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课程视频课程教案、知识点、字幕

很多时候我们一说摄像头

就想到了类似于

一台这样的摄像头

或者我们教室后面的

或者是这种长臂的那种摄像头

但实际上现在

有很多非常小的摄像头

类似于我们手机上的摄像头

10块钱一个

针孔摄像头

对 针孔当然也是一样的

对 我们实验室

还致力于买几个针孔摄像头

来做一些实验之用我的意思

暑假我们还让那个实习生

到淘宝上找各种

后来发现针孔摄像头

差不多已经被淘宝和京东

所屏蔽了

当然我们是作为一个科学家

来买这个东西

我们说买针孔摄像头的目的

是什么

要买一个耗电(小的)

就是拍摄时间长的

诸位想象

如果我们要在空间里面

做个实验

它的耗电是最核心的

要不你还得接一个电线嘛

如果有个摄像头能够

持续50个小时在拍摄

那我是不是可以

在校园里面做很多实验举个例子

所以我个人的想象

未来的城管可能会管一种垃圾

是什么

未来城管可能会

有一类的城管负责

在城市中探测

各种非法的非正式的sensor

诸位想一想

类似于排雷一样

拿那个设备在空间里面来找

有人是为了做科学实验

扔了很多sensor

有人是为了各种

非正式的一些功能

比如说以后有没有可能

有这样的一种公司

他说我就专门

研究这个小城市的所有的街道

所有的公共空间

类似于像贴小广告一样

往各种草地上面扔各种东西

类似于扔黄豆一样

然后来采集一些数据

他数据公司也有可能这么做

所以这就是未来的

有一种城市垃圾

有可能就是这种sensors

所以我想这种sensor

如何在空间中来探测做一下

可能也是一种模式

所以我们说

这种固态的图像的传感器

比如树莓派摄像头800万像素

我们来做一些要素的识别

那都足够了

当然刚才说到这个耗电很重要

我们实验室暑假买了一个东西

很有意思

可以设置五分钟或者两分钟

拍一张照片

持续的可以用三个月

诸位想想 有没有意思

就是说买了一个照相机

绑在树上或者是扔在房顶上

每两三分钟或者每五分钟

它就拍一张照片

然后电池能用两三个月

你都不用管它

诸位想象这种相机是干什么用的

这个不是我们国内老师

或者别的同学告诉我的

是我们和公共健康的一帮学者

和帝国理工的Medicine School

公共健康的人他们在

我们有一个国际合作的项目

他们在西非的加纳

首都阿克拉做一个实验

做什么实验

说阿克拉这样的一个

西非的国家一个的首都

没有自己完善的环保监测系统

咱们北京市有几十个

30多个空气监测站

每个都很贵

后来他说帝国理工

英国当然有做

在非洲做实验的一些传统

因为这个加纳也是非洲的

是英国的殖民地

所以他们在加纳

就布置了10多个点 station

每个点

他们把这个相机放到了上面

又有PM2.5一些空气质量

噪音的一种传感器都放在一块

诸位想象

它一边能知道噪音有多高

空气污染浓度有多重

一边又能拍到

就类似于画出这个空气质量

浓度的曲线的时候

说为什么早晨3点到4点

浓度特别高

后来他们一调

他们拍摄的这个照片

后来发现什么

原来三四点小贩们都出摊了

做早点什么什么的

后来我说你们用什么相机

可以用电池时间这么长

他们是没有外接电源的

因为你想外接电源多麻烦啊

他说他们用的是打猎相机

他们说是Hunting Camera

他说你在亚马逊上

你就找Hunting Camera

我们1000多块钱人民币买的

差不多是那么多比如说

比如200美元

他说你可能在你们淘宝上买

可能更便宜

后来我们在淘宝上一找

可能400块钱我们就买到一台

打猎相机可以电池用好几个月

就类似于这种固态图像传感

打猎相机是干什么的

类似于在野外找雪豹的

找熊猫的

所以我们用那个东西

研究自然的 研究生物的

这种东西

