2017年6月29日 星期四

15歲就拿下《星海爭霸》西班牙冠軍 如今他用神經網絡「訓練」Google翻譯

在Google雇用的眾多科學家中,Oriol Vinyals看起來雖不特別起眼,但Gmail的自動回覆功能,正是出自他手,而最近,他還忙著透過神經網絡,「訓練」Google翻譯;鮮為人知的是,這名優秀的科學家,15歲時,就拿下《星海爭霸》西班牙冠軍,也開啟了他日後的人工智慧研究之路。 ▲Oriol Vinyals談論深度學習的影片。(影片/取自YouTube,若遭移除請見諒) AlphaGo打敗中國棋王柯潔,除了DeepMind公司是關鍵外,旗下許多優秀的員工也是重要關鍵之一,其中最知名的莫過於Oriol Vinyals,他所發表有關《神經情景控制》論文相當重要。值得一提的是,2016年時,他曾被「麻省理工學院技術評論」,評為35歲以下的35名創新者之一。 2▲2016年時,他曾被「麻省理工學院技術評論」,評為35歲以下的35名創新者之一。(圖/翻攝自官網) Oriol Vinyals是Google的研究科學家,之前在Google Brain團隊工作,後來加入Google DeepMind團隊,畢生致力於深度學習技術以及機器學習的研究。 ▲Oriol Vinyals談論機器學習的演講影片。(影片/取自YouTube,若遭移除請見諒) Oriol Vinyals出生於西班牙的巴塞隆納,2007年完成了數學和通訊工程的雙學位的學習。早在那時就興起了想去美國研究人工智慧的念頭。他在卡內基梅隆大學待了9個月,在那完成了學位論文後,就去加州大學聖地牙哥分校獲得了碩士學位,之後在2009年到柏克萊攻讀電子工程與計算機科學博士學位。 博士期間,他曾進入Google實習,那時遇到了深度學習領域的知名專家Geoffrey Hinton並和他一起工作,他加速了對深度學習的興趣。因為在微軟和Google獲得了很棒的實習經驗,從那時起,他就決定要在業界工作。 2013年,他在Google正式工作。一開始將研究興趣集中在語言識別和優化上(強調自然語言處理和理解),這導致了日後開始用「深度學習」解決這些問題和另一些相關問題,這其中就包括最近的『通過數據產生學習算法』的問題。 Oriol Vinyals在加州大學柏克萊分校學習時,協助發明了一個能夠自主進行《星海爭霸》對戰遊戲的人工智慧程式,並以遊戲中的蟲族「主宰」(Overmind)命名,這代表了「機器學習」(Machine Learning)領域的巨大成功。 如今,Vinyals加入了Google人工智慧團隊,研究自然語言翻譯的新技術。有一天,他突然興起了一個念頭 ,決定試試看電腦是否能準確地描述一幅圖像。這也算是一種翻譯,只不過是將圖像翻譯成文字。他表示,「我清楚地記得,我只有改變了一行代碼,將原來的法語翻譯輸入部分,改為輸入一幅圖像。」 緊接著第二天,他向程式輸入了一個熱鬧市集攤位的場景圖像,在攤位旁邊還堆放著很多香蕉。程式處理的翻譯結果描述為,「一群人在市場攤位前買水果。」機器描述的結果相當精確,令他感動萬分。 回憶起當時的情景,Vinyals仍舊非常激動:「翻譯成功了!翻譯結果不是只有簡單的描述『人們在街上』,而是運用複雜的思維邏輯方式,來深度解讀圖像。」 這項技術現已運用到Google圖像搜索(Google Image Search)技術中,幫助用戶在輸入相關的搜索圖片時解析圖像,並顯示出相對應的文字內容。此外,Vinyals還曾和同事開發了一種在Gmail中使用的自動回覆(Smart Reply)的技術,能夠自動地讓電子郵件的做出簡短回覆。 目前,Vinyals加入了位於倫敦的Google DeepMind的團隊後,他正致力於開發能夠在複雜戰略遊戲中自主學習,並最終贏得遊戲的智慧程式,不是依靠死板編碼的遊戲規則,而是賦予程式自主學習經驗的能力。 Oriol Vinyals15歲時,曾著迷於《星海爭霸》,這是款講述3個種族之間鬥爭的遊戲,包括人類、神秘而強大的神族以及異形蟲族。Vinyals玩得得心應手,年紀輕輕就成為西班牙排名第1的玩家。他提到「我知道遊戲會改變我的生命,從那時起我就對人工智慧所著迷。」 Oriol Vinyals指出,《星海爭霸》遊戲可協助未來AI的開發、測試,而且能即時回饋,是很理想的研究環境,因為它是一款即時戰略遊戲,遊戲過程相當複雜且快節奏,被認為是AI與人類對戰的理想戰場。 ▲《星海爭霸》遊戲可協助未來AI的開發。(影片/取自YouTube,若遭移除請見諒) 他指出《星海爭霸》系列遊戲,不但需要玩家制訂長遠戰略、資源管理,同時要在戰場上施展快速控制及靈活的戰技,這類遊戲對AI研究人員來說,是虛擬與現實生活的橋樑,遊戲世界所需要的技能,最終也能用於解決現實生活中的挑戰。 機器人知識庫 【神經網路】在機器學習和認知科學領域,人工神經網路(英文:artificial neural network,縮寫ANN),簡稱神經網路(英文:neural network,縮寫NN)或類神經網路,是一種模仿生物神經網路(動物的中樞神經系統,特別是大腦)的結構和功能的數學模型或計算模型,用於對函式進行估計或近似。神經網路由大量的人工神經元聯結進行計算。大多數情況下人工神經網路能在外界資訊的基礎上改變內部結構,是一種自適應系統。現代神經網路是一種非線性統計性資料建模工具。」

