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強化音符辨識技術可以適應各種環境與變化

鄭國威 Portnoy_96
・2010/11/27 ・267字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 581 ・九年級

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Physorg報導(英)(only-perception翻譯):

University of Jaen (UJA) 的電信工程師團隊創造出一種新方法,能自動偵測與確認聲音檔中的音符並產生樂譜。甚至當樂器、音樂家的類型、音樂或錄音室的種類不斷變化時,這套系統都能認出音符。「我們提出一套自動化系統,能偵測一件樂器的音樂訊號,並轉錄(transcribe)為音符,那與其他方法不同,可適應(各種)音樂現場。」

該方法的細節發表在最近一期的 IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing 中。這套新系統能夠「適應」的事實,意味著即使各種元素,諸如樂器、音樂、風格、錄音室或麥克風的位置,發生變化,這套系統依然有效。

文章難易度
鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 720 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。

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SmartReading 科普閱讀力大賽——打造新世代自主閱讀指標,培養學子適性成長!第三屆頒獎典禮暨第四屆賽事啟動!
PanSci_96
・2022/09/26 ・3811字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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108 課綱開啟全新閱讀素養時代。

科學素養不再侷限於考試的解題方法,學生閱讀科學讀物時,如何在氾濫資訊中找到高品質、適合學習程度的科學素材,是教育現場至關重要的課題。

臺灣師範大學 SmartReading 團隊將 AI 讀物難度分級技術,透過測驗、選書、閱讀、讀後回饋四大功能,完整記錄孩子的學習歷程,提升中小學生科普閱讀動機,成為自律自主的科普學習者。

臺灣師範大學於 110 年至 111 年間,與國科會、新北市、臺中市等單位合作,連續辦理三屆「SmartReading 科普閱讀力大賽」,每屆競賽歷時半年。競賽組別以國小三年級至高中一年級共分七個組別。參賽學校涵蓋臺北市、新北市、臺中市、臺南市、高雄市、花東等十九縣市,報名參賽人數累計八千餘人。

國立臺灣師範大學第四屆科普賽將擴大辦理,邀請PanMedia泛科學馮瑞麒總經理、數感實驗室賴以威教授、臺大科教中心賴亦德執行長,持續提供參賽者更生活化、趣味化的科普文章。圖/國立臺灣師範大學

由系統建置適合學生閱讀的兩千多本科普讀物

競賽期間,參賽學生使用「SmartReading 適性閱讀」系統,透過精準快速的中文閱讀能力診斷,將閱讀程度與讀物難度適配。藉由系統已建置,適合國小三年級至高中一年級的 2,180 餘本科普讀物,不僅能激勵其學習動機,更可有效提升選擇的效率,降低科學閱讀恐懼。第三屆科普閱讀力大賽不受疫情波擾,採實體與線上兩種施測方式,於 111 年 5 月份圓滿完成賽事。

111 年 9 月 24 日於臺灣師範大學舉行頒獎典禮,邀請新北市教育局張明文局長、臺北市教育局鄧進權副局長、臺灣閱讀協會陳昭珍理事長、康橋國際學校秀岡校區卓意翔副校長、親子天下兒童產品事業部副總經理林彥傑、新北市信義國小陳桂蘭校長到場擔任頒獎嘉賓。參賽學校師生、家長齊聚典禮會場,為優秀的得獎同學喝采。

111 年 9 月 24 日於臺灣師範大學舉行頒獎典禮,邀請新北市教育局張明文局長、臺北市教育局鄧進權副局長、臺灣閱讀協會陳昭珍理事長、康橋國際學校秀岡校區卓意翔副校長、親子天下兒童產品事業部副總經理林彥傑、新北市信義國小陳桂蘭校長到場擔任頒獎嘉賓。參賽學校師生、家長齊聚典禮會場,為優秀的得獎同學喝采。圖/國立臺灣師範大學

臺師大宋曜廷副校長表示,數位閱讀邁向新時代,團隊使用「SmartReading 適性閱讀」系統作為科普賽競賽平台,期望在知識爆炸的時代,藉由測驗、選書、規劃的「智慧閱讀三步驟」,培養學子的跨領域閱讀力與閱讀習慣,讓學生們手握知識大門的鑰匙,成為自律自主的「SmartReader」。

