能不能把我們日常生活的能量(如敲鍵盤產生的機械能)收集起來,為人所用?

例如上網玩遊戲時,把鍵盤和滑鼠與發電機連接,敲打鍵盤滑鼠的同時就發電。


可以,而且已經被利用了。

不過不是機械能。這個問題讓我想起聰明的Luis von Ahn和他的reCAPTCHA。我覺得這個題主的想法很好啊,就像@浦海回答的,大多數人都把焦點集中在發電上了,題目主要是問這個過程中的能量能不能被利用,廣義的能量我想也可以包括人類的精力和智力,從這個側面來說就是個眾包(crowdsourcing)的問題。

很多人已經知道神人Luis von Ahn和reCAPTCHA了,我再啰嗦講一下。Luis von Ahn是CMU教授,2000左右和別人提出了CAPTCHA,就是萬惡的驗證碼。現在看來也許驗證碼是個顯而易見的點子,但是從歷史上看,它絕對是個判斷正在輸入的是人類還是機器的簡單高效方法。再後來,這個教授就想了,每天這麼多人都在識別輸入一串字元,能不能利用它呢?於是後來他就又搞出了reCAPTCHA。

如果我們想電子化一些從前的文檔,比如19世紀的紐約時報,我們要不得依靠人力,手動地一個一個字地輸入電腦,要不然就直接掃描,然後用軟體識別。但是軟體識別的準確率不能保證,尤其是掃描或者文檔本身質量很差的時候,比如:

reCAPTCHA做的,簡單來說就是把上圖的單詞切割抽取出來,然後與一組自動生成的字元混合,生成驗證碼,發送到各各網站上,像這樣:

reCAPTCHA默認如果電腦產生的字元你輸入正確,那麼從文檔中抽取的字元你的輸入也將是正確的,然後通過交叉驗證,重複驗證,各種演算法保證準確率。於是坐在電腦前上網的我們,每次輸入驗證碼的時候,就可能順便為某個圖書館的文檔錄入做出了貢獻。詳細點的介紹可看:關於 reCAPTCHA 驗證碼。

一個經常被提到的實例就是,藉助廣大網民之手,紐約時報從1851年到現在的所有報紙,總共超過1千3百萬篇文章都已經成功錄入計算機。如果依靠手工輸入,人力,資金,時間都將是巨大的,然而藉助reCAPTCHA, 以及每天上網的我們,這項工作短時間內已經完成了。

09年reCAPTCHA被谷歌收購了,大家可能也都注意到了,谷歌更進一步利用驗證碼來幫助它們識別門牌號,路牌等等,用來修正谷歌地圖的精度。這樣谷歌地圖的準確度,以及用戶的體驗都得到了提升。

Luis von Ahn真是很有想法的人,後來他又創辦了很火的Duolingo,幫助大家學外語。

update 1-15====收了好多贊,但我覺得我只是個搬運工============================

可以聽聽Luis von Ahn自己怎麼說的,下面是他上個月在youtube上介紹reCAPTCHA project的一段幾分鐘視頻:

https://www.youtube.com/watch?v=PQ-xzwj_p_4

據他說,目前有已經有11億人次幫助他們至少輸入了一個單詞,谷歌每年電子化了相當於200萬本書的文本。比較有趣的是,留言里部分人義憤填膺,覺得自己被利用了或者被驗證碼折磨了。

再補充一段Duolingo志願者推薦的視頻:http://youtu.be/-Ht4qiDRZE8,「主要就是講Luis怎麼用眾包的概念創立公司的。他也曾在TechCrunch的演講里提到過那個自己幼年構想發電健身房的故事,可能這樣能更好地回答題主的疑問。幾乎我們所有多鄰國的志願者都有看過這個。」

