Mr./Ms. Days (MMDays) – 網路, 資訊, 觀察, 生活

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圖1 Siftables
MIT Media Lab的David Merrill和Jeevan Kalanithi發明了一個互動裝置叫做Siftables。這項裝置是由一堆小正方形所組成，每個小正方形有一個OLED螢幕，藍牙無線傳輸，三個方向軸的加速度偵測器，以及和其他正方形相連接的位置。這些小正方形主要是想提供使用者一些直覺、具體的互動經驗，譬如說沙漏反過來、譬如說攪動咖啡杯、譬如說把液體從一個杯子到到另外一個杯子、譬如說在桌子上面拍一下，棋盤上面的棋子會跟著晃動。這些具體世界的互動經驗，就是Siftables想要提供的經驗，用這種方式來讓使用者存取或是整理資訊，譬如說把相片分類，或是依照不同順序來排列相片。將來如果手機也能在外觀和互動方式上做到這種互動方式，或許也能提供更多有趣的服務。下面就是一段DEMO的影片，內容如上所述：

另外，許多小正方形組合起來的方式，也讓我想到自我組裝的機器人。自我組裝自我修復的能力，也算是人工智慧所追求的目標之一了！

 
參考連結

(Engadget) MIT’s Siftables let you juggle your data… for real
(MIT Media Lab) siftables

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《時間簡史》是一本有關天文物理的一本科普書籍，是由劍橋大學的史蒂芬‧霍金教授所寫。這本書是著用一般大眾可以了解的詞句和概念，來介紹天文物理學重要的議題，包括愛因斯坦相對論對於時間空間的看法，組成宇宙的基本粒子，宇宙特殊現象，譬如說黑洞和大爆炸等等。書本裡面沒有複雜的數學和物理公式，因為出版商和霍金說，每多一個公式，讀者就會少一半，因此整本書只有一個數學公式，是愛因斯坦有名的質能互換公式 E = mc^2 。
也許我們會覺得，宇宙的起源，時間的理論，大爆炸、黑洞、和夸克基本粒子這些東西，似乎都距離我們太遙遠，即使這是一本科普書籍，對我們生活似乎沒甚麼影響，也和生活沒有很大的相關。那麼我舉個例子來引起閱讀動機好了。我們也許都會認得我們的父母，會懂得在母親節祝福自己的母親母親節快樂。
圖1 史蒂芬‧霍金 (Stephen Hawking)
對於酵母菌來說，他可能沒有所謂父母的概念，也沒有追本溯源的概念。人類除了會記得父母，還會透過家譜，溯源自己的祖先，祖父母，甚至最早的祖先從哪邊來。人類以外的動物，或許會記得自己的父母，但是對祖父母可能就沒有這種概念。除此之外，人類除了父母，祖父母，甚至還想知道自己是哪一個人種，是哪一種原始人化石的後代，最後可能還想知道自己可能是從哪一種動物演化而來。
也因此，我們用同樣的思考方式，也會思考，時間往前不斷推進，是否有一個時間的起點？時間的起點如何產生？如果有時間的起點，有空間的起點，在起點之前是甚麼東西存在？我們的宇宙是否無窮無盡的延伸下去？還是有個邊界？如果有個邊界，那邊界外面是甚麼東西？如果我們願意思考這些問題，就是人類追本溯源精神的一種展現了！
然而要得到這些問題的答案，或許有不同的方法。宗教可能有這些問題的解釋，科學上，則是有物理學的方法，作一些天文物理的研究。如果我們本身並不是專長物理，是個門外漢，沒關係，這本科普書籍《時間簡史》就是一本讓我們快速補充有關宇宙起源科普知識的一本好書！

