在能见度低的情况下，这可能是个真正的问题。
“当你失重并在三维空间中运动时，你很容易迷失方向，”他说。“此外，你还有很多其他事情要做：你要控制呼吸，控制浮力，除了指南针，你没有任何导航信息。”
Bivol的公司已经为这个问题想出了一个小规模解决方案。DiveNET GPS系统（成本在5000美元到15000美元之间）包括4个浮标，当潜水船部署时，这些浮标与GPS卫星交换定位，然后使用声纳跟踪大约一英里范围内的潜水员。潜水员身戴接收器，可以实时显示团队其他成员的位置，潜水船的位置，以及海底探索的兴趣点。“在未来，甚至可能会有一架水下无人机为你拍摄潜水视频，”Bivol说。
美国军方一直在研究一个类似的声纳发射浮标系统，可以像GPS卫星一样发挥作用，但专家表示，这种网格是不切实际的。
“从物理学角度出发，我不认为他们能把声学水平提高到能够覆盖数百平方英里的海洋。即使可以，那么海洋生物，尤其是海洋哺乳动物的声音也有被破坏的风险，”潜水向导和技术开发人员Thomas Grønfeldt Senger说。
声纳的另一个问题是，发出声音信号需要大量的电池能量，但麻省理工学院的科学家们正在研究一种解决方案：用压电材料选择性地反射环境中已经存在的声音。令人惊叹的是，这些传感器是由声波驱动的，并不需要电池。
“有很多潜在的应用。例如，潜水员可以使用这些传感器找出他们拍摄特定照片的确切地点，”麻省理工学院计算机科学教授Fadel Adib说。
从长远来看，我们的设备将灵活地整合多种信号，告诉我们如何到达想去的地方，无论我们是在雨林、马里亚纳海沟，还是外太空。但是，技术也可能会失败，手机上放大的数字地图缺乏纸质地图的局部细节和更广泛的区域背景。Biasi说，实体地图和指南针也并没有消失。事实上，《国家地理》在2021年售出的纸质地图和地图册比以往任何一年都多。
他说：“严肃的旅行者和户外冒险家，他们远离电源或进入极端环境，所以需要纸质地图，即使只是作为备用品。”
（译者：张淏然）
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