有個評論提到了,Luis von Ahn現在更多地投入在Duolingo上。幫助大家學習外語的同時,類似reCAPTCHA的思路,Duolingo利用大家的學習參與過程,實現翻譯文本。(例如截取CNN新聞的片段讓你翻譯成其他語言(暫時沒有中文),多個參與者的練習拼湊起來就是一篇翻譯好的文本,然後賣回去給CNN。)

========評論里還會有人問起是怎麼保證正確率的?用評論里的回復的補充===============

以上面街景截圖帶門派號的驗證碼為例子,左邊一組數字是街景的截圖(希望你幫系統識別出來的,系統原來並不知道是上面數字),右邊一組是系統產生的數字(系統知道是上面數字)。當你正確輸入了右邊的數字,系統就判斷你是人,於是默認你左邊輸入的數字就是他們原來並不知道的門牌號。如果有人不小心或者故意把左邊的門牌輸錯怎麼辦?另外一個機制是,系統會把左邊的圖發送給多個用戶驗證,然後從多個用戶里取出現次數大於一定閥值的那個答案,(例如10個人,有8個人給出相同的答案,那可以認為就是正確答案了)。否則就重複以上步驟,或者其他更複雜的機制。

總結一下reCAPTCHA有效的兩個機制就是:

1.和傳統驗證碼配合使用,確保你是個人類,人類識別字元是輕而易舉的。

2.多重驗證,保證正確率。


reCAPTCHA 利用了網友的眼力來識別文字,而我要說說利用遊戲玩家的腦力做科研。

【TED】人機合作的崛起演講全文翻譯

掀起這一高潮的是一款遊戲,名叫 Foldit。基本遊戲策略就是把多肽摺疊成蛋白質,能量越低的摺疊方式得分越高。這一遊戲巧妙地利用了玩家的空間想像力,配合超級計算機強大但白痴的計算能力,極大的提高了計算模擬蛋白質結構的速度。於是就有了一篇 3.7 萬遊戲玩家署名的神作級論文。

網遊玩家破解蛋白質結構 獲得科學驗證認可 - 科學網文章

在網上玩玩遊戲就可以在著名的英國《自然》系列學術刊物上發表論文?這聽起來非常不可思議,但《自然—結構與分子生物學》(Nature Structrual Molecular Biology)雜誌近日發表了這樣一篇有網路遊戲玩家署名的論文:《蛋白質摺疊遊戲玩家揭示一種單分子逆轉錄病毒蛋白酶的晶體結構》。

文中提到的蛋白質摺疊遊戲名為Foldit,是美國華盛頓大學研究人員開發的一款具有濃厚科學色彩的網路遊戲。遊戲玩家要做的是,在給定一個目標蛋白質後,在遵守科學規律的前提下,用氨基酸如搭積木一樣把目標蛋白質「搭建」出來。

玩這個遊戲其實不需要太多科學知識,只要遵守預先設定的規則就行。玩家每次遊戲成功都可獲得積分,提升自己在遊戲世界的知名度,碰到難題時還可以在網上和其他玩家交流。

此次被破解結構的蛋白質名為M-PMV,是一種與猴類艾滋病病毒有關的蛋白質。科研人員一直沒能探明它的具體結構。華盛頓大學研究人員於是把這個蛋白質設為目標,放入Foldit遊戲中。沒過多久,就有玩家找出了可能的氨基酸組裝方式。

華盛頓大學研究人員隨之用X射線等對遊戲玩家給出的結果進行了驗證,發現這個玩出的結果是準確的。於是在有關論文的作者中,出現了Foldit遊戲中兩個玩家群組的名字。

繼 Foldit 之後,又出現了一些類似遊戲,比如摺疊 RNA 分子的 EteRNA。

其他類似應用請參考 Human-based computation game相關推薦:

哪些遊戲策略可以應用於科學研究? - 科研


(全文複製自我的另一篇回答:哪位估算一下敲擊鍵盤發電的效率? - 電腦硬體)

好的,現在在我們手裡有這樣一個鍵盤:

這是cherry的一款很普通的機械鍵盤,觸發鍵程大概是2±0.6mm,總鍵程是4.0mm。

一位來自捷克共和國名叫馬特什科娃的女性以每分鐘準確無誤地敲下807個鍵!創下的新「吉尼斯世界紀錄」,成為是世界上打字速度最快的人。

每分鐘807個鍵,也就是每秒13.45次按鍵。

現在讓這個世界紀錄創造者保持巔峰狀態開始寫程序!