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當我們吃完飯沒付錢就走出餐廳，餐廳老闆可能會追出來。當我們撘公車沒有付車錢，公車司機可能會追下來。大賣場可能會有試吃，可是如果我們帶了一碗白飯，一邊把試吃的東西當成配料，大賣場的老闆可能也會走出來了。免費的東西，在生活中似乎不多見，至少大部分的東西，尤其是實體的東西，像是吃的穿的，和需要人力的服務，都還不是免費的。然而數位內容或是資訊服務，因為複製成本和網路散佈成本的下降，變成幾乎是免費的。對消費者來說，免費當然好，可是對內容提供者來說，這就不好了！
現行的解決方式有廣告的商業模式(business model)，也就是說，消費者仍然免費取得內容，但是會收看廣告，另一方面，內容提供者則是由廣告商或得收益。其他方式還包括和硬體一起銷售，或是和網路業者拆帳。然而上面這些方式，總歸一句話，就是讓消費者的錢，從其他入口進來，無論是廣告商、硬體製造商、或是網路電信業者。然而除了讓收入轉個彎從其他地方進來，是否還有其他商業模式，讓消費者免費取得內容，讓複製成為合情合理的事情，卻也不會讓數位內容的產業消失呢？在這邊我提出一個想法和各位分享，也許還不行的通，但是可以繼續腦力激盪，或許可以有更好的商業模式可以一起思考出來！

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或許各位都有嚼過口香糖，也都體驗過把口香糖切斷後再重新縫合的經驗。現在材料科學家發明一種新的橡膠，可以用刀子切斷之後，不用膠水、不用漿糊、不用膠帶，就可以讓兩段橡膠重新合為一體，並且完全感覺不出原來切斷的部分，就像是原來一體成型的樣子，可以任意拉長縮短。

據報導，這個材料特別的地方，在於發明者把原來橡膠裡面的共價鍵 (covalent bond) 改變成 氫鍵 (hydrogen bond) 的形式。這個材料只需要脂肪酸和尿素就可以製造，室溫下就可以自我修補，不過大約要一小時才會修補完成，但是修補後看不出切斷的地方。有興趣的讀者不妨閱讀 Dr Ludwik Leibler 在 Nature 發表的這篇文章。將來這種材料可以應用在自我修補的玩具上，讓橡膠也能像口香糖一般，任意切斷再重新組合成新的形狀，但是卻保有原來的延展性。
參考資料

(BBC News) Self-healing rubber bounces back
(Nature) Self-healing and thermoreversible rubber from supramolecular assembly

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各位經過理髮店的時候，或許都會注意到理髮店有一個捲軸，捲軸不停旋轉，但是看起來會像是有一圈圈的條紋往上移動。今天要和各位介紹的是另外一個類似的錯覺，叫做「孔徑問題」 (Aperture Problem)。

圖1 理髮店捲軸錯覺
何謂孔徑問題呢？我們可以先看看下面這個動畫：

圖2 孔徑問題 (Aperture Problem)
我們可以看到，中間有一個圓圈，我們透過這個圓圈，會看到有斜線，沿者「右下」的方向移動。然而如果要造成這種視覺效果，卻有三種可能。第一種可能是一個「橫向」的紙條，往「正右方」拉動，但是紙條上面有「斜線條紋」，因此透過孔徑來看的時候，會有錯覺。第二種可能是一個「直向」的紙條，往「正下方」移動，但是因為紙條上面有「斜線條紋」，因此透過孔徑來看的時候，還是感覺往右下方移動。第三種可能是一張紙條，上面有著「直線條紋」，但是往「右下方」移動，因此透過孔徑觀看的時候，會和前面兩個看到的移動方向一樣。
因此雖然三張紙條「移動方向」不同，甚至紙條上面「條紋的方向」也不盡相同，但是透過孔徑來觀察的時候，卻都會有條紋移動方向相同的錯覺。這就是「區域 (local)」 和「 全域 (global)」 視覺處理的差別。我們的視覺系統區域上 (locally) 可以有孔徑問題的錯覺，但是當我們觀察的範圍是全域 (globally)的時候，卻又分析的出來三張紙條不同的移動方向。我們的視覺系統怎樣子達成這樣子的功能呢？

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各位在電影裡面可能看過主角的眼睛上面，除了看到的影像之外，還有註解的文字，譬如說這個人的名字會顯示在旁邊，或是追蹤某個物品的移動速度等等。現在華盛頓大學的一個團隊，做出來一個prototype的隱形眼鏡，可以讓人戴上眼鏡後看到電路顯示的影像，讓我們眼睛看到的東西增加額外的資訊。