科普閱讀競賽的三大特色

一、適配閱讀能力與圖書難度,擴增多元書籍與文章素材

參賽學生首先須參加中文適性閱讀能力診斷(DACC),依據診斷結果,配合其當前閱讀能力的科普推薦書單,讓學生選書有依據、個人化。本競賽目前共有「推薦書單」、「推薦文章」等 2 種閱讀素材,主題包含植物/動物、數學、天文地科、物理/化學等 8 大類別。「推薦文章」功能,則與「PanSci 泛科學」及「數感實驗室 Numeracy Lab」合作評選,當前提供 600 餘篇線上科普短文,競賽期間提供已超過 4,000 人次的瀏覽次數。

二、綜合性閱讀五力分數,開啟學生全方位閱讀力

本競賽賽程為期半年,學生透過「前測、閱讀任務挑戰、後測」三個階段。競賽期間,系統詳細記錄每週閱讀歷程,並產出線上「閱讀五力分數」報表。自主規劃閱讀期間計算為「規劃力」;讀後評量填答結果計算為「執行力」;閱讀多元書籍類別的結果計算為「博學力」;閱讀單一書籍類別的深化成果則計算為「精進力」;前後測成長結果計算為「成長力」。將閱讀能力數據化、可視化。

三、閱讀任務徽章,深化學生文化素養與科普閱讀興趣

本競賽內建徽章蒐集系統,參賽者於指定時間依據提示完成閱讀任務,即可獲得期間限定的特色科普徽章。任務內容包含閱讀指定的書單及文章類別、世界性科普節日、科學家生辰、台灣重要節慶與其他隱藏任務。本屆各年級累計獲得徽章達 20423 枚,因設計活潑及任務類型多樣,大受參賽者好評。

競賽結果發現學生的閱讀偏好

一、科普閱讀參與,國小男性最踴躍

活動期間參賽者共完成約 21,153 本的書籍評量。以不同學習階段來看;國小參賽者整體閱讀平均本數為 24 本,男生平均閱讀本數為 28 本,女生平均閱讀本數為 20 本。國、高中參賽者因科普讀本難度較高,需要較長的閱讀時間及一定的科學基礎知識,國中參賽者整體平均閱讀書籍數為 10 本;高中參賽者中女性平均閱讀本數多於男性,整體平均閱讀書籍數為 7 本。

總閱讀量/本人數平均閱讀量/本
全體學生21,1531,10019
8,05150516
13,10259522
國小學生17,47971624
6,47432520
11,00539128
國中學生3,45935510
1,4611669
1,99818911
高中學生215297
116148
99157
活動期間參賽者共完成約 21,153 本的書籍評量。表/國立臺灣師範大學

二、學生偏好閱讀動物/寵物類與地球生態/天文類書籍

整體參賽學生對於科普書籍的喜愛程度,以植物/動物類(男生 28.19%、女生 27.91%)最能引起學生的閱讀興趣(如:《昆蟲老師上課了!:吳沁婕的超級生物課》、《小島上的貓頭鷹》、《神奇樹屋》等系列)。在次要類別,男女皆喜好生態/生命科學類的書籍(男生 15.20%、女生 16.87%)。

整體參賽學生對於科普書籍的喜愛程度,以植物/動物類最能引起學生的閱讀興趣。在次要類別,男女皆喜好生態/生命科學類的書籍。圖/國立臺灣師範大學

三、參賽學生閱讀歷程的質與量均佳,表現令人驚豔

本次參賽學生皆積極參與競賽。

以三年級組第一名得主,臺北市立大同國小的林靖軒同學為例,競賽期間閱讀書籍本數高達 383 本,書籍讀後評量的通過率更高達 95%,書籍不僅讀得多,更是能讀得要領。

四年級組第一名為第二次參賽的新北市信義國小謝秉言同學,本次競賽期間共閱讀 427 本書。

其中五年級組為本次競爭最激烈的一組,臺北市立長春國小的黃葦川同學以及高雄市立集美國小的吳勁毅同學,兩者僅以極小的分數差距位居第一及第二名。

此外,第一次參與競賽的高雄市立正義國小的孫政遠,競賽期間閱讀 281 本書籍,通過率達到 97%。

四、教育主管機關、學校師長及家長支持鼓勵,帶動學生優異表現

新北市教育局致力於推動智慧閱讀教育,不遺餘力,成果豐碩。本屆競賽全台共 2,104 人報名參與,全國賽獎項獲獎學生共計 36 人,其中新北市得獎學生便囊括 14 位,表現相當亮眼。