就挂在了清华西门的

水墨社区的一个公共空间上面

我们挂了四个

当然是在政府的同意之下

就可以研究公共空间的

一些社会的生活

当然有同学会说

这个干预到个人的隐私

凭什么拍我

当然我们这是和街道办事处

和镇政府 和派出所

一块才把那个东西挂上

要不老百姓怎么可能

同意让你挂呢

当然后来我们在想

我们可以用红外的相机

就可以稍微好地避免

这个隐私的问题

诸位想象

红外的相机拍的照片

多数时候这个脸也是很难能够

识别出什么什么人

你只知道有人

大概是他们之间距离有多少

大概在干什么 姿势

但是不至于有那么多的隐私

所以我想未来红外相机

可能会是一种模式

所以用固态的图像传感设备

我们可以做很多内容了

比如说车辆检测

自动驾驶更是如此

头几周我们到百度

我们知道百度号称搞了L5

号称搞了一个L5级别的

就是开得比人都好的

差不多L5就是这样的

对雨雪天的时候

路滑的时候 有雾的时候

人开的都没有它开的好

所以无人驾驶是很依赖于这种

各种sensor

所以一个无人驾驶车上

可能有几十个

上百个sensor都不止

当然有一天我去北工大开会

这个很有意思

开会回来路上

那个老师掏出来一个东西

他说龙老师 你知道这个吗

因为他是研究无人驾驶的

他说这个插到我车的主控上面

能够达到L2还是L3的一个水准

有意思吧

就是说他是在车上

不装任何额外的sensor

只用车上已有的sensor

当然很多车现在都是L1的水平了

就是你买到的车都是L1水平

就是你把着方向盘

你得把着方向盘

刹车油门可以根据前面的

自动来控制

L0是什么

L0就是自动巡航才是L0

L1就是前后不会拐弯

但是前后有车

它可以来加速或者减速

他说用已有的sensor

它就能达到L2 L3的水平

所以你想这无人驾驶

可能离我们还真是没有那么远

它真的来了

我们的搞城市的所有的范式

可能都变了

所以说无人驾驶 自动驾驶

数字安防都和这种图像的传感器

也是有关系的

当然还有超声波的传感器

超声波传感器就长成这个样子

一会我会展示我们做的一个东西

超声波也是来看有没有人

人一过

超声波是可以来测距的至少是

比如说停车雷达

很多时候我们的车

倒车的时候哔哔直响

那表示什么

那就是它是有超声波的sensor

或者有别的sensor

至少超声波的sensor

是可以达到这个功能的

但是我个人花30多万

买了一台车

前边也没有雷达

我觉得这个

所以是不是当时这个东西很贵

或者说是什么

当然后来我们才发现

这个东西并不贵 很便宜

就只有后面的雷达没有前面的

所以停车雷达

是超声波传感器的应用之一

还有一些污水的管理

比如水高过多少的时候

自动地就排了

可以用超声波

激光测距也是可以的

还有智慧垃圾桶

清华东门的智造大街

中关村智造大街就有智慧垃圾桶

你们注意过吗

当然还有测速的

所以说

用超声波传感器是可以测速

不光用摄像头可以测速

用超声波传感器也可以测速

当然这个里面有个段子是什么呢

这有一天我们到海淀镇

因为我们是海淀镇的责任规划师

海淀镇说什么呢

说海康威视要给他们做一个

数字安防的一套什么什么东西

你们知道海康威视

海康威视有同学知道

海康威视就是做摄像头

发家的一个公司

刚才我们说了很多种sensor

防火的 温度的 距离的等等

他们给出了一套方案

是用摄像头来代替所有的sensor

诸位想象

是不是很多东西

都可以用摄像头来代替

着不着火可以用摄像头

河里面的水位有多高

是不是要满了

是不是也可以用摄像头

所以这是另外一个套路了

我们这里说了很多种sensor

海康威视说在我们的世界里面

只有一种sensor

只有一种摄像头

摄像头把所有事情都给包了

同时还有微波传感器

微波传感器比如说

也是可以做测距

查处这种违规的超速的车辆

所以我那个

31 35公里每小时(测速)