而且任性的她表示每次按鍵都要按到按鍵觸底,也就是4mm的滿鍵程。

敲擊鍵盤按鍵觸底所需的平均力大概在50cN~70cN之間,咱們按最大施力計算。

佛山無影打字手飛速打字中

70cN × 4.0mm × 13.45次/s ≈ 0.0379W

哦,我還請教了一下身為電氣工程師的老爹,火電廠發電效率(從煤內能算起)在35~38%左右,也就是我們要再排除鍵盤機械等因素損耗的因素,再乘一個······

等等,先不乘。就按100%算,看看這0.0379的功率能幹什麼。

  • 程序員憑著這麼快的打字速度,天真地想以後不用給電腦充電了。

24小時不斷打字輸入產生能量能使電腦正常運行多長時間呢?

只有1分鐘12秒。

  • 程序員想喝熱水了,天真的想:我邊工作邊用鍵盤打字產生能量加熱水!

    要使一杯200g的水升高一攝氏度需要 6.17 小時。

    這麼敲一天產生的能量假設全部轉化成電能,大概只能省下6分錢電費。

    而這一切,都是建立在觸底鍵程、吉尼斯世界紀錄巔峰狀態連續不斷的打字速度、轉化效率100%的條件上的。

    如果是筆記本鍵盤(鍵程更短),考慮機械損耗,考慮現實因素,敲擊鍵盤的功率更是小到不能再小。

    加裝發電裝置利用每次敲擊發電,升高成本,而且必然會要求更大的敲擊力,造成更加不舒適的打字體驗。想通過打字練習手指力量的除外!

    網上的另一篇有關鍵盤發電的文章中更是說道:

    一部普通的小說大約有50萬到100萬個字元,而按退格鍵的次數或者重寫的次數因人而異,有些人一口氣寫到底,也有人每句話都要重寫好幾十遍。

    但事實上,如果你一口氣寫到底當中不修改的話,你大約需要1千焦的能量。如果你當中重寫許多次的話,也就幾千焦的能量。

    而要趕上一節5號電池所儲存的能量,你需要把每個詞都重寫10遍。

    寫完一整部小說所消耗的能量能讓一台筆記本電腦運行約15秒的時間。假設每部小說要寫6個月,平均下來你辛辛苦苦每攢100萬秒的能量,電腦一秒鐘就消耗完了。這點發電量大概只會讓你少付幾分錢電費吧。

    WhatPulse這個網站提供了記錄滑鼠點擊和鍵盤敲擊數的工具,它還有許多用戶上傳自己的歷史數據相互競爭,其中最活躍的用戶已經記錄了超過1億次按鍵數。一個重度WhatPulse用戶的鍵盤敲擊量相當於每兩個月寫出一部小說,更有甚者幾個星期內的敲擊數就夠一部小說了。

    不過這還遠遠不夠快。要想讓一台筆記本電腦僅靠按鍵的能量連續運行,你需要每10秒就敲出一部小說來;要想帶動一台微波爐則需要每秒敲出一部小說來。

    不過,這個想法就應該被徹底拋棄嗎?

