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读心与芯：我们与机器人的无限未来08计算思维

news 2025/9/10 2:51:47

1. 计算思维

1.1. 计算教育传授的是解决复杂问题的方法，比如怎样建造自动驾驶汽车或吸尘机器人

1.2. 机器智能之所以能实现曾经异想天开的事，是因为人类在项目中倾注了热情和心血，以及强大的推理能力

1.2.1. 人类为芯片赋能

1.3. 教孩子编程可以激发他们的创造力，培养其解决问题的能力，但计算思维教的是如何思考看似不可能完成的复杂任务

1.3.1. 具体做法是，寻找并识别抽象过程，它能整合所有小型解决方案，将许多小任务组合在一起，从而解决最初那个较大的问题

1.4. 4个相关步骤

1.4.1. 分解：将问题分解为可解决的子任务
1.4.2. 模块化
1.4.2.1. 将系统分成独立的模块或组件，每个模块都有特定而明确的功能
1.4.2.2. 模块通常可以独立运行，但也可以作为更大系统的一部分协同运作
1.4.3. 抽象：剔除细节，概括与任务相关的属性
1.4.4. 组合：将两个或多个子问题组合在一起

1.5. 计算思维是一种自上而下解决问题的方法，可应用于许多生活领域，甚至应用于创造性的工作

1.5.1. 将计算思维应用到成人生活的各个领域有着巨大的价值

1.6. 计算思维教育的必然结果是计算制造的兴起，这是有望重塑小型制造业的新兴领域

1.6.1. 1995年，3D打印机还是稀世珍宝
1.6.2. 如今，3D打印机在学校甚至家庭中都很常见，成本降低了不止99%

1.7. 需要控制、保护和限制，确保计算制造不被用来生产有害产品，教育工作同样任重道远

1.8. 设备可以提供在本地打印、加工、组装的模版产品和组件，也可以让人们自由创造全新的物品和产品

1.8.1. 并非所有产品都可以通过打印制造，但只要我们有评估机器的方法，确保它能有效运作，就能比较轻松地制造定制的服装或鞋子、玩具、家具，甚至基础版的机器人

1.9. 多元化有利于创新，但我们并未投资教育资源，让所有学生都有机会在未来找到高质量的高薪工作

1.10. 在考虑投资未来劳动力的同时，还要认真对待在职员工的再培训

1.11. 关注人文、科学和工程领域的其他学科，以及诸如沟通、协作和批判性思维方面的学习是非常重要的，因为我们对世界及其运作方式了解得越多，就越清楚自己能为世界做出什么贡献

1.11.1. 涉猎的领域越广，连接的知识点隔得越远，释放的创造潜力就越大

1.12. 缺乏理解和批判性思维的匮乏可能是当今社会分裂的根源，这就要说回心与芯的合作

1.13. 接受过计算思维教育，懂得如何学以致用的年轻人有很多机会做出改变

1.13.1. 将为更多人提供数字教育，让所有人做好准备，迎接新的IT（信息技术）经济
1.13.2. 更多的人开始为增强人类能力的智能机器构思和设计新的应用程序

1.14. 计算思维和计算制造的科学进展，以及该领域更为普及的教育可以赋予所有人超能力

2. 机器人的投资机遇

2.1. 机器人不会接管世界，也不会拯救世界

2.2. 人类健康

2.2.1. 通过与机器人和人工智能系统合作，医生可以提高疾病诊断、监测和治疗的能力
2.2.2. 药物只是人工智能应用于医学领域的起点
2.2.2.1. 完全可以大幅减少开刀手术的数量

>  2.2.2.1.1. 切口本身并不是问题>  2.2.2.1.2. 外科医生会以高超的技术完成手术，缝合切口

2.2.2.2. 将来可能会利用可消化的微型外科医生机器人进行手术

2.3. 食品安全

2.3.1. 鉴于人口增长的趋势，未来几十年里，开发可升级、易使用的方法保证食品安全将变得越来越重要
2.3.2. 利用软件在本地生产商和附近的消费者之间建立联系，自动安排和协调送货
2.3.3. 确保食物不被浪费
2.3.3.1. 机器人可以跟踪库存情况，分析哪些食物过剩，哪些食物不足
2.3.4. 城市中没有容纳传统农场的空间，但我们可以在移动机器人的体内开拓垂直农场