在校园里面也可能是它干的

也可能是微波传感器所干的

还有微波着陆

这个系统

比如说我们在有雾的天气

机场的盲降

飞机有可能是需要这种

微波传感设备来做

当然还有磁敏

但是磁敏传感器

是长成这个样子的

它能够把磁场信号

转换成为电的信号

比如说停车的检测

诸位知道可能听说有地磁

这样的功能

把这种地磁或者线圈埋到地下

就能够感应到车辆的通过

北京不是很多路都有线圈

英文就是loop

来统计不同道路的流量

这是一种低成本的方式

没有摄像头

没有那么多摄像头的时候

北京就有很多道路下边埋了这种

地磁的这种线圈来统计数量

然后还有气体的传感器

比如说我们遇到这个

有一次茅明睿

给我们来上课的时候

他说在厕所里面检查氨气

什么氯化氢当然也可以

所以也是有一些在

比如空气质量的检测

室内空气净化等等

还有流量的一些传感

比如流量的传感类似于

比如说我们天然气

它的流量是怎么来

测度出来的

用了一立方 用两立方

一公斤 两公斤怎么测度

我们可以用这种

这个流量的传感设备

空气采样

当然还有火焰的传感器

来检测出火焰中的紫外线

来产生的这种火焰传感器

比如室内防火报警

所以诸位能够看到

如果防火的话有很多种方式

摄像头来看

温度的 湿度的

紫外线的 火焰的传感器

森林火灾也是如此

比如现在防火

有一种最传统的方式

防火是怎么防

比如说我们原来在伊春

做过很多次调研的工作

森林里面是有很多瞭望塔的

瞭望塔一般都是用松树

就地取材做出来一个构筑物

护林员每隔一段时间

就要爬到上面

一般要比树干还要再高两倍

然后来瞭望

是一个什么

那有传感器的时候怎么做

你是不是可以架个摄像头

自动的 也是可以的

然后当然说有火焰传感器的话

你就可以在一些重点的地段

都粘上这个东西

是不是就可以了

所以我想很多很小的传感器

是解决了很多大的问题

还有烟敏的

对 烟敏这个太常见了

我们上面这就是烟敏的

烟雾传感器

压力传感器

压力传感器比如说

我们很多基础设施上面

是有很多压力传感器的

我说要在你们椅子上装

那个东西也是压力传感器

可以吧

能检测有没有人

能检测这个压力超没超过预设

所以更多的时候

并不是说这个东西

约束我们的是我们的想法

约束我们的是这个

就是你的创意左右着

你的场景 这是最重要的

然后加速度倾角传感器

这我们手机里面都有

比如手机一歪

它屏幕自动旋转 那是什么

陀螺仪

对 陀螺仪 类似于是这样的

倾角 加速等等

然后比如我举个例子

如果把诸位手机的

加速度这个数值

把你一日的加速度的数值

数据都读过来

我有望是能够分析你的活动的

因为你不同的活动的加速度

是不一样

从你这个pattern

是可以读出来的

如果只用一个sensor

很多时候就有很多场景的应用

类似于苹果说防跌倒

跌倒预警等等

有的时候也是用这种sensor来做

比如说车身安全控制等等

也是一样的

还有这种 比如说加速度

这个电子计步器

那个怎么来算 是一步两步

很多时候也是靠我们这种

频繁的这种活动来检测到

你这是走了一步

这都是我们传感器的应用

当然这个振动 重力也是如此

重力传感器

横竖屏的切换 刚才我们说了

陀螺仪 重力 地震监测

仿生学机器人都是重力传感器

还有液体液位的传感设备

刚才我们说液体液位

可以用摄像头来做

当然现在也有专门的

它无外乎是在一个地方

装了一个传感

有水的时候

它就能自动感应到 可以吧

水位到了这样的一个高度

然后洪水检测

还有生物的

生物这个和个人的穿戴式设备

是有一些重复的我就不说了

化学的也是如此

水质监测

电子鼻这样的一些功能

声音的

声音的现在有很多噪音的

小的sensor是很便宜的

所以诸位想象

如果给美团的快递小哥

每个车上装上一个

刚才我说的某一种传感器

最终产生的是不是巨大的数据

哪怕是一个陀螺仪给它装上

有可能都能知道

什么地方的道路是不平的

约束我们的只是我们的

这个创意和你的想法

下面还有几分钟

我说一下可穿戴式设备

可穿戴式设备

刚才我说传感器

很多时候是不动的

装在一个位置的

当然也不排除有的传感器

可以装在车上

装到自行车上

装在人的身上

甚至有的也可以装在树上

穿戴式设备就是围绕个人来做的

我相信我们很多都有手环 手表

这个小米不是号称要搞出一个

穿戴式的手机 对不对

所以我想穿戴式设备

在生活方面是有一些所谓的

智能的服装 这是有的

不同肌肉的监测

这个对于运动员

对于模特等等

这是非常重要的

对于动画制作

还有智能的手表这个很常见

智能手环 智能的头箍

就是读你的意念

当然这个稍微玄学

但是这个脑机交互

我想在未来也有可能是一个突破

不是马斯克

不是还说要脑机交互

这是个人层面上的

所以我们说

生活方面穿戴式设备

这块一会儿我会说我们的案例

用穿戴式相机做的工作

当然还有这种穿戴式的

空气净化的一些设备

这都是我们穿戴式的设备

都会产生很多数据

甚至还有穿戴式睡袋

苹果还要搞智能的这种指环

你看手指是能够知道你的心率

知道你的脉搏 温度 那很多了

一个小小的东西

再装上GPS防走失等等

对于儿童

对于得了一些遗忘症的老年人

都是可以的

穿戴式的模型

还有穿戴式的呼叫的一些设备

医疗方面

现在还号称有智慧智能的纹身

这还真有

这是助教照的

这个本来我说

这以后手机可能就画在胳膊上

就可以了

现在发现还真的有智能的纹身

就是生物的印章

是能够跟随皮肤拉伸变形

能够检测到一些应力

你的活动 我想很多

还有皮肤传感器

还有纳米药物贴纸

注射式的大脑监测系统

当然还有这种足底的压力的设备

医疗的一些设备

指甲变形感知传感器

所以这个sensor太多了

上次我不是说在眼镜上面

都可以装一个这个东西

来看你看的是屏幕还是看的书

看书30厘米还是50厘米

然后娱乐

娱乐我们有这个背包

这个扬声器

小米上次我们说的这个

外骨骼的设备

这也是穿戴式

然后工业军事用的

有外骨骼的

这个脑波感应头盔

HoloLens诸位可能都知道了

VR AR的这样的一些设备

商用 智慧的书包

新城市科学课程列表:

1. 新城市科学概论(1)

-1.1 城市及城市科学的发展演变

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-1.2 新城市科学的提出

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-1.3 相关研究机构 、期刊和课程

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-1.4 变化中的城市

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-课程讲义

-课后讨论

-课后练习1

2. 新城市科学概论(2)

-2.1 城市概念的定义

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-2.2 城市正在发生的变化:驱动力

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-2.3 城市正在发生的变化:产品/服务

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-2.4 城市正在发生的变化:城市空间

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-课程讲义

