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人造海鷗! Ultra-realistic bionic bird

Scimage
・2011/04/15 ・296字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 485 ・五年級

如果看過海鷗的飛翔,一定會為了牠們可以輕易的在空中停留飛翔讚嘆,那樣的飛行幾乎不費力。現在有公司把海鷗的飛行能力帶到人造的鳥類機器人上了。

利用仿海鷗外型跟傳動方式,在飛行的時候能像海鷗一樣改變翅膀的取向,讓氣流產生非對稱性的流動,也加上大的尾翼來穩定控制方向,同時因為大的活動翅膀,也更能利用周圍的氣流來滑行。這樣栩栩如生的人造海鷗模擬生物的航空設計,因為更能利用氣流跟自然演化出的流線設計,或許有一天可以發揮更多傳統固定機翅跟螺旋槳所達不到的效率。

本文原發表於科學影像Scimage

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機器上放包「綠乖乖」就能保佑運轉?為何放「黃乖乖」就母湯?——《臺灣都市傳說百科》
蓋亞文化_96
・2021/08/26 ・2893字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

  • 作者/楊海彥, 謝宜安, 阮宗憲, 臺北地方異聞工作室 

聽說必須在機器上擺放乖乖,機器才會乖。乖乖必須是綠色的,要是擺錯,機器就會出事……

圖/©臺灣都市傳說百科 / 楊海彥、謝宜安、阮宗憲 [臺北地方異聞工作室] 作 / 葒 插畫 / 蓋亞文化出版

零食「乖乖」已經成為機房中不可或缺的重要物品,有時還是被准許進入機房重地的唯一食物。這是因為,人們相信「乖乖大神」可以保佑機器乖乖運行。網路上流傳著一些經驗,告誡人們必須擺放乖乖:曾經,某個新來的職員不小心把放在機器上的乖乖當零食吃了,這害得公司裡其他人大驚失色,告誡他「不可以拿機器上的乖乖來吃」。果然,乖乖被吃的這日下午,機器就故障了好幾次……除此之外,也有「某天機房大當機,所有機器都故障,只有放了乖乖的那個機器順利運行」的事情發生。

「在機器上放置乖乖」有一些規矩:首先,只能選擇奶油椰子口味的乖乖,因為奶油椰子口味的綠色包裝,代表機器順利運作時亮的綠燈。要是放錯成黃色的五香乖乖,或是紅色的巧克力乖乖,則機器很可能會故障。其次,乖乖不可以過期,要是過期了而沒有替換,也會使乖乖無法順利發揮效果。最後,乖乖當然不能吃掉——那是對乖乖大神的冒犯行為,容易招致慘劇。

綠色乖乖遍布臺灣各地,只要是機器存在的地方,無論是最常見的電腦機房,或是錄音室主機,甚至是提款機,都會出現乖乖的身影。乖乖創立於一九六八年,在那之前,顯然不可能有此習俗。那麼,這一新興習俗是從何時開始的呢?

「機器放乖乖」最早的公開記載,可能是二○○三年的副刊文章〈怕當機?來,放一包乖乖〉。這篇文章討論了許多降伏電腦的神祕儀式,也提到了「台灣許多企業的機房,常在伺服器上放上一包乖乖,藉此降低伺服器的故障機率」。看來這時放乖乖的習慣,已經流傳了一陣子。可能在一九九○年代末,已有此習慣。二○一一年新聞〈明新機房 供奉乖乖防故障〉報導的細節佐證了這一點:明新科技大學的電算中心因「謝絕飲食,卻在機器上放置乖乖」而被報導,受訪的電算中心盧主任說他「從讀博士班就在研究室擺綠色乖乖」,因此接任後,也在電算中心內放置乖乖。從盧主任的學歷與經歷推算,「機器放乖乖」的行為,一九九八年前已存在於交通大學中。

