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《中国青少年科学总动员》总决赛《数字时代》

2017-10-28 科协改革进行时



全民演绎主题曲,你也来试试?《科学总动员》主题曲《从这里出发》,给你歌词、给你歌谱,你能用自己的方式演绎或者演唱吗?将制作好的作品上传,与大家一起分享吧!

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《中国青少年科学总动员》这档面向广大青少年和社会公众的全新科普益智节目,采用系列化方式构建比赛内容,让每期节目既是青春飞扬的智慧赛场,又是深入探究和展示某一科学领域内容的大型专题科普盛宴。

人类的发展史历经农业时代、工业时代,发展到今天的数字时代。这让人类社会正置身于前所未有的快车道上,在如今的数字时代,我们的生活正在发生着怎样翻天覆地的变化?

人们也把电子计算机称为“电脑”。那么,含有各种信息的数据是如何被储存在电脑里的呢?

科学家们找到了可以被统一转换成由“0”和“1”组成的二进制数字序列,在计算机的世界里,无论什么样的信息数据,最终都只是一串“0”和“1”而已。

有了统一的规则,我们便可以将每天产生的各种信息进行编码存入电脑,人们得以将信息数据进行储存、使用与交换。

出个问题考考你,二维码的三个小方框是干什么用的?

三个小方框是一种位置探测图形,用于告诉扫码的设备:有了这三个小方框,不管你是从哪个方向读取二维码,信息都可以被识别。即使将二维码图形旋转,也可以识别。那么为什么二维码不是四个角上都有方块呢?因为三点就可以确定一个平面,节省出的一个角可以嵌入更多信息。

几十年前,摄影师用胶片给人们照集体相,为了保证洗出的照片上所有人都睁着眼,老师傅在暗房里面,手工操作把闭着眼睛的修改成睁着眼睛的。那个时候,这个手艺被称作“开眼”。

随着数码相机将图像转化为数据,这样就可以进行各种图像处理了。

智能化的电子产品越来越多,手机也成为人们生活的必需品。

      你知道,智能手机为什么能摇一摇吗?


手机中有很多传感器,功能各不相同。摇一摇就是使用了“陀螺仪”的功能,利用手机通过“摇一摇“测所谓的加速度,这其中包括两部分,一个是线加速度,一个是角加速度,陀螺仪本来就是测角加速度。还会用到加速度器,产生了加速度,传感器就检测了加速度的变化,所以就可以知道你摇手机。智能技术中很多都是依靠传感器来让计算机识别、采集信息数据,背后是算法分析。

计算机数据处理的升级,正在以让机器“更智能”、“更像人”为目标,大步前进着。

人类为什么发明机器,最简单的出发点是要替代人类的体力劳动。为什么要研究AI? AI能替代我们的脑力劳动。“刀削面机器人”它就不叫“机器人”,它是自动的机器,重复性完成一个动作,炒菜机器人也是一样。研究AI的目标是希望它替代人类的脑力劳动。AI比人脑强大的地方绝大多数局限在专用领域,如果规则相对清晰,目标比较清晰,相对来说比较胜任一点。比如人脸识别、语音识别,但凡涉及到跟推理相关、理解相关、联想相关的,这样的领域当中,AI和人的距离相差还是比较大的。

人工智能技术将在未来的汽车发展中扮演很重要的角色,它会是汽车领域中最主流的发展方向之一。目前,国内外都在研究探索更高级智能的驾驶技术,其中最高级的形式就是做到无人驾驶。

 你知道智能汽车靠什么判断路况吗? 

红外信号、雷达、还是摄像头?

答案是雷达和摄像头。雷达有两种实现方式,一种无线电的方式,还有声纳的方式,都可以叫做雷达,这种方式会受周围环境的干扰比较小。红外的方式受周围场景光线影响比较大,太阳光、晚上的灯光对它有影响。那么,摄像头主要是用来干什么呢?它有几个作用:第一判断行车的路线是否在线内,或者判断前面远距离的地方会不会有一些可能的疑似的障碍物,但是大部分的障碍物主要是靠雷达进行发现的。

你也许不相信,仅仅睡了一晚上觉的功夫,著名的人工智能围棋机器人“Alpha Go”,已经自己和自己不停地对弈了上百万盘棋局。这要归功于“强化学习”和“深度学习”功能的人工智能算法。

未来,随着智能机器人最大限度地具有了人的智慧和能力,它们将会逐渐越来越多地接手人们那些繁重、繁琐的工作。

      你知道机器人怎么写诗吗?