    不!如果我們從根本上對鍵盤進行改造,或許能有所收穫。

    我就在專利系統中查詢到專利號為US8162551 B2的一項專利:改造鍵盤發電。

大概原理是:轉化按鍵豎直方向的位移為滑塊的橫向位移,帶動傳送帶運動,驅動發電機發電。

也有不少研究依然在執著於發明出一種這樣的可發電鍵盤。

可是,誰能保證在未來數年中,大家所用的鍵盤不會變成這樣呢:


不知道題主見沒見過那種可以手捏充電的手電筒。等我找個圖。

就是這玩意,如果用過,就會知道,每次要用很大的力氣才能攥動裡面的那個發電轉子。

也就是說,發電機本身是有阻力的,而且阻力大小貌似用電的電器多少有關係。

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一個和發電機連接了的鍵盤我們可以預料到,

如果和普通鍵盤一樣的力量去敲打,按理說是不會產生任何電力的。

想要產生電力,就需要額外的用力。

想像一下需要把每個按鍵都吃力地按進去的人的樣子吧。

與其在鍵盤這種小地方,還不如專門弄一個人力發電所,集中力量辦大事,提高效率更環保。

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讓我想到了《發條女孩》。。。


Harnessing everyday motion to power mobile devices

Zhong Lin Wang and his colleagues at Georgia Institute of Technology have developed a new rechargeable nano-generator that can power smart phones, and many other portable electronic devices.

Imagine powering your cell phone by simply walking around your office or rubbing it with the palm of your hand. Rather than plugging it into the wall, you become the power source. Researchers at the 247th National Meeting Exposition of the American Chemical Society (ACS), the world"s largest scientific society, presented these commercial possibilities and a unique vision for green energy.

Zhong Lin Wang, Ph.D., and his team, including graduate student Long Lin who presented the work, have set out to transform the way we look at mechanical energy. Conventional energy sources have so far relied on century-old science that requires scattered, costly power plants and a grid to distribute electricity far and wide.


絕大多數回答都被引上了鍵盤發電的不歸之路了,要知道這本來只是題主拋磚引玉的一種假設。而真正需要思考的是:他們浪費了這麼多的時間、精力、腦力、體力等等,卻只從中獲取到一點點低級的、重複的、虛擬的人生樂趣。這是一種相當大的社會資源浪費!於是題主希望尋求一個更好利用這些社會資源的方式。

對於這個思路我恰好有個比較好的答案跟大家分享,不過這個思路是TED的一位學者Jane McGonigal提出的。在此與大家分享。

一、先看看關於網路遊戲的一些真實數據

1、全世界的玩家每周在網路遊戲中耗費的時間總數是300萬小時(這還只是2010年的數據)。

2、玩家在遊戲中的長時間處於精神高度集中、心無旁騖的狀態,因為他們往往需要對付巨大的難題。(做任務、PK、競技場、群推BOSS……)

3、玩家通過艱苦的付出總會獲得相應的回報(經驗、財富、升級),甚至遇上驚喜(人品爆發!),因此給予他們充分的動力繼續進行下去。

4、大多數玩家都覺得自己在遊戲中比在現實生活中更強,更有成就感。

5、在美國這樣遊戲文化盛行的國家,一個普通青年在滿21歲時累計玩遊戲時間超過1萬小時,這在美國相當於從5年級讀到高中畢業所有課程時間的總和。而根據Malcom Gladwell的「一萬小時成功論」,如果一個人專心從事某個專業的學習和工作,累計達到1萬小時,不論什麼領域他都一定會成為「達人」。

這些年輕人如果不玩遊戲,在21歲之前就已經個個都成為「達人」了。這足以說明網遊玩家們所蘊含的能量是無比巨大的。如何把網友們的時間、精力用於其他「更有益」的事情,充分利用這股能量呢?通過下面的問題我們可以獲取答案。

問題1:為什麼遊戲更有吸引力?

答案:(以魔獸世界為例)

1、遊戲中有宏大的史詩般的背景,有非常具體的、急切的威脅存在。

2、遊戲中每個人都能分配到適合自己而又具有挑戰的工作。

3、遊戲中有較為嚴格的、公平的遊戲規則,保持玩家的付出與收穫成正比。

4、遊戲中有更嚴密的團隊協作模式,能夠使多人同時專註的解決同一問題,協作效率非常高,因此使隊友間更容易結成緊密的社交關係,並從中收穫更多成就感。

問題2:怎樣充分利用網路玩家們的精力?