2.4. 能源与电力

2.4.1. 个人、家庭、组织和公司必须尽最大努力节能降耗
2.4.2. 要建造节能机器人，掌握节能技术，开发赋予机器推理能力的低能耗人工智能系统和机器学习模型
2.4.3. 让机器帮我们解决能源问题
2.4.3.1. 太阳能是一种廉价的发电方式，光伏电池板可以将阳光转化为电能，但它产生最佳效果的前提是朝向正确，未被灰尘、污垢或植被遮挡
2.4.3.2. 将其变为机器人，这样就可以追踪太阳，优化能量收集
2.4.4. 机器人和人工智能也可以让我们与家的连接更紧密
2.4.4.1. 并非所有房屋的屋顶都朝向最佳角度，因此不是所有房屋都适合安装太阳能电池板

2.5. 可持续发展

2.5.1. 机器人不会如魔法般阻止气候变化，但可以成为解决方案的一部分
2.5.2. 改变消费模式、减少碳足迹至关重要，但我们应该探索减缓、阻止甚至扭转气候变化的方法，同时最大限度地减少或消除潜在的负面影响
2.5.3. 气候工程
2.5.3.1. 争议的部分原因是，大规模改造可能会促使人们恢复旧习惯，重返高碳生活方式
2.5.4. 我们如果反射1.8%的射向地球的太阳辐射，就可以扭转全球变暖的局面
2.5.4.1. 任何可行的地球工程解决方案都要保持可控甚至可逆
2.5.5. 碳固存其实就是利用技术来发挥树木等光合生物的功能
2.5.6. 绕轨道运行的太空气泡和光合作用机器人并不能解决气候危机

2.6. 更清洁的水域

2.6.1. 在清洁海洋方面，双壳类动物做得非常棒
2.6.1.1. 它们吞入海水，过滤，然后排出，吸收碳、氮和其他营养物质来滋养外壳和身体
2.6.1.2. 这增进了地球的健康，因为在许多水域中这些营养物质都是过剩的
2.6.2. 多年来，人类的农业活动向水域中排放了过多的氮，天空向大海排放了过多的二氧化碳，改变了海洋的酸度，影响到各类海洋生物
2.6.3. 可以养殖更多的牡蛎，也应该这样做，但还可以研究双壳类动物过滤海水的生物机制，优化其过程，在更大范围内复制其影响
2.6.4. 蛎机器人是天然海洋过滤器的机械变体，可以提供相同的核心功能，即从海水中吸收碳和氮，而且效率更高
2.6.5. 无处不在的塑料和微塑料是严重威胁海洋和淡水健康的另一因素—衣服上的小碎片被洗衣机洗掉，经过下水道流入海洋
2.6.5.1. 可以制造牡蛎机器人，让它们过滤掉微塑料，或者专门针对该应用进行设计
2.6.5.2. 贝类机器人可以固定在主要水道或河流三角洲的水底，在淡水流入海洋之前实施清洁

2.7. 地球上的探索

2.7.1. 必须将机器人和人工智能作为科学发现的工具，推动人类知识的进步
2.7.2. 我们建造蛇形机器人、蠕虫机器人、海龟机器人和猎豹机器人，不仅扩展了机器人领域的知识，还了解了大量与工作相关的生物模型知识，我们对这些生物的欣赏有增无减
2.7.3. 大脑的工作原理，以及在设计和制造功能更强大的机器时如何应用这些原理

2.8. 太空探索

2.8.1. 正在设计机器人，登陆这个遥远的世界，寻找外星生命的迹象
2.8.2. 机器人会成为太空探索的重要一环，不仅如此，各种尺寸、形状和材料的智能机器将拥有越来越强的能力，它们的快速发展将带来前所未有、难以想象的机会
2.8.3. 我们可以向月球或火星发送材料，然后在遥远的星球上部署能够建造人类前哨站的自主机器，为宇航员提供安全居所
2.8.4. 不应该将想象力局限在太阳系的行星、卫星和小行星上，而应该把目光投向太阳系之外的星球，设计出由机器人主导的、到邻近的恒星系统探索的任务，开发出人工智能增强的星际探测器，探索宇宙中最伟大的科学奥秘

2.9. 真理与民主