起初,机器人只是将特定意象的词汇和词语随机进行拼凑,这样写出来的诗歌有的逻辑不通,结构凌乱、不伦不类,当然也能从成千上百首诗歌出找出一篇文辞优美的。

沿着这种拼凑的套路继续发展,可以设定诸多人工规则,比如限定模板和样式,设定复杂的约束情况,自动剔除语义不连贯的,缺乏灵活性的,筛选出诗词格律和质量高的作品。进入AI智能时代后,机器人深度学习技术越来越强,背后的程序集合了五万首全唐诗,并且进行语义分析和语料模拟训练,不断优化语言模型输出的概率分布,从而组合成完整的诗歌。

智能导航软件会根据你所处的位置,自动测算,帮你规划出多种多样的行驶路线,你可以任意选择距离最短或者用时最短的路线。通过大量的数据收集、汇总分析,监测中心就能为用户提供实时的交通路况信息,同时预测未来的交通变化趋势,从而指导我们行驶时躲避拥堵路段。

你猜猜,导航软件是如何找到你的位置的?

卫星定位系统要判断地球上任何一点的经纬度位置,起码需要3颗卫星同时对该点定位才行,这就是三角定位法。运用这个方法,导航软件就可以识别我们的实时地理坐标位置。随后,这个数据将被计算机叠加到同样以经纬度划分的地图画面中,与地图进行数据比对。最终,我们才能在地图画面中看到自己所处的确切位置。

关于:数字时代 我的时代

 “异想天开”环节中,选手们充分发挥了想象力,运用已有的科学知识,展开科学畅想。关于“数字时代、我的时代”这一主题,我们的点评嘉宾这样说:

南京师范大学文学院教授,南京师范大学中国古典文学与文化博士,汉语言文学博士后——郦波:

决赛的环节设计比前面更创新,更突破,感觉非常好。在知识问答中又加了数独的游戏,年轻人的《科学总动员》就应该多姿多彩,多种多样,充分释放他们的精神层面和行动层面的各种潜力和创造力。

科学是生活,科学也是深刻的、是美的。所以我们才需要《科学总动员》,《科学总动员》每个环节,不论是“巧夺天工”、还是“异想天开”,其实都是提倡一种科学的创新精神,而创新战略是国家战略。尤其我们这个民族五千年灿烂文明,就像我点评时引用到的《周礼考工记》的话“智者创物”,范仲淹《范文正公》的话“栽培求新”,创新精神。我们把一种科学精神,一种创新精神,从孩子身上,从年轻人身上点燃,让它传播到全社会去,这样我们民族发展才有用之不竭的动力,我们的民族复兴的中国梦才能落到实处。

中国科学院自动化所特聘研究员——陶建华:未来的科学研究,也许还会面临很多挑战,但我们所需无外乎是冷静的思维、较强的逻辑性,还有很强的团队的协作精神,这就是未来我们能够做很多大事的制胜法宝。

中国自动化学会副秘书长——李实:科学家改变了我们生活,数字这个东西很早就有了,并不是现在新出现的。而我们想做的这些事情也不是今天才被做出来,其实我们在实验室里很多研究20年前就开始做了,只不过一步一步到现在才走出实验室,大面积在全社会应用。仅仅实验里做出来不推向市场,老百姓见不到,因为它太贵,也许体积太大,用着不方便等等,总是存在这样那样的问题。那么再往前逐步逐步发展和进步变成产品,我们的百姓、大众才能用到它。

我们这一代人,也许可能还算中年人,但我们这代人还能做多少事情、做出多少成果?要想有更大更新的突破,必须要靠年轻人,新的人才、新的创新思路,他们的思想,他们的血液,他们的那种激情难能可贵,势在必得。

关于“数字时代 我的时代”你有什么好的想法呢?欢迎来和我们交流哦!

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来源 | 央视科教


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