MIT 校友新創鋁水電池遇水發電 水中無人機續航力大增 10 倍 原文網址: https://www.dronesplayer.com/66081/mit-校友新創鋁水電池遇水發電-水中無人機續航力大/

金屬生銹後儲存大量能量,新創科企 Open Water Power 於是發明了鋁水電池,利用鋁合金與海水的化學反應產生電力,專供水中無人機使用,號稱比傳統鋰離子電池提供的續航力多 10 倍! 鋁合金遇水發電 水中無人機多數採用鋰離子電池,然而 Open Water Power 認為這並非最佳選擇,因為電池能量大但密度有限,而水中無人機潛降或浮升時耗用頗多電力,又要以昂貴金屬壓力容器裝嵌,應轉用更加安全、便宜、耐用的能源方案。 Open Water Power 創辦人之一 Ian Salmon McKay 形容,鋁水電池是透過「飲用」海水來產生電力,簡而言之,當海水流進電池的鋁合金部件時,將分離成氫氧離子和氫氣;其中氫氧離子與鋁陽極互動,形成氫氧化鋁,並釋放電子;電子重返鋁合金部件時,就會把能量傳送到電路,繼而為水中無人機供電。 MIT Open Water Power 鋁水電池 Open Water Power 鋁水電池透過「飲用」海水來產生電力。 美軍有意採用 鋁水電池遇水即可發電,水中無人機一旦採用,便可直接由岸邊出發,毋需船隻或潛水艇運送,節省成本。Open Water Power 稱,鋁水電池的電力足夠覆蓋數百哩範圍,可以勘察墨西哥灣水域的所有喉管。此外,鋁合金成本低廉,即使遭海水腐蝕受損亦可隨意替換;生電過程中排出的氫氧化鋁和氫氣均是無害廢物,不會污染環境。 水中無人機潛得更深,續航時間延長,應用方式自然更多,探索沉船殘骸、測繪海床、科學研究、勘探石油、其他軍事任務均可應付自如。美國海軍正與 Open Water Power 合作,擬在偵察敵軍潛水艇用的聲感測器中採用鋁水電池。水中自動系統公司 Riptide Autonomous Solutions 亦將會試用鋁水電池,預計可覆蓋達 1,000 哩範圍。Open Water Power 於 2013 年在麻省理工學院(MIT)發跡,現已為 L3 Technologies 收購,並將會加入 L3 的感應器系統業務。 原文網址: https://www.dronesplayer.com/66081/mit-校友新創鋁水電池遇水發電-水中無人機續航力大/

2017年6月26日 星期一

用於穿戴裝置!日本研發超級薄太陽電池、僅包鮮膜1/3

日經新聞25日報導,日本理化學研究所(理研)的福田憲二郎研究員等人已研發出超薄型、耐用的太陽能電池產品,其厚度僅3μm、僅有一般家用保鮮膜的約1/3,可捲在手腕或是安裝在衣服上、能持續使用4-5年時間。 該款超級薄太陽能電池可應用於健康管理用穿戴裝置的電源等用途,目標在2-3年後實用化,且也考慮安裝在侯鳥身上、進行生態調查等用途。 理研所研發出的有機薄膜太陽能電池的基板採用了具優異防水性的「聚對二甲苯薄膜(Parylene film)」,即便電池整個變形、發電相關部位也不會損壞。 現行有機太陽能電池的基板一般皆採用聚醯亞胺(polyimide)等材質,厚度為數十μm。