家長與學校師長共同陪伴,使得學生能專注於本次競賽,並有相當卓越的成果,例如新北市康橋國際學校、臺中市明道中學、臺中市葳格國際學校、臺北市東山中學等校,皆因全力推廣閱讀活動,才能有優異的競賽成果。以新北市康橋國際學校國中部為例,此次七年級組參賽者,全國賽前5名得主中,康橋中學就獲有 3 名的佳績。

臺師大華語文與科技研究中心洪嘉馡教授說明第三屆科普閱讀力大賽成果。圖/國立臺灣師範大學

第四屆科普閱讀力大賽即將開跑

延續前三屆廣受好評之科普賽事,第四屆科普賽將擴大辦理,邀請「PanMedia 泛科知識股份有限公司」馮瑞麒總經理、「數感實驗室 Numeracy Lab」賴以威教授、「國立臺灣大學科學教育發展中心」賴亦德執行長,持續提供參賽者更生活化、趣味化的科普文章,預期第四屆科普閱讀力大賽將能讓全球讀者有更高品質的閱讀體驗和更充實的閱讀收穫。

活動詳情請參閱官方網站
新聞聯絡人:高等教育深耕計畫辦公室——鄭德蓉 02-2366-0916 #111

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這是一隻間諜貓熊!——野生大貓熊如何靠「黑白迷彩」融入棲息地的景色?
寒波_96
・2021/11/09 ・3195字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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大貓熊(Ailuropoda melanoleuca)家喻戶曉,毛色黑白搭配,看起來似乎非常顯眼。但是一項新研究報告,貓熊身處野外環境時,黑白相間的外觀其實能起到偽裝的效果,不但可以融入背景,還能干擾掠食者的視覺,讓他們成為不錯的間諜貓熊。

我們印象中的貓熊,一般比較接近這樣。圖/參考資料 1

野生動物中,黑白毛色並不常見。有好幾項觀點,試圖解釋貓熊的外觀為什麼走黑白風格,一個方向是「偽裝」。乍看之下很不可思議,例如胡椒蛾隱於樹幹,彈塗魚隱於泥灘,都能很好的融入背景;可是貓熊看起來那麼明顯,而且黑白對比鮮明,難道是隱於斑馬線嗎?

神奇的是,一番分析下來,野生的貓熊還真的很會玩躲貓熊。即使達不到完全隱形,在一般認為善於隱形的動物中,也可以排進中段班。這是兩項偽裝技能綜合的效果:背景匹配(background matching)和混隱色(disruptive coloration,破壞性著色)。

黑白迷彩:近距離卻視而不見

我們會覺得貓熊很顯眼,是因為我們觀看貓熊時,若不是在動物園之類的人造環境中近看,就是透過選擇過的攝影視角。可是攝影鏡頭和動物園的設計,本來就有利於觀眾觀賞,與貓熊生活的野生環境差異不小。

天然環境中的貓熊,其實比較接近這樣。圖/參考資料 1

一度廣布的貓熊如今瀕臨滅團,天然的棲息地只剩下四川、陝西、甘肅少數幾處。新發表的論文取得一批野生貓熊的照片,15 張都來自陝西的佛坪自然保護區,算是位於秦嶺的天然森林棲地。

野生貓熊出沒的環境,背景通常是樹林、岩石,冬天又多出下雪的積雪。研究者不只用眼睛看,也以程式量化分析環境背景的明暗。大致上樹幹是深色的,積雪和葉子是淺色的(如果有葉面蠟質,反光會顯得更淺),岩石介於其間。

量化分析指出,乍看黑白分明的貓熊,其實存在 3 種色調,除了黑色、白色以外,還有中庸的髒髒色。因此身處野生環境中的貓熊,可以相當融入背景:黑色類似樹幹、白色接近葉子和積雪、髒髒色彷彿岩石。

動物與環境背景的相似程度,在一般認為善於隱形的動物中,貓熊可以排進中段班。圖/參考資料 1

森林中有雪的冬天,以及沒有雪的夏天,背景頗有差異,黑白組合算是能兼顧不同時節的需求。

貓熊在人造環境中看似無所遁形,但是自然環境中,貓熊外觀的「背景匹配」效果不錯,類似泥塘中的河蟹。

值得一提的是,原產秦嶺的貓熊(Ailuropoda melanoleuca qinlingensis)與主要住在四川,黑白配色的近親不同,他們的深色不是黑色,而是深棕色(類似髒髒色)。棕白組合,應該也能達到不錯的背景匹配效果。

秦嶺貓熊和四川的同類一樣也是貓熊,但是毛色中沒有黑色,變成棕色。圖/ wiki

遠處好像有東西?又好像沒看到?