二○○四年後,「機器放乖乖」的相關報導增多。二○○四年二月總統大選前,戶政事務所正忙著造冊,因為擔心電腦在緊要關頭當機,將乖放在電腦前面。除了電腦以外,乖乖也被認為對提款機有效。二○一一年基隆某銀行有一台自動櫃員機常故障,維修人員因此在機體內放置兩包乖乖。這兩包乖乖卻因為維修時被拍照上傳,引起熱議後被迫移除。除了用來鎮壓機器以外,乖乖也被延伸出其他妙用。例如二○一四年的《自由時報》報導,雲林虎尾警局因境內發生兩起重大死亡車禍,有人提議擺放代表「綠燈行」的綠色乖乖求平安,局內因此擺放了五包乖乖。然而據說,某天巡官開了一包乖乖解饞,隔天就發生一起死亡車禍。

五香乖乖造句包放在輸送帶上,祈望降低輸送帶故障率、增加產能;但黃色包裝的乖乖形似黃色警示燈,可能會有反效果。圖/Wikipedia

乖乖有時被尊為真理,有時被斥為迷信。傳說違反乖乖禁忌的最大一次懲罰,發生在二○○九年:二○○九年一月三日,桃園機場移民署的境管電腦大當機,當機持續三十六小時,使得移民署被迫進行人工作業。此事備受批評。一名暱稱為「生魚片」的網友,數日後在社群網站噗浪上講述了「一個血淋淋的乖乖事件」:負責移民署電腦維修的外包廠商在交接之時,因為預期將要離開,順手吃掉了機房裡的乖乖。這則個人記錄,使電腦大當機事件因乖乖而染上神祕色彩。或許事件發生只是巧合,但時機之湊巧,太像乖乖大神的神蹟。

違反乖乖禁忌的嚴重性,常使人感覺「寧可信其有,不可信其無」。這就是乖乖大神存在的原因。若是有人質疑乖乖只是迷信,工程師就會出面告誡:是真的有用,你遇到就知道。在這個科技時代,與「電腦故障」的後果相比,買乖乖求保佑成本低又輕鬆,哪怕只是萬分之一有用,也值得一試。可以說,本來就存在著「祈求電腦運作順暢」的人心需求,乖乖剛好填補了那個需求。前面所提二○○三年的副刊文章〈怕當機?來,放一包乖乖〉,提到了眾多祈求電腦順利運行的祕法:一位研究生會在開機時片刻不離,他相信電腦只要離開視線就會當機;某處室將維修人員的照片放在經常卡紙的印表機上;一位大學生會在開機時安撫電腦「今天要乖乖工作喔」……這些都與放置乖乖有異曲同工之妙。除此之外,「電腦符咒」也是一種做法:二○○四年報導,不少上班族在電腦上貼「永不當機」符咒保平安。二○一三年的東森新聞也提到,宜蘭殯葬所管理處辦公室中,貼著「可愛的電腦乖乖」符咒,貼了好多年。

電腦在一九九○年代大量進入人們的生活,很快地,各種文書工作都從紙本進化成電子。無論是公家機關,或是私人企業,電腦都在其中扮演極為重要的角色。但是與人們朝夕生活的電腦,以人類長遠的歷史來說,其實是十分嶄新的科技。而電腦的不安定性,也讓人們對它極為頭疼。或許正是因此,才有了放乖乖的祕技。只要人們還無法解決「電腦無端故障」的問題,乖乖大神就會繼續存在。而人們要讓電腦不故障,簡直是不可能的。

因此乖乖大神仍存在於今日,成了無神的科技領地中,最有影響力的神。二○二一年,《BBC》撰文報導臺灣「乖乖作為幸運符」一事。顯然乖乖迷信,已經成了臺灣這塊科技與信仰之島上,美麗而獨特的文化現象。

參考資料

1. hayate43,〈關於乖乖大神的真人真事〉,mobile01 論壇,二○○八年七月二十七日

2. 蕭翔鴻,〈怕當機?來,放一包乖乖〉,《中國時報》,二○○三年八月十九日,第 E6 版

3. 王慧瑛,〈明新機房 供奉乖乖防故障〉,《聯合報》,二○一一年一月二十日,AA4 版

4. 盧裕溢,〈正溫度電阻係數熱敏電阻器的製程與電性〉(國立交通大學電子工程學系博士論文,一九九八年)