2017年6月20日 星期二

污水處理新技術!研究發現尿液燃料電池發電時可同時消滅病菌

據了解今次這個由西英格蘭大學團隊進行的研究項目,獲得了 Bill and Melinda Gates 基金會的資助,其主要目的是研發各種新技術去改善發展中國家的環境。據團隊主管 Ioannis Ieropoulos 表示在研究中他們首次發現 MFC 有能力可以摧毀病原體,亦即表明透過這種技術將可以建立一個更穩定的生物系統,既可以用來處理污水,同時又能發電及阻止病原體通過污水處理網,可說是一石二鳥。 在新研究之中,團隊發現在 MFC 利用尿液進行發電時,過程中可有效減少沙門氏菌的水平。雖則他們暫時只能將病原體數量減少三分之二,並未能百分百完全清除,但今後他們將會繼續改良並努力實現這個目標,同時亦會研究消滅包括病毒在內的其他病原體的可能性。此外據美國國家環境保護局公開的資料顯示,目前美國飲用水及污水處理系統所使用的能源大約佔全國 3% 至 4%,導致每年排放出超過 4,500 噸溫室氣體,由於 MFC 既可以發電又可處理病菌,如這種新技術可以普及應用,將肯定可帶來環保效益。 來源:University of the West of England

2017年6月7日 星期三

德國孩子上完 3000小時幼兒園後,已經會訂計畫、修理玩具...而我們 卻只會吃點心?

看看德國的孩子在幼兒園學什麼,然後再看看我們的孩子學什麼。你會發現有差多遠…! 近年來,越來越多的小朋友在上幼兒園時, 就學拼音、學英語、學數學、 學詩歌、學朗誦、學繪畫、學舞蹈…… 三四歲的時候就被迫放棄了玩具、遊戲, 拿起了對他們來說艱深難懂的課本。 對於一個德國孩子而言, 他們要在幼兒園裡度過將近4000個小時。 在這期間,德國孩子都學到了些什麼呢? 3年中,孩子們參觀了警察局, 學習了如何報警,如何處理遇到壞人的情形, 瞭解警察是用來做什麼的。 孩子們參觀了消防警察局, 跟消防警察們一起學習滅火知識、躲避火災的常識; 參觀了郵局, 看看一封信是如何從家裡到達郵局,又被投遞出去的; 參觀了市政府,認識市長, 看看這個為他們服務的市長是什麼樣子的。 他們去自由市場,拿著錢, 學習怎樣買東西,區別自由市場跟商店的不同。 他們去花圃,參觀花圃的種植,學習分辨花草植物。 他們去看馬戲、兒童歌劇和魔術。 他們參觀圖書館,學會了如何借書、還書。 他們去坐有軌電車,學會記住回家的路線。 他們每週都跟老師去超市買東西,學習付錢,選擇貨物。 櫻桃收穫的時節,孩子們跟老師去採摘櫻桃。 南瓜收穫的時節,孩子們跟老師一起做南瓜湯。 聖誕節,這是最激動的日子, 他們焦急地等待聖誕老人的來臨以及那份神秘的禮物。 聖馬丁節,要跟老師一起糊紙燈, 遊街來紀念這位騎士聖人…… 3年過去了,孩子學會了自己修理玩具, 自己管理時間,自己約會,自己制訂計畫, 自己搭配衣服,自己整理東西,自己找警察, 一個6歲的孩子,生活能力很強。 德國幼兒教育強調兩個方面: 一是事實與環境教育。 這是一種喚起幼兒環境保護的初步意識的教育, 通過觀察周圍環境,訪問不同的機構, 增強幼兒對周圍環境的興趣,直觀體驗自然過程。 通過各種方式讓幼兒接觸自然, 是促進兒童成為環境保護主人的前提條件。 比如讓幼兒認識能量與水的意義, 避免製造多餘垃圾的意義, 或讓孩子們直接參與分揀垃圾等。 二是實際生活與家政教育。 就是通過設計有意義的情境,給孩子以體會, 形成集體生活中必須具備的技能。 如穿衣,熟悉使用各種玩具, 認識每年的重要事件, 掌握家務勞動技能(整理房間、洗衣做飯等), 熟悉交通規則,學習一些儀器使用(收錄機、煎烤箱), 對緊急情況作出反應。給孩子機會,進行模擬練習。 對於一個德國孩子而言, 他們要在幼兒園裡度過將近4000個小時, 經過漫長的探索和改進, 德國提出千萬不要把幼兒園變成學校的理念。 如何運用這4000個小時, 是幼兒園面臨的一個問題, 孩子們要快樂地成長,要學會遊戲, 要學會和小夥伴相處,要做的事情也很多, 他們把教育融合在玩耍中。 在德國很少有孩子不願意上幼兒園, 因為在幼兒園裡,輕鬆自在又有很多小朋友, 為什麼不去呢? 真希望國內的幼教工作者能夠以孩子的需求為教育基礎, 把幼兒園辦成一個孩童自由玩耍的地方, 而不是學校,把學校和幼兒園區分開來。 說到底, 幼兒園應該是孩子們快樂玩耍的地方, 過早地開始文化學習, 孩子們的童年就被過早地剝奪了。

