用「資料科學」解決生活問題
2018 年後台灣國中小學生要學程式設計，如何「編寫」程式可以教，但如何「運用」程式就需要以人生經驗付學費。
本文專訪中研院資訊科學所陳伶志副研究員，擅長硬體組裝設計，也擅長分析資料數據，透過心路歷程為你揭曉：無論是孕婦和老人搭公車遇到的玩命關頭，或是氣喘兒遇到的 PM2.5 空污問題，都能用「硬體感測」結合「公開資料」找出對策。
小時候會好奇亂拆東西嗎？
「小時候會把東西拆開來再組回去，也不懂原理，其實就是搗蛋，然後就越玩越大。我哥哥以前是讀電子科，家裡有很多小零件，所以我從小就喜歡玩、不會害怕這些電的東西。有一次不小心把電子錶丟到洗衣機洗，結果壞了，只好自己把電子錶全部拆開來曬乾，想不到組回去又可以用。也常常隨便把東西插到插座裡，造成家裡跳電，因為怕被大人罵就學會自己把插座拆下來、換上新的保險絲。」
大學是宅宅嗎？都在做什麼？
「我算蠻宅的 （呵呵）第一次開始學電腦是在大學，那時候參加過三次 ACM – ICPC 程式比賽，平常花很多時間練習解題。也當過計中的工讀生，到各處室幫忙解決電腦問題，到了那邊發現很多只是插頭沒插、或是網路線被踢斷而已（笑）。」
「大學時做過最熱血的事情是擔任 BBS 站長，現在 BBS 有彩色模式、丟水球等功能，但那時候還蠻陽春的，我們團隊就花很多時間熬夜摸程式，自己想怎麼做出來、弄得很炫。也有一次進站發現駭客入侵，把整個 BBS 站台砍掉，畫面中只留下駭客的名字證明他很厲害。那時候不太知道怎麼辦，就和朋友一起挖系統的歷史資料，把駭客潛伏的洞補起來，後來透過其他高手我們也入侵駭客的主機，發現他有點收藏癖，收藏了各個駭過的完整站台，我們也把被駭客備份的 BBS 站台再整個備份回來。」
不用怕問題，這個世界上一定有人解決過其中部分的問題，上網看看別人怎麼做、自己也試試看。
「師大第一次網路選課系統，是我在大三暑假時寫出來的，因為當時廠商要價太高，計中的主任就丟了一個 SQL Server 叫我試試看。玩了一兩天後發現如果用這種方法，我大概開學後也寫不出來，就改用在檔案系統上開檔讀檔的做法，硬是把選課系統完成。那時程式語言不像現在這麼方便，寫法比較低階，沒有那麼豐富的函數庫可以呼叫。最麻煩的是，如果同時有兩個人選門課，中間會有競爭關係，必須去學怎樣把檔案優先權鎖起來。那時候還沒學到這些課，我把這個選課系統做出來之後，後來上課時才發現原來這些理論我之前已經實作過。回想這段期間是最快樂的，因為可以自己上網找資源解決問題，很開心。」
「大學很宅的原因是，把這些事情跟別人講，別人只覺得你很無聊。（呵呵）」
程式很厲害，還需要出國讀書嗎？
「考量到家庭經濟，我本來一直很不想出國，因為我是師大資訊教育系的師範生，大學畢業後我先教書再去當兵。當兵時有各單位來選兵，常常都會先讓資訊系的站起來，然後只有大學學歷的坐下，後來我根本不想站起來，因為最後一定會坐下、不會被選到，那時讓我很有感觸，也改變心意決定繼續深造。」
「退伍後曾經有公司提供很好的待遇，但那時有位長輩跟我說『你這時候年輕，要先投資自己，錢以後再賺就好』，加上當兵時看了很多勵志的書，被《牧羊少年奇幻之旅》這本書打動，就決定出國讀碩士。但出國念碩班沒有獎學金，那時候第一年就要花 100 萬，為了在出國前就先存到一年的錢，我就白天上班、晚上兼差、同時準備托福和 GRE 考試、也回學校跟老師做研究，退伍後那一年過得超充實。」
當你真心渴望某種東西時，整個宇宙都會聯合起來幫助你完成。──《牧羊少年奇幻之旅》
「在加州大學洛杉磯分校讀資訊科學碩博士時，一開始我是做 Wi-Fi 網路的行動運算研究。例如我的筆電現在連到 A 網路，但我走一走連到 B 網路時，正在下載的檔案或正在看的棒球比賽轉播能不能不要中斷、直接切換過去。接著想進一步研究頻寬變化，因為若切換時知道頻寬如何改變，就能即時調整影片傳輸大小。最後論文主軸聚焦在頻寬研究，現在很多測頻寬都是丟資料去量「可用頻寬」，但我研究的是「最大頻寬」，難度是不能送太多封包影響別人，還要可以測量高速網路、低速網路、或者是去跟回來速度不一樣的非對稱性網路。這些計畫在國外做得差不多，回台灣後就沒有繼續往下鑽，改成尋找別的題目。」
從宅宅變成中研院的研究人員，你認為研究是什麼？
研究成果應該用來解決人們生活中的問題，要能看得到、實際可以使用。
「中研院蠻自由，不會干擾你要做什麼題目。我比較不喜歡純粹只有理論，會希望理論最好跟現實接上線，因此選擇研究題目時比較實際導向，例如之前做過『公車舒適度評測 APP』。做研究會有很多理論，要想辦法在理論和實際間找到連接點，不是所有題目都能在現階段就能看得到東西，但現階段看得到東西的題目，又很容易變成是在做黑手、沒有理論。要能兩者兼具的題目很不好找，我們一直想辦法挖掘，像『空氣盒子』計畫就有符合。」
