創新點：把解決問題的技術跨領域跨產業擴散，創造更多效益。
「QR Code」已經成為我們日常生活中不可或缺的小工具，無論是疫情期間的實名制、高鐵車票或是購物的電子支付，拿出手機掃描這些黑白小方塊就能完成許多事，的確為我們帶來很大的便利。
而QR Code的靈感來源，竟來自一位日本汽車工程師的業餘愛好…
本文三大重點：1. 從環形碼、條碼到QR Code，「掃碼」的前世今生。 2. 從圍棋獲得啟發，改良條碼解決汽車生產線難題。 3. 佛心開放專利使用？創造支付商機、解決疫情危機。
1. 從環形碼、條碼到QR Code，「掃碼」的前世今生
QR code的「祖先」可以一路追溯到1948年，二戰結束後美國民間消費復甦、超市的生意興旺，但消費者買完東西經常得在結帳的隊伍中苦苦等待；因為收銀員只能用手動輸入商品價格，拖慢了結帳速度。
當時有位超市老闆找上了費城卓克索大學(Drexel Institute of Technology in Philadelphia)，委託他們想想有沒有解決這個問題的方法，好讓他省下多聘員工結帳盤點的薪水。
於是，兩位研究生Norman Joseph Woodland和Bernard Silver研究了超市老闆的難題，提出「環形碼」的概念：用粗細有別的同心圓紋路表達商品名稱和價格，讓超市可以把圖案印出來貼在商品上，收銀員掃描一下就完成結帳。不過由於印刷技術不夠精細、讀取設備也不夠快，環形碼的辨識錯誤率偏高，並沒有真正普及。
環形碼
(圖片來源：barcode-labels.com)
到了1970年代，隨著紅外線讀取的技術進步，當時在IBM工作的Norman把環形碼改良成更容易辨識的「條碼」，而IBM的研發部門也設計出相對應能夠快速讀取條碼的設備。1974年6月，「箭牌」口香糖成為全世界第一個將條碼印在包裝上完成結帳的商品，也讓條碼的應用快速擴散到各行各業。
各式各樣有趣的條碼 (Bar Code)
(圖片來源：ENTERRA INSIGHTS BLOG)
2. 從圍棋獲得啟發，改良條碼解決汽車生產線難題
這股條碼旋風一路跨海吹到日本，以「高效生產」著名的汽車大廠豐田集團也把條碼導入製造流程，希望能提高效率。然而，他們很快就發現：原先為了方便而發明的條碼，反而成為生產線上最大的瓶頸。
起初，條碼設計的目的是為了標示商品價格，因此只能容納20個英文字母和數字。不過，在豐田精細的生產線上，一個汽車零件必須清楚標示尺寸、批號等五花八門的資訊，必須用上十幾張條碼才能符合需求。因此，在快速流動的生產線上，人工瞄準、掃描大量條碼變成拚速度的障礙。
(圖片來源：DENSO WAVE)
豐田集團把這個難題託付給當時正在開發條碼讀取器的汽車零件公司日本電裝(DENSO Corporation)，希望他們能改善條碼在生產線上資訊有限以及讀取不便的問題。
這個任務輾轉來到了QR Code的發明人原昌宏(Masahiro Hara)和永屋貴之(Takayuki Nagaya)兩人手上，原昌宏想起平日愛好的休閒「下圍棋」：棋盤上黑白相間的棋子排列除了代表多變的棋局之外，不也能轉化成代表0和1的數位資訊嗎？
於是他們用二維格子取代一維條碼，設計出原型QR Code，讓資訊量從20個字符大幅增加到多達4,200字符；不僅能支援英文、數字，還能擴展到日本漢字和片假名。
QR Code的原型導入生產線試用後，他們開始收到許多實際應用面的回饋，持續改善：
A. 讀取速度：原型QR Code難以辨識上下左右的相對關係，萬一零件擺歪，還是需要人為介入對齊後才能得到正確資訊。而新版QR Code在左上、右上及左下三個角落加入方塊，讓讀取頭能更快分辨正確方向。
(圖片來源：QR Code.com)
B. 排除誤讀：有些紙箱或零件上的圖案會干擾讀取頭，讓讀取頭找不到QR Code在哪裡。在「人工智慧」還不發達的年代，原昌宏和永屋貴之用「工人智慧」的方式，蒐集大量印刷品從中分析出最少見黑白相間的黃金比例：「1:1:3:1:1」並應用在QR Code上面，讓讀取頭可以計算比例，排除不相干的圖樣，定位出QR Code的正確位置。
無論從哪個方向讀取，圖案比例都是1:1:3:1:1 (圖片來源：SBS Japanese)
C. 抗髒汙毀損：在工廠裡，貼在零件上的QR Code常常因為沾上油漬或磨損造成資訊流失。得益於QR Code四千多個字符的高容量，原昌宏和永屋貴之有餘裕在QR Code的多個位置加上「備份」資訊，即使有30%的QR Code汙損，資訊也能被正確讀取。
被亂畫的QR Code還是能夠正確導向到創新拿鐵網站
3. 佛心開放專利使用？創造支付商機、解決疫情危機
一般而言，企業發展出獨家技術之後往往會註冊相關專利保護，築起競爭的護城河。但QR Code的發明解決了豐田的生產問題之後，DENSO公司卻決定把專利無償開放給公眾使用。
從企業獲利角度方面的思考是：「一旦QR Code被廣泛使用，DENSO也可以通過銷售掃描機和其他相關機器來獲得利潤。」
從業界標準話語權來看，則是：「可以阻止任何其他代碼進入市場，使用QR Code如果要收費，可能初期就會有更多人投入開發更便宜的替代碼。」
(圖片來源：Pixabay)
於是，中國的微信和阿里巴巴集團從中看見商機，抓住信用卡尚未普及的空隙，基於QR Code發展出了完整的電子支付生態系統。此外，近年Covid-19疫情爆發時期，QR Code也在全世界防疫措施中扮演了重要角色。
從一條口香糖，到市值百億的支付產業，小小一個QR Code著實改變了世界。
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參考資料：
1. ‘Father of QR code’ says the technology’s future is in storing important medical information
2. The History of the Bar Code
4. Who Invented the QR Code? QR Code History & Creator
5. Barcode History – How Early Barcodes Changed Our Lives