5. 鄭文正,〈乖乖拜電腦 選舉人造冊別當機〉,《聯合報》,二○○四年二月二十日,B2 版

6. 邱瑞杰,〈提款機別當機! 內藏乖乖鎮壓〉,《聯合報》,二○一一年十月二十八日,A16 版

7. 廖淑玲,〈有「擺」有保庇?5包乖乖讓車禍絕跡〉,《自由時報》,二○一四年七月八日

8. 沈旭凱,〈電腦符咒 祈求不當機〉,《聯合報》,二○○四年八月六日,B1版

9. 戴志堅、黃書葦,〈保佑「電腦要乖乖」 宜蘭縣殯儀館貼滿符咒〉,《東森新聞》,二○一三年十一月二十八日

10.〈乖乖好神傳奇〉,蘇老碎碎念,二○○九年一月九日

——本文摘自《台灣都市傳說百科,2021 年 8 月,蓋亞文化

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蓋亞文化,記憶與想像的國度。成立於2001年,致力於挖掘、出版台灣與香港、中國的華文原創作品,同時也譯介歐美日韓書籍。 2009年起,新增圖文漫畫品牌(原動力出版),透過圖像說故事,累積原創漫畫能量。 不論是文字作品或圖文漫畫,我們期許透過精準選書與合宜的編輯行銷,提供讀者多元題材的閱讀樂趣, 在作者與讀者,個人與社會,這個世界與其他世界之間,扮演文化傳遞者的角色。

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《攻殼機動隊》中的世界是我們的未來嗎?
火星軍情局
・2017/05/29 ・3072字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 545 ・八年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

圖/IMDb

《攻殼機動隊》的背景是不久的將來,人們已普遍將身體器官用人造的「義體」代替,甚至將大腦與具有連線功能的電子腦整合,但同時也產生令人匪夷所思的犯罪型態。日本政府成立「公安九課」來因應,其中女主角「少佐」草薙素子全身都是軍用義體,只保存原來的中樞神經,是戰力最強的一員。

先不談攻殼機動隊裡特有的美感與哲思,它也是很多人眼中「硬科學」動漫的代表,特別是預測人與機器結合成為生化人時,科技對個人與社會的影響。大腦大概是已知宇宙中最複雜的機構,是我思故我在的中樞。大腦能與外界,甚至與別的大腦直接連線嗎?這樣的科技對人和社會有什麼衝擊?

連線的大腦

想知道頭殼裡在幹什麼嗎?難啊。圖/IMDb

想知道頭殼裡在幹什麼嗎?難啊。目前比較常見的例子是利用環繞頭顱的天線接收腦部思考時放出的腦波(稱為 electroencephalogram),觀察腦活動的區域,從而判斷人的意圖。這樣不需動任何植入手術,就可以用來念力控制義肢,空拍機,甚至蟑螂。懷疑嗎?看下面的影片。

可惜這個辦法解析度太差,速度又慢,所以只能做簡單的遙控。最好還是得把一捆電纜插入腦中,就像《攻殼機動隊》和《駭客任務》裡面的人腦袋上都有電纜插座。如果可能,最好電纜裡的每一根電線都接到各個腦細胞。不過人的大腦裡有一千億個細胞,這麼大一捆電纜放到腦袋裡一定會扭傷脖子吧。現在的技術還沒到這個等級,下面這個轟動一時的影片中,這位癱瘓的女士會用念力操作機械手臂,她不過被植入 96 個電極而已。

這個辦法不但可以送出信號,還可以接收外界資訊。現在越來越普遍的人工耳蝸就是將麥克風收到的音波轉變為電子訊號,同樣的原理也可以應用在視覺,只是這資料量大又複雜,目前技術還不夠成熟,想要擁有像「公安九課」裡的巴特那樣的義體電子眼還要再等等。