答案:

當然是把需要解決的問題做成遊戲然後讓大家瘋狂的玩這些遊戲羅!

21世紀的我們正面臨著飢餓、貧困、氣候變化、全球衝突、肥胖,還有暴政等等問題。我們可以針對某一方面的問題設計出一個龐大的網路遊戲,並邀請全球玩家參與其中。用遊戲設計的思路設置每個人的分工、任務,成長經驗,讓所有玩家各司其責,共同協作來解決這個問題,從而找出最佳的對策。

通過在遊戲中模擬現實世界的發展,就可以在短時間內知道未來可能發生的變化,並嘗試不同的解決方案——單機遊戲可以存檔/取檔,網路遊戲也可以重置伺服器哦!

不過據作者計算,要想通過遊戲方式找出上述所有問題的答案,十年後全球玩家每周總共需要投入210億小時!

原文視頻如下:【TED】Jane McGonigal:遊戲創造美好生活


先從給愛抖腿的人發台縫紉機開始做起


理論上可以實現不過發的電非常非常非常少....

大多數人不知道發電有多難....

以前我在健身房就想拿動感單車發電...後來算了算髮現就算往死了騎...基本上騎10個小時能發一度電...一度電一般6毛錢左右...感覺還是別扯淡了...

鍵盤和滑鼠的能量不知道比動感單車弱多少倍...


單機遊戲我不知道,但網路遊戲玩家的能量已經被很好地利用並轉化為財富了。

發電啥的太low,就像零售、電商靠差價賺錢一樣,我們談點別的~

以下解釋用「能量」可能不太好懂,我們換作「勞動」吧。

比如「陪玩」。

單機遊戲的製作者要絞盡腦汁地設計AI和系統來延長遊戲時間,網遊就相對簡單得多,讓大家互相陪玩不就好了?

比如某人辛辛苦苦打活動刷攢紅心抽11連刷UR,土豪刷一下卡,十個11連就能曬他一臉,於是土豪就被滿足了,這份滿足感不需要運營商付出額外的成本,卻成為很多人付費氪金的一個理由。

比如「宣傳」

你覺得一個玩家天梯刷到多少,上了鬥魚直播,年薪百萬是白來的?他們給一堆圖形和代碼鑄造的遊戲提供了「競技性」和「觀賞性」。我承認這與遊戲設計者的思路有著極大的聯繫,但這些「優秀」的玩家的「明星效應」給遊戲帶來了更大的用戶粘度和知名度。又是白花花的銀子。

再比如Minecraft,一個人用大量時間造了一個精美的軍艦,可能就會拉動一堆軍宅入坑;模擬一台計算機,一群程序員就入坑了;造一個nico雕像,一批aji人就入坑了。。。

比如「社區」。

你看所謂公會系統,再看看比較成功的EVE,玩家之間互相促進,粘性大大增加。

所以說,嗯,保護宅男,人人有責,我們在用生命給運營商賺錢,就別再讓我們發電了。


當我敲下鍵盤寫下這些字的時候,就會有一秒鐘被收集走了,這個就是最好的典範。


可以學吐槽星人他們收集吐槽能量。


確實有個類似的軟體,利用平時閑置的流量幫助一個大型計算機工程計算


樓上的,我剛才打開這個帖子突然看到一封郵件,不知道你們有沒有收到!感覺好神奇啊!

「hi 鄰居:

唉,你們造嗎?