背景匹配的原理來自,動物身體與背景之間色彩相似的對應,與另一種偽裝方式「混隱色」又不一樣。

視覺上要偵測到一個動物,必需察覺其與周圍有別的顏色和輪廓。倘若動物身上的色塊能混淆實際的輪廓(例如同時存在鮮明的對比色),就可以干擾視覺,讓掠食者看不清楚,使自己無法被分辨出來。這稱作混隱色。

量化分析指出,觀看貓熊在近距離還算清楚,但是遠離一段以後,貓熊對比分明的黑白色塊,就能發揮混隱色的效果,不再那麼容易被識別。

冬天,距離比較遠的時候,貓熊的混隱色發揮效果。圖/參考資料 1

自然環境中,貓熊的掠食者不是人類之流的靈長類,而是貓科、犬科的動物。比起貓科、犬科的雙色視覺,靈長類的三色視覺辨識色彩更敏銳。因此人類看不清楚的對象,貓熊的掠食者應該會更迷茫 。

有個實際案例是,非洲的斑點鬣狗(Crocuta crocuta)在距離超過 50 公尺之下,無法分辨平原斑馬(Equus burchelli)最寬的條紋。

以貓代表貓科、狗代表犬科,分析得知貓熊的混隱色,確實有干擾掠食者視覺的偽裝作用。由此推論,貓熊之所以演化出對比明顯的黑白色調,除了適應冬天、夏天有別的環境,大概也有增進混隱色效果的意義。

夏天,距離比較遠的時候,貓熊的混隱色發揮效果。圖/參考資料 1

以下為設計對白:
「胖達003 呼叫,胖達007 被發現惹,over~」
「胖達007 收到,滲透可能失敗,over~」
「維尼001 呼叫,我親自指揮、親自部署,絕對沒有問題,over~」
「胖達003 呼叫,胖達007 被吹箭命中,over~」
「胖達007 呼叫,維尼搞我呢,哇操……ooooo~」

貓熊也會躲貓貓

盡管貓熊算是雄壯威武的大型動物,不是那麼好欺負,還是可能被野生掠食者獵殺,尤其是沒什麼功夫的脆弱幼年貓熊,因此仍有避免被掠食的需求。

貓熊其實和彈塗魚一樣,是融入背景的高手。圖/大彈塗魚

人類在人造環境近距離觀看貓熊,會覺得他們非常顯眼。有些學者甚至認為,貓熊鮮明的黑白配色,目的是警戒色(aposematism),也就是靠誇張的色彩嚇退對手。

但是新研究發現處於天然環境時,貓熊其實很不起眼,而且近距離顯眼的對比色,拉遠距離反而能干擾視線。所以毛色的黑白組合,可謂演化上適應性的偽裝。

論文表示,背景匹配和混隱色的偽裝原理不同,兩者應該有互補的效果。近距離下背景匹配比較有效,遠距離則是混隱色,目的都是希望偽裝成低調的間諜貓熊,讓敵人視而不見。

延伸閱讀

參考資料

  1. Nokelainen, O., Scott-Samuel, N. E., Nie, Y., Wei, F., & Caro, T. (2021). The giant panda is cryptic. Scientific Reports, 11(1), 1-10.
  2. Caro, T., Walker, H., Rossman, Z., Hendrix, M., & Stankowich, T. (2017). Why is the giant panda black and white?. Behavioral Ecology, 28(3), 657-667.
  3. Giant pandas’ distinctive black and white markings provide effective camouflage, study finds
  4. Giant Panda’s Unique Black-And-White Coat Provides Effective Camouflage, New Research Confirms
  5. 肖繁荣, 杨灿朝, & 史海涛. (2015). 动物的伪装方式 四川动物, 34(6), 955-960.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
175 篇文章 ・ 676 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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科普閱讀力UpUp!泛科學、數感實驗室加入臺師大第三屆 SmartReading 科普閱讀力大賽
PanSci_96
・2021/10/16 ・1578字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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閱讀素養是從小便需要培養的重要能力,不過,要讀得好、讀得懂,卻不是件容易事。為了協助學生深入閱讀不偏食,臺師大與科技部攜手合作,通過科普閱讀力大賽,陪孩子一起跑一場科普閱讀馬拉松。