2017年6月2日 星期五

可印刷且可延展的軟性電池技術能夠讓人們穿戴的衣物和可延展的LED顯示器自帶電源…

可印刷且可延展的軟性電池技術能夠讓人們穿戴的衣物和可延展的LED顯示器自帶電源… 美國加州大學聖地牙哥分校(University of California at San Diego;UCSD)的研究人員最近開發出可自供電的穿戴式裝置,採用了最新「鋅-銀-氧化物」配方的充電電池技術。 20170602_battery_NT02P1可延展的電池(圖中T恤上的‘NANO’字樣)能印製在任何織物上,甚至拉伸至原有尺寸的2倍,而不至於影響電池儲存容量、電流傳送或充電能力 (來源:UCSD) 研究人員們在《先進能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊中詳細介紹了這項電池技術——「全可印刷、可伸縮的鋅氧化銀(Zn-Ag₂O)充電電池以超彈性黏合劑實現自供電穿戴式電子」(All-Printed, Stretchable Zn-Ag₂O Rechargeable Battery via Hyperelastic Binder for Self-Powering Wearable Electronics)。該論文作者包括UCSD教授Shirley Meng、Joseph Wang,以及博士研究生Rajan Kumar、Jaewook Shin、Lu Yin與Jung-Min You. *印著‘NANO’字樣的可延展軟性電池用於讓下方的LED發出綠光 (來源:UCSD)* 該技術是以Shirley Meng去年所進行的「在鉍物質上沉積氧化鋅(ZnO),實現可充電的鋅基水性電池」(Deposition of ZnO on bismuth species towards a rechargeable Zn-based aqueous battery) http://smeng.ucsd.edu/wp-content/uploads/Deposition-of-ZnO-on-bismuth-species-towards-a-rechargeable-Zn-based-aqueous-battery1.pdf 研究為基礎。根據她的觀察,鋅基電池能與電池內的液體電解液發生反應,因而產生不需要的鋅鹽,當這些鋅鹽達到一定的濃度時,就會造成電池短路。 Shirley Meng同時也是UCSD可持續發展電力和能源中心主任。她在實驗中嘗試不同的配方後發現,在電池中添加氧化鉍有助於避免形成鋅鹽,從而打造出具有使用壽命長以及可充電的氧化鋅電池。此外,添加氧化鉍的方式也適用於下一代的鋰氧電池。 20170602_battery_NT02P2Rajan Kumar是該研究論文的作者之一,帶領該團隊讓這項技術實現商業化。 (資料來源:UCSD) Shirley Meng的研究發現讓Joseph Wang的研究團隊得以製造出可拉伸且能印在織物上的氧化鋅電池,為衣物提供可再充電的電源,從而實現具有自充電LED顯示器的穿戴式裝置。 研究人員證實,在T恤上印刷形成‘Nano’字樣的氧化鋅電池,能夠為綠光LED供電。 鋅氧化銀墨水在混合異戊二烯(橡膠的衍生物)和苯乙烯後更加耐用,使其得以被拉伸至原有尺寸的2倍,而不至於變形或影響輸出。然而,其容量僅有鈕扣電池的五分之一。 但電池的厚度大約是鈕扣電池厚度的十分之一,採用標準絲網印刷進行製造的成本更低,當然也更易於應用在可伸縮織物上。根據該團隊表示,以雙組合(由於每個電池僅產生1.5V,因而需要2個電池才能為3V LED充電)進行印製時的成本約為0.5美元,相形之下,可充電的鈕扣電池成本高達5美元。 為了能以更低成本超越鈕扣電池,研究人員接下來計劃提高電池的功率密度,嘗試以各種不同的配方進行實驗,以及重新調整鋰離子電池、超級電容器和太陽光電電池的配方,以實現可延展性。他們還計劃使其得以印在可應用於皮膚的透明基板上。 該研究計劃將由全球企業家研究所(Institute for the Global Entrepreneur)營運的UCSD新技術加速器提供贊助,該機構並負責管理美國國家科學基金會(NSF)的創新團隊(I-Corps)計劃。

方便性、能量密度、安全性、應用場景等各方面表現都更優異的奈米液流電池最終能打敗鋰電池嗎?

  當莫妮卡開著她的電動車前往母親家時,車上的電池指示器顯示需要重新充電。她在一個充電站停下來,在加油站刷了信用卡,把噴嘴插入車內,並在5分鐘內將400升用過的奈米液體換成新的。在她等待的過程中,一輛油罐車開過來為充電站補充燃料,交換數萬升充滿電的燃料。莫妮卡關上她的電動車的加油...