你們的每次思考,每次呼喊,每次想像,甚至每扯的一次蛋,都不會憑空消失,而是穿過了虛空牆浸到我們那個宇宙,隨後變成那個宇宙里的具體東西。

當然,我這次過來並不是指責你們製造垃圾,而是想鄭重的告訴你們,你們所製造的那些東西對我們的宇宙和生活在那裡的人都是非常重要的,是最基礎的物質和能量來源,是一切存在的基礎。

出於對物質的需求,我個人很希望你們更多更廣泛的扯淡——或者說是發泄精力,這樣我們那邊也會變得富裕一點。

可是自從我看到這個問題,就覺得很可怕,當你們的每次發泄都變得有目的起來,我們的宇宙獲得物質就會逐漸減少——能夠想像這個過程嗎?戰爭、陰謀、暴力……都將出現,而最終我們的宇宙將重新變得一無所有。

所以,我在這裡很誠懇的拜託你們:千萬不要讓無聊的行為變得有意義起來,你的一少少扯淡,關乎著別人整個宇宙的存亡。

請多一點消極,少一點固執吧!

隔壁宇宙的鄰家小弟弟」


每天都有這麼多人侃大山,能不能把這些能量收集起來利用呢?

每天都有這麼多人在此起彼伏的撕逼,能不能把這些能量利用起來呢?

每天都有這麼多妹子爆照求關注,能不能把這種空虛寂寞冷作為冷庫能源使用呢?

上面好多大神,我只是個普通的逗比而已!


算了吧,感壓增加造成更多的滑鼠手,然後醫療成本上升……

你要說大家互相用自行車發電還差不多,但是一般能維持200W也就很不錯了,勉強拖動一台電腦。一邊騎車一邊給手機充電倒是不錯。


死肥宅們,把你們雙手舉起來,把你們的元氣交給我吧!

等一下,頹廢的死肥宅哪來的元氣?


你可以獲得奇思妙想諾貝爾大獎。


題主,你確信你知道發電機的工作原理是什麼么?


題主熱力學定律學成一半


看到日報的推送,趕緊跑來先挖坑。

題主可知道BOINC項目?

先引用一段維基百科:

伯克利開放式網路計算平台(英語:Berkeley Open Infrastructure for Network Computing,簡稱BOINC)是目前主流的分散式計算平台之一,由加州大學伯克利分校的電腦學系發展出來的分散式計算系統。原本專為SETI@home項目而設計,目前納入的領域包括數學、醫學、天文學和氣象學等。BOINC彙集全球各地誌願者的電腦或移動裝置,提供運算能力給研究者。

(這是官網地址:http://boinc.berkeley.edu/)

簡單的來說,就是讓全世界連上了網路的計算機,把多餘的性能投入到科學研究中去。

更簡單的說,科學家利用計算機進行科學研究需要做海量的運算,但是運算量實在太大太大了,於是科學家想到利用全世界無產者(不對)全世界網民的力量,共同進行計算。於是科學家開辦了一個新X方學校,每個學生都會收到一些作業,並利用下班之後的時間把題目做出來,再把答案交給老師,同時領取下一份作業,如此循環。

於是,準確的來說,「新X方」就是BOINC項目,「學生」就是安裝了BOINC軟體的個人計算機,而「作業」就是運算的工作單位,簡稱WU。

革命的科學研究是群眾的科學研究,只有動員群眾才能進行科學研究!

Choosing BOINC projects:http://boinc.berkeley.edu/projects.php)

此處列出的是目前BOINC項目中的研究項目,覆蓋生物學、醫學、氣象學、地球科學、物理、化學、天文學、數學、電腦、資訊科技等多個科技前沿。拎出來一個項目給你們看看。

SETI@home(Search for ExtraTerrestrial Intelligence at Home,在家搜尋外星智慧(地球外文明)),是一個通過互聯網利用家用個人計算機處理天文數據的分散式計算項目。該項目試圖通過分析阿雷西博射電望遠鏡採集的無線電信號,搜尋能夠證實地外智能生物存在的證據。

這是最早的一個項目,BOINC原本就是為其量身打造的。

(官網:http://setiathome.berkeley.edu/)