如果資訊可以直接送到腦中負責思考的區域,這將是人類歷史上的轉捩點。未來會有類似《駭客任務》的情節,下載武功祕籍到腦中就變成武林高手,傳到腦中的資訊可以不只是知識,而是別人已經消化的理解,傳統的教育制度慢慢失去了意義。一開始或許會有人抗拒這個非常不自然的技術,但是拒絕人腦連線的人相形之下將會笨到不行,在歷史的洪流中被徹底淘汰。

用念力來傳達意念應該要比 1995 年動畫電影《攻殼機動隊》裡的這種機械打字手好用多了吧。

全身義體化

圖/IMDb

故事中的女主角「少校」草薙素子自幼即被全身義體化:她的中樞神經和人造的軀體整合,成為半人半機器的生化人。原則上這樣的設計並不是不可能,甚至可以因為整個脊椎大面積的暴露在腦機介面的電極上,可更有利於人機的整合。不過問題是要怎麼讓嬌滴滴,高耗能的神經系統在體外活下去,又不被感染?看起來不是個好主意。

非要這樣「機械戰警」式的生化人嗎?義體應該會侷限於傷殘人士,一般健康的人不需要這麼麻煩。當然以後或許會有人願意有連身的腦控超級動力服,或就像蜘蛛人裡面的「八爪博士」一樣,多了好幾隻手。

麻省理工學院研究人員設計的隨身「幫手」,這個版本並不是用腦波遙控,而是希望機器手臂聰明地猜到主人的心意。圖/Ackerman E. Here’s That Extra Pair of Robot Arms You’ve Always Wanted. IEEE Spectrum. 2014。

記憶拼圖

動漫中的垃圾車司機被修改記憶,變成可怕的殺手;電影中的草薙素子被植入假的幼年記憶,讓她打從心裡痛恨壞人。似乎故事中的記憶可以像硬碟裡的資料一樣,可以隨意更改。這可能嗎?

人的記憶是儲存在大腦神經元細胞互相聯繫的樹狀突觸的組合。很難相信這麼複雜的腦細胞突觸網會一夜改變,所以電腦中更改記憶的情節就不可能發生了嗎?這倒未必。攻殼機動隊那時的人腦已經和電子系統連線,很可能會把記憶存在植入腦中或遠在雲端的電子記憶體中。問題是,如果真的有人駭進這個系統,就可載入錯誤的記憶,甚至進而改變人的個性。電子腦會大幅增加人的記憶,但也會衍生出許多問題。

該何時植入電極呢!

因為這些革命性的技術,未來的社會會變得很奇怪,很奇怪。

如果人腦介面也有「摩爾定律」,每年資料傳遞速度增加一倍,那麼問題來了:你今年雖然動手術植入了最新版的電極,但將會比明年植入電極的人慢一倍,就是你明年會比人笨了。不是笨一點,而是每年縮水一半!你也不能每年動手術換新電極,先別說花錢傷身體,腦細胞和電極接合也要花時間,不是有錢任性就好。你該什麼時候動這手術?今年、明年,再等兩年?

要解決這個問題,可能要藉助 Iain  Banks 的科幻小說 Culture 裡的「神經蕾絲」(neural lace):一種注射到腦內便轉化為電極的物質。2015 年曾有科學家把尼龍包裹的微小電線網注入老鼠腦內,結果老鼠不但沒死,還真的能讓科學家測得腦內活動的信號。最近 Elon Mask 也剛開了一間發展神經蕾絲的公司,成為轟動一時的新聞(但這不是第一間神經蕾絲的公司)。也許未來的神經蕾絲可以包含改造過的幹細胞,注射入頭顱內就帶著金屬蕾絲在大腦內生長,隨著時間慢慢自行擴充,或可解決這問題。怎麼?你問這活的神經蕾絲會不會失控致癌?這個厚~~不要問這題,下一題。

日前成功用在老鼠身上的「神經蕾絲」。圖/Liu J, Fu T-M, Cheng Z, Hong G, Zhou T, Jin L, et al. Syringe-injectable electronics. Nat Nano. 2015 Jul;10(7):629–36.

