2018年5月19日 星期六

The Internet of Trash: IoT Has a Looming E-Waste Problem. Robotic System Leads to Mass Assembly of Nanostructures


By 2021, the world will generate 52.2 million metric tons of e-waste globally per year. The Internet of Things will make the situation far worse if we don’t change the way we design and build electronics.
A lack of forethought will leave us with a mountain of obsolete devices and no way to dispose of them
SPECTRUM.IEEE.ORG



Robots are much better than humans at assembling objects and devices at the nanoscale. This new robotic assembly system could be a game changer for nanoscale research and lead to large-scale nanotechnology manufacturing.
A precursor to molecular nanotechnology, the robotic system is already poised to be commerically available
SPECTRUM.IEEE.ORG

2018年5月9日 星期三

洪士灝書評:The Power of Computational Thinking【思考的演算】





洪士灝




常有人問我,運算思維是什麼?

其實智慧電網就是一個與運算思維極其有關的議題。

運算思維不是三言兩語能講清楚的概念。講得太淺薄,聽者覺得沒什麼了不起,就像每個會用手機上網的人都知道行動運算和雲端服務是什麼;若是深入技術面,談系統架構、算實際數字,聽眾可能受不了。所以,要解釋清楚運算思維沒那麼容易。最近市面上出了幾本關於運算思維的書,有興趣的朋友可以去找來看。


有家書商日前出版一本名為【思考的演算】的書,出書之前給我看原文書和譯稿,希望我寫書評。原文書名為The Power of Computational Thinking,我看了之後認為值得推薦,而且希望藉此機會談談個人的看法,所以就寫下了書評。在此公開報告,寫書評唯一的所得的報酬是一本贈書,應該沒有兼職圖利書商的意圖和作為。

書評:

思考的演算(computational thinking),也稱計算思考或運算思維,是當前我們很希望融入教育、改良產業,讓社會更進步的重要技能。電腦已經大幅改變了這個世界,但還有更多、更大的改變正在發生之中,因為對現代社會的人們來說,計算的能力已經無所不在,但如何利用這些隨手可得的計算能力來強化思考、解決問題,難道只有少數懂得寫程式的人才行嗎? 事實上並非如此,近年來用計算思考來解決問題的門檻已經大大地降低了,而廣義的計算思考更是擴大問題的範疇到社會的各層面,涵蓋了教育、產業、消費、娛樂,乃至於改變我們學習、工作和生活的方式。

因此,許多國家都在提倡計算思考,甚至將之列入中小學課程。然而,我們要如何學習和應用計算思考呢? 非學會寫程式不可嗎? 其實,理解計算思考的方法很多,透過寫程式與電腦互動是最直接有效的方法,但寫程式這件事情並不是計算思考的全貌,好比學會寫字並不代表能寫出一篇好文章,而且文字只是諸多創作的方式之一,繪畫、音樂、舞蹈、戲劇也都是創作展演,除了通曉技能之外,創作者的素養也是極為重要的。從某個角度看,計算思考也是一種創作,把想法透過計算的形式呈現出來,但創作者必須理解計算、駕馭計算的工具,才會產生出好的作品。

究竟什麼是計算思考?這是一個非常難回答的問題。如果讀者先翻到【思考的演算】這本書的最後一章,會讀到一些非常抽象的概念,包括演算法思考、計算模型、科學思考、抽象化、通化、拆解、評估、創造力,但可能在讀完這一章後對這些抽象概念仍然非常模糊。很多會寫程式的人對計算思考也是一知半解,因為對於現代電腦如何做好工作,缺乏系統性的理解。

我認為,廣義的計算(computation)不只是算術,而是包括所有能夠用電腦(computer)完成的工作。這樣的定義有點弔詭,因為如果我們把電腦定義為做計算的東西,那麼就成了循環定義,但我想強調的重點在於現代電腦能夠完成的工作,遠遠超過一般人所理解的計算,也遠超過數學所關切的範疇,與其定義電腦,不如直接去認識電腦以及電腦能做的事情。所以我建議學生在學習計算思考的時候,除了由下而上從基本的演算法和程式邏輯學起,最好也由上而下去看看現代電腦能夠做什麼,理解如何能做到那些事情。透過研究思考個案把上下融會貫通起來,才能真正體會計算思考的內涵。

國內現在有很多教程式設計的地方,也有不少創客(maker)的社群和教材,但是非常缺乏由上而下從問題導向去探索計算思考的科普教材。本書的出現,對於我們提倡計算思考的教育工作者,如同一場及時雨。作者藉由豐富有趣的個案引人入勝,介紹現代電腦能做的事情,並且引領讀者去探索電腦如何能做到那些事,由這些個案呈現出解決問題的方法,歸納出關鍵的計算思考,這是我樂見的教學法。每一章的個案,都有助讀者理解某些有助於解決問題的計算思考法則,而本書的十件個案,極有系統地逐步涵蓋重要的計算思考法則,因此我非常樂意推薦這本好書,給想體會和運用計算思考的朋友們。




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