人生中有失敗過嗎？
「2009 年時研究院路二段發生一起公車車禍，甚至有人因此喪命。坐過公車都知道有些公車開得很猛、有些公車開得很穩，那時候我們在想能不能把大家坐過都知道的事實，用科學化數據呈現出來。這個數據對孕婦和老人很重要，因為他寧可多等五分鐘，搭到一班比較穩的公車，才不用在公車上抓桿子抓得那麼緊，所以我們就做了『公車舒適度評測 App』，鼓勵大眾攜帶手機、搭公車時使用。」
「我們將『公車舒適度』定義為『公車的搖晃程度』，也可以延伸到路平專案的道路顛簸偵測。一般走路的震動很小，但公車的震動很大，利用手機的三軸加速度計就能測量公車晃動程度，接著將震動量測換成舒適度分數。因為手機同時有 GPS ，可以知道這台公車的行車軌跡，藉以比對台北市公開資料中的公車即時軌跡，就能找出這台使用者的手機是在哪台公車上，連車牌號碼都能知道，藉以評比哪台公車開得比較穩。這個 App 獲得 2011 年『App Star 高手爭霸戰』社會組首獎，但一陣子後就沒有人在用了。因為 App 有生命週期，像 Pokemon GO 和 Angry Birds 當初那麼紅，現在還有多少人在玩？」
如果 Angry Birds 熱潮都會消退，我們的 App 憑什麼活這麼久？
「我們學到的經驗是，若要讓『公車舒適度評測』變得長久，大眾的手機不是一個好平台，因為我們帶手機是為了講電話，不是為了量這些事情，這和我們的使用習慣不一樣，也沒辦法請大眾上公車後還幫忙打開 App 測量，因為上公車後抓住桿子都來不及。後來我們想用開源的硬體來做簡單的設備，剛好搭上自造者運動（ The Maker Movement ），才有接下來的『空氣盒子』計畫。」
「但『公車舒適度評測』其實還有個應用機會，現在我父親因為行動不方便，會搭復康巴士去醫院。我發現復康巴士有的開得很好、有的很晃，輪椅上去都會綁安全帶，有的甚至開得會跳動，身為家屬會希望有個評鑑機制。復康巴士每台車都有 GPS 連線，業者或政府如果要評估復康巴士開得穩不穩，只要在上頭裝個一兩千塊的智慧型手機蒐集數據，也不用需要即時的網路傳輸，只要看記憶卡上的儲存紀錄就能知道今天巴士是怎樣的開法。」
做研究至今，覺得現實哪裡殘酷？解決的方式？
「以前遇到一個問題，大家會期待政府從上而下解決問題，但這樣不太容易推動大型計畫，因為上面的人不容易了解下面的人真正需要什麼，又要花很多錢，而且通常下面的人也會反彈。但無論『公車舒適度評測 App』或『空氣盒子』計畫，都是先找出大家需要什麼、關心什麼議題，我鼓動你、讓你有辦法做想做的事情，在協助你的同時也順便做我的研究，由下而上推動事情完成。」
空氣盒子的介紹網頁
「做研究需要大量 Data ，如果由上而下推行往往需要花費很多資源，但若找到大眾關心的議題，由下而上就能像滾雪球、越滾越大，只是需要一種包裝讓大眾接受你的想法。當對方認為『你是來幫助我的』，對方就會願意合作，例如『空氣盒子』的切入點是：我幫你知道現在的空氣狀況怎樣、幫你做分析、找出空氣污染的變化。」
要和參與專案的人站在一起、由下而上一起解決問題，而不是我想做什麼研究、我要你接受。
「合作時也要注意守住科學的立場。例如就曾經有訴求較強的議題團體找我們合作，但畢竟我們是做科學的人，雖然心理也許認同對方的想法，但還是要嚴守『讓數據說話』的原則，不要被帶著走。在台灣一旦被貼上特定立場的標籤，你的數據別人就再也不相信了，這是過程中學到的經驗。我們現在的合作對象可以是環保團體、政府單位、不同企業、不同社群，彼此之間靠著一條『線』互相合作，而這條『線』就是我們提供『正確的數據』。」
「平常學校都在講理論，沒有實際上戰場。理論的資料都很乾淨漂亮，可以做很多模型，但現實世界拿到的任何資料都很『髒』，要花很多時間清理資料。有些資料會有 outlier （異常值），有些有 missing data （缺失值），理論模型不一定套得上去。以前在學校都從理論出發，再去找實際觀測值，但現在實際的觀測資料就開放在這裡，就看你有沒有辦法解決問題。從這個角度出發，實作出來的東西馬上就會有價值，而且你會找到新的理論，這是一個很好的過程。」
參考資料
本著作由研之有物製作，以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。
本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位
狐禪