超級「同溫層」

當腦可以直接連線的時候,大家都用心電感應傳達意念,在科幻小說中這叫做蜂群意識(hive mind),這時候的人幾乎成了一個新的物種,徹底改變了個人的思考方式和社會型態。不論是神話故事或是科幻小說,這樣的物種似乎都同心協力,活在和諧的社會裡,但將來真的會這樣嗎?

未來如何難以得知,只好以現在的社會當作參考。今天的人雖然沒有人工第六感,但行動科技和社群媒體已經把每人每刻緊緊連結,知識與新聞以高速在人群間流動。資訊量雖大,但人總是篩選自己所喜愛的朋友和消息,就形成了「同溫層」。平時還好,一旦有一天遇到意見不同的人,大家唯一知道的解決方法就是對抗。

人畢竟不是電影《戰爭遊戲》(Ender’s Game)裡面受女王控制意識的外星蟲族,未來就算有了人工第六感,也沒有人會放棄自己的資訊自主權,人們會和現在一樣地物以類聚,在巨大的腦海網路裡構建了心心相印的同溫層,幾乎感覺不到其它的同溫層存在。但是當不同的同溫層開始碰撞的時候。未來的人們會怎麼處理呢?有點擔心。

但是或許也不需要過度擔心,即使技術、資金全都到位,我根本不知道要怎麼在道德、法律允許的範圍內在一般人身上測試人腦連線。沒有開始,後面的就更別提了。

參考資料:

  1. Grau C, Ginhoux R, Riera A, Nguyen TL, Chauvat H, Berg M, et al. Conscious Brain-to-Brain Communication in Humans Using Non-Invasive Technologies. PLoS One. 2014.
  2. Science ACMCM. Elon Musk Isn’t the Only One Trying to Computerize Your Brain. WIRED.
  3. Pandarinath C, Nuyujukian P, Blabe CH, Sorice BL, Saab J, Willett FR, et al. High performance communication by people with paralysis using an intracortical brain-computer interface. eLife. 2017.
  4. Clausen J. Man, machine and in between. Nature. 2009;457(7233):1080.
  5. Mayford M, Siegelbaum SA, Kandel ER. Synapses and Memory Storage. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012;4(6):a005751.

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「可以看我,不要看QR Code嗎?」—擴增實境的辨識,科幻成真的最後一哩路?
PanSci_96
・2016/03/08 ・1890字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

目前擴增實境運用在日常生活還十分稀少,圖為使用GPS定位系統作為辨識工具來指路。圖/flickr @plantronicsgermany
目前擴增實境運用在日常生活還十分稀少,圖為使用 GPS 定位系統作為辨識工具來指路。圖/flickr @plantronicsgermany

文/曹盛威 | 國立交通大學教育所科學教育組

擴增實境,指得是將虛擬物件投射至現實中的技術,像是「遊戲王」中的立體影像裝置(去年已有神人完成決鬥盤與投影系統),或是去年的 IKEA 型錄,不過這只是一部份。

擴增實境的物件不一定是 3D 立體影像(只是最多人用,也較有互動性),其原始概念是在你眼前加入現實中沒有且可以即時互動的虛擬訊息,比如上面的血量、防禦、時間,或是將準星對到隊友身上跑出隊友的相關資訊。

前些日子一度爆紅的 google glass 已能讓擴增實境在真實世界中顯示虛擬訊息,但還有一個功能並不完善,那就是直接在真實物體上顯示正確的虛擬訊息。以CS的遊戲畫面來說,就是我們還無法讓準星(鏡頭)對準隊友(真實物體)後正確顯示相關資訊(虛擬物件)。

為什麼不行?人與機器在辨識物體上的差異

心理學將人辨識物體的方式分為「由下至上」與「從上到下」這兩種模式(注意,接下來的敘述富有無聊的哲學意味)。

「由下至上」指的是我們先是辨認出各種「特徵」,根據這些特徵進行辨認,這是一種被動的處理方式(也可以說,較為客觀)。例如:看到一個有著四條腿、毛茸茸還搖著尾巴又汪汪叫的東西,我們便能說這是一條狗。

「從上到下」則反過來,透過「情境」採取主動詮釋的方式(較為主觀),依據內心的期望來對接受的訊息進行解釋。比如在吧台上,擺著兩大罐開過的高粱以及一整排裝滿透明液體的 shot glass,你馬上認定這透明液體就是高粱,但實際上你並沒有足夠多的資訊來辨認;如果把 shot glass 換成平常的玻璃杯,旁邊也沒有任何高粱酒瓶,你或許就會認為這只是一杯白開水。

辨認就是識別出「特徵」與「情境」這兩件事。對人來說,辨識是兩種過程交互進行的結果,但對機器就不是這麼一回事了,機器只有識別「特徵」的能力。因此同一物體只要看起來不一樣(換個角度或是光源不一樣),機器就會有判別上的困難。

解決方法-識別碼與機器學習

IKEA 的型錄影片中,我們可以看到使用者將 IKEA 型錄放在地上,device 偵測型錄並顯示相對應的虛擬物件,這就是「識別碼」的概念(QR Code、二維條碼、RFID 等技術)。既然機器只能辨識「特徵」,就為現實物體安上一個機器能夠明確辨識的識別碼,這樣問題就迎刃而解了!

不過這樣的方法治標不治本,主因是「想要在哪裡顯示虛擬物件,就要在那裡找到 QR Code」,想一下賽亞人偵測戰鬥力時,還要跟對方說「抱歉我找不到你的 QR Code」,實在是很不直覺又不帥氣阿!

但識別碼仍當前是解決辨識問題最常使用的方法,不只是電腦容易判讀,對人來說也容易製作。識別碼的相關技術也還在持續發展中,比如用紅外線感應的隱形識別碼,可以讓真實物體不會再有醜醜的條碼。

而另一個方法是讓機器也能搞懂複雜情境的能力,這涉及到已經被科幻小說寫到爛的人工智慧。而在工程領域,「機器學習」正是嘗試讓機器也能玩閱讀空氣的跨領域學科,但不要忘了機器基本上還是只有辨識「特徵」的能力,機器學習只是將複雜的真實情境簡化成機器能辨識的特徵。

所以該如何讓機器進行學習?其實跟人的學習一樣,不外乎是從經驗中(數據)找出共通點,並作為之後判斷的標準。比如說你跟朋友約見面,朋友經常晚十分鐘才到,那下次約見面時你就會去衡量自己要不要準時赴約,如果把他寫成機器邏輯,那會是「跟別人約見面要準時,但如果是你朋友的話,可能要晚十分鐘才對。」(如果對這部分有興趣,可以參考深度學習──人工智能的現在與未來)。

是最後一哩路?還是走不完的一哩路?

Microsoft HoloLens。圖/flickr @Microsoft SwedenMicrosoft HoloLens。圖/flickr @Microsoft Sweden

擴增實境從提出至今也過了二十年,許多成像與體感操作技術都在突飛猛進,但在辨識技術上卻沒飛的那麼快,這也使得擴增實境的運用大多還是在娛樂媒介上面,像今年 E3 展上,Microsoft 開發的 hololens,把 Minecraft 的世界直接投影在會場上並用體感進行操作;但在日常生活中,辨識技術的不足將使得擴增實境的便利性不佳,如果帶 google glass 還要找商品條碼才能看到價格,我為什麼不直接看櫃子上的價格告示牌呢?

人類技術能不能突破機器辨識上的落差,成為這最後一哩路最重要的關鍵,究竟這真的是最後一哩路,還是走不完的一哩路,還有待那些資料科學家們來為我們解答。

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威
審校:陳妤寧

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