第二屆順利結束後,第三屆閱讀力大賽更邀請了泛科學(泛科知識股份有限公司)、數感實驗室 Numeracy Lab 一起加入,讓內容更多、更廣,希望帶給學生們滿滿的閱讀力!

學生讀得太淺怎麼辦?SmartReading 適性閱讀陪你深入閱讀

光是 2020 年,台灣共出版了 3 萬 5 千多種出版品,可說是什麼都有、什麼都不奇怪,然而,孩子們到底有沒有讀「懂」呢?

國立台灣師範大學宋曜廷副校長分享了史丹佛大學最新的研究,其中發現:有近 2/3 的高中生無法區分網站上的「新聞」與「廣告」,凸顯學生們讀得「淺」的問題。此外,需要思考與批判的科普閱讀,歷年推行總是遇到不少阻礙,因為較缺乏故事性,常常被學生們「打入冷宮」。

上述種種難題,到底該如何克服呢?就去參加配備「SmartReading 適性閱讀」系統的科普閱讀力大賽吧!

參與科普閱讀力大賽的學生們,需要先參加中文適性閱讀能力診斷(DACC),透過診斷結果,為每位學生量身打造專屬「推薦書單」。獲得書單後,學生們便可以依照自己喜歡的進度和方式去挑戰閱讀任務,選擇自己喜歡的書籍,最後進行評量,確認閱讀成效。

除了量身打造的閱讀計畫,閱讀力大賽還特別設計了超級有趣的科普徽章,像是科味滿滿的「π」徽章,就讓孩子們愛不釋手,嘗試增加閱讀量、甚至挑戰並不熟悉的作品類別,努力得到專屬徽章。

更厲害的,是超深入的「閱讀五力分數」評量系統,不但為考慮學生自主規劃閱讀的「規劃力」、填寫評量的「執行力」,還會考量學生閱讀的多元程度,看看他們是否具有「博學力」以及代表閱讀深入程度的「精進力」等等。再輔以前後測的閱讀成長情況,計算「成長力」,可說是任何閱讀的面向都不馬虎!

學生們都喜歡讀什麼?動物、生態惹人愛

第二屆科普閱讀力大賽中,共有 2 千多位學生報名,歷經半年,共完成了近 8 千本書籍評量,平均一位學生閱讀了 13 本書籍。

看了這麼多內容,哪些是孩子最喜歡的呢?動物/寵物類遙遙領先,再來則是地球生態、天文類相關書籍。有趣的是,進入國中之後,學生們的閱讀習慣也逐漸轉變,心頭最愛變成了是地球生態/天文類書,再來則是綜合科學類。

國小參賽者更是這次比賽的小小黑馬,像是四年級組第一名的吳同學,在比賽期間不僅閱讀了 250 多本書籍,更在評量中幾乎都得到 A、A+,不僅讀得多、讀得好,更是讀得懂。

第三屆科普閱讀力大賽開跑!攜手泛科、數感一起提升閱讀力

新的閱讀馬拉松馬上就要開跑了,第三屆科普閱讀力大賽將與泛科知識、數感實驗室Numeracy Lab 一起合作,繼續將科學內容變有趣,配合學生的需求、增進學習動機。

泛科知識馮瑞麒總經理表示非常高興網站上的文章能夠成為閱讀素材,更笑言經過了「9SmartReading 適性閱讀」系統才知道原來有些原以為只適合高中生的內容,其實也可以提供給國中生們閱讀,透過這樣的系統,相信能夠幫助更多學生獲得適合的書籍。

來自數感實驗室Numeracy Lab 的賴以威教授則說,能以這些數據的方式解決像是閱讀這樣的人文問題,實在是令人期待又興奮。

究竟,接下來這場馬拉松會帶著學生們跑到哪裡?又會帶他們看到什麼樣的風景呢?更多訊息,歡迎關注比賽官網:https://smartreading.net/contest2021/index.aspx

PanSci_96
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