-课外阅读

-课后讨论

-课后练习2

3. 地理数据分析、可视化与商业智能

-3.1 为什么强调地理思维

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-3.2 地理思维应用的基础

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-3.3 如何应用地理思维

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-3.4 课堂提问

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-课程讲义

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-课后讨论

-课后练习3

4. 新城市科学支持下的社区善治

-4.1 我所理解的新城市科学

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-4.2 新城市科学的机遇

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-4.3 新城市科学下的规划治理

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-4.4 新城市科学下的社区实践

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-课后讨论

-课后练习4

5. 数字孪生城市:虚实相生的未来

-5.1 从数字孪生到数字孪生城市

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-5.2 数字孪生城市的系统认知

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-5.3 数字孪生城市的实践突破

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-课后讨论

-课后练习5

6. 机器学习、人工智能与深度学习

-6.1 前言

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-6.2 机器学习

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-6.3 深度学习

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-6.4 城市科学当中的应用

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-6.5 课堂提问

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-课后讨论

-课后练习6

7. 物联网与穿戴式设备

-7.1 前言

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-7.2 物联网(1)

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-7.3 物联网(2)

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-7.4 基于物联网的相关案例

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-7.5 基于穿戴式设备的相关案例

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-课后讨论

-课后练习7

8. 从城市数据到智慧城市

-8.1 前言

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-8.2 智慧城市:ICT技术驱动的空间变革

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-8.3 智慧城市:从大脑到神经系统的改造之路

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-8.4 城市数据:从问题洞察到管理与运营工具

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-8.5 课堂提问

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-课后讨论

-课后练习8

9. 让智慧城市成为触得到的幸福:美团智慧城市的探索与实践

-9.1 数据介绍

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-9.2 商圈识别、分类与评价

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-9.3 项目介绍与产品升级

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-9.4 课堂提问

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-课后讨论

-课后练习9

10. 人本尺度城市形态:定义、理论与方法

-10.1 人本尺度城市形态:定义

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-10.2 人本尺度城市形态:理论

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-10.3 人本尺度城市形态:方法

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-课后讨论

-课后练习10

11. 计算社会科学新进展

-11.1 大数据+城市科学

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-11.2 计算社会科学:方法论

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-11.3 计算社会科学:方法与议题

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-11.4 计算社会科学:前沿应用

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-课后讨论

-课外阅读

-课后练习11

12. 数据增强设计与未来城市空间

-12.1 未来城市:空间干预与数字创新

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-12.2 未来城市:认识论和方法论

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-12.3 案例分享

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-课后讨论

-课外阅读

-课后练习12

13. 课程研讨

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-课后讨论

课程视频笔记与讨论

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