圖1 隱形眼鏡顯示器
他們把開發出來的隱形眼鏡給兔子戴著20分鐘，發現沒有甚麼不好的反應，因此將進一步進行人體試驗的階段。

圖2 兔子配戴隱形眼鏡顯示器
這項發明最具挑戰的部分，是如何在微小的鏡片上面，貼上比頭髮還細的一層電路，並且要使用和生物相容沒有毒性的材料。根據報導，他們使用的方法是利用毛細作用的作用力 (capillary forces)，把一堆非常微小的元件先灑在鏡片上，接著藉由元件本身形狀的差異，隨著毛細作用力，進行自我組裝 (self-assembly) 的過程，完成在鏡片上面的電路。

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不知道各位是否看過第一次使用留聲機把聲音錄下來的影片呢？留聲機的發明讓我們可以用聲音的形式保存歷史，但也同時開啟了內容複製的時代。不過最近一項新的發明，是讓我們不用開口、不用出聲，就可以講話的一項發明，是由Michael Callahan (co-funder of Ambient Corporation) 所發明。這項裝置名稱為 Audeo，在人的脖子上面裝一條線圈，接收由喉嚨聲帶附近的神經細胞發出的訊號，透過無線傳輸傳回電腦，電腦分析出使用者想要講的字以後，再用語音合成的方式放送出來。讓我們趕快來看實際DEMO的影片吧！
 
目前這個裝置只能辨識150個單字，之後還會再繼續改善。這個發明對一般使用者來說，可以讓他們在公共場合講電話的時候，可以保密地傳送要講的話到電話的另外一端，譬如說密碼等資訊。對於病人來說，可以在運動神經有損傷的病人像是ALS病人，讓他們恢復基本說話發聲的功能，至少可以在生活功能上有基本的溝通，像是回答YES/NO等等。此外在這個裝置之前，也有人發明無聲控制輪椅行動，也是類似的想法，各位不妨看看下面的DEMO。

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不知道各位是否有接聽電話插撥 (call waiting) 的經驗？ 我們會先把第一個接聽的人先暫時停著，然後接聽新打來的電話。不知道目前插撥最多能接聽多少通電話？假設依照這個方法一直接聽新的插撥電話，就會一直把上一通電話暫時儲存，等新接通的電話結束後，再回復上一通、上上一通、一直到第一通接聽的電話。
堆疊 (Stack) 就是類似的資料結構。「堆疊」有兩個方法 (method) 可以呼叫：推進 (push) 和 彈出 (pop)。透過這兩個方法的使用，我們可以達到讓資料「先進後出」的效果 (LIFO: Last In First Out)。甚麼是先進後出呢？讓我們再舉一個例子：搭電梯。當我們搭電梯的時候，通常最先進電梯的會擠在後面，後進電梯的比較靠近門口。如果都是同一層離開電梯，剛才比較慢近來電梯的人，反而是比較早離開電梯的人，這就是「先進後出」(LIFO) 的效果了。
再回到剛才接聽插撥電話的例子，正好就是先進後出的例子！最後插撥的先結束對話，最早打來的最慢結束對話。接下來讓我們看看，堆疊實際運作的情形，會向下面這一張動畫所顯示的：
 

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在〈二元樹在排序的應用〉裡面，我們提到了演算法就是完成一件事情的步驟，資料結構則是和演算法搭配，讓步驟有運作的東西，像是刮鬍刀的步驟，會運作在刮鬍刀或是插頭上面。「樹」(tree) 是一種資料結構，有樹根樹枝，看起來像是倒立的一棵樹。二元數則是每個節點只有兩個分支的樹。此外，我們可以用二元樹這個資料結構，完成「排序」(sorting) 的演算法。下面是一段各種排序演算法的影片：
 
除了排序以外，今天要和各位介紹，當我們把資料用一棵樹排序之後，要如何進行搜尋？排序或是沒有排序，對搜尋的效率有甚麼樣子的影響？我們先看看下面這兩張圖，左邊是排序過程，右邊是搜尋過程的動畫：

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不知道各位是否觀賞過立體電影？除了立體電影，現在也開始有立體相片的技術。由史丹佛大學 Andrew Ng 教授和他的博士班學生 Ashutosh Saxena 最近開發了一個技術，可以把照片的風景，經過演算法的處理，轉換成具有立體感的照片，同時可以在 FLASH裡面使用鍵盤來調整各種觀賞角度。下面例子是一張羅馬著名噴水池景點的照片，網址。鍵盤上下左右可以移動觀賞角度，+/-可以調整遠近距離。shift加上上下左右可以平移觀賞位置。
 網頁畫面如下：
 

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