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善用城市道路熱能

thisbigcity城事
・2013/04/10 ・645字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

credit: CC by hyperboreal@flickr

市中心的黑色柏油路向來會吸熱,導致市區夏季格外炎熱、令人不適,美國麻州Worcester理工學院為此開發特殊管線技術,希望保存這些熱能,轉為其他用途,可能讓都市街道轉變為巨大太陽能收集裝置。

研發概念很簡單,柏油吸收太陽熱能後,即可為埋在地表下幾公分的水管加溫,藉由水源不斷流動,不僅能冷卻柏油、延長道路壽命,亦可提供熱水民用或發電。

開發原型使用銅管測試後,柏油平均可降低約攝氏十度,研究下一步將試驗其他管線材質,柏油內也會混雜各種傳導物質,希望改善整體吸熱比例。

領導研究的土木與環境工程系副教授Rajib Mallick表示,「初步成果為這項概念立下相當穩固的基礎,可能是未來可再生能源的重要管道」。

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但這項概念仍有缺陷,在道路下方裝設與維護管線可能所費不貲,也尚未精算潛在報酬。

太陽能專家Tim Anderson為奧克蘭科技大學機械工程資深講 師,他表示,「這項設計似乎很合,用水吸收道路熱能,儲存後另做他用,例如傳送至建築物」,但他懷疑在多數情況下,水溫是否足以符合投資報酬率,建議這套系統應運用在溫度不需太高的特定用途,例如機場跑道或道路除霜,他認為「這套系統若能幫助提高產能,就可能符合經濟效益」。

 

本文其他語言版本: 英語

轉載自 This Big City 城事。作者:Ian RandallGreen Futures),本文原載於獨立永續專業團體「未來論壇」雜誌《Green Futures》。

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thisbigcity城事
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《城事》為永續城市部落格,長期發掘關於建築、設計、文化、科技、運輸、單車的都市創新構想,曾數度獲獎。《城事》網羅世界各地城市生活作者,文章曾發表於Next American City、Planetizen、Sustainable Cities Collective、IBM Smarter Cities等網站。《城事》遍尋全球,在世界奮力邁向永續的時刻,呈現城市帶來的種種機會,力求保持樂觀,但不忘批判。

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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太陽能板沒地方鋪?世界第一條「太陽能路」開通!
PanSci_96
・2016/03/11 ・1025字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 567 ・九年級

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

文/王昱夫

世界第一條「太陽能路」開通了!不是小說裡的情節,也並非科幻電影的噱頭,真真實實由太陽能板鋪成的腳踏車專用道 2014 年 11 月 12 日正式於荷蘭啟用!

太陽能車道由 Imtech 公司與北荷蘭省(Noord-Holland)合作,座落於克羅莫尼(Krommwnie)這個以油布工廠及美麗風景著稱的城鎮。因應近年來日益增加的能源需求並期望提高再生能源使用的比例,太陽能路將會直接與國家電網連結,提供當地居民用電。這段劃世紀的太陽能路造價 370 萬美元,全段有兩線車道,其中一側車道鋪設有 2.5 × 3.5 平方公尺的組合磚,組合磚以水泥為基底,上方覆蓋太陽能電池並以 1 公分厚的半透明強化玻璃保護;另一側車道則沒有加裝太陽能板,單純作為測試表面材料之用。

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太陽能路
圖片來源:撰稿團隊取自phys.org網站

太陽能路,正要起步

太陽能電池的最基本構造,是由兩塊摻了雜質的矽所組成,根據摻入的雜質不同(雜質的電子組態與矽不同),可分別構成「n-半導體」與「p-半導體」兩種材料;兩者組合後,電子會傾向由 n-半導體往 p-半導體跑去和電洞結合,電洞則反之,它們的移動在內部形成一電場。而當系統吸收光子,會讓在 p-半導體上的電子再度與電洞分離(電荷分離)回到 n-半導體上,此時便產生ㄧ個電位差,足以提供能量。

在這條太陽能道路的三年測試期中,研發團隊希望能收集到許多在實驗室裡測試拿不到的數據,同時,也根據這些數據對太陽能車道進行效率優化,因應不同時段的日照強弱、考慮空氣污染、嘗試新的太陽能科技(如薄膜太陽能電池)來提升整個系統的效能。

儘管有人會說,比起裝設在屋頂上的太陽能板,太陽能車道的產電效能少了將近 30%耶,那豈不是很不划算?但考慮道路比起房屋具有更廣的面積,未來若能將太陽能路的技術擴展至更廣的路線範圍,其總體貢獻量絕對是不容小覷的!

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努力不浪費任何能量

另外值得一提的,在落實「以路面獲取能量」這個概念上,除了運用太陽能板外,也有公司嘗試發展道路熱電系統,希望可以將柏油路面的熱轉換為電力輸出,兼具路面降溫及額外發電的功能,在大面積鋪設條件下,對於小地區自給供電的目標似乎是可以期待的!

短期內,像是太陽能車道、熱電車道等等要普及化尚有種種技術困難,但再生能源的研究發展仍然值得投注努力;面對石化能源日漸枯竭的命運,科學研究不能未戰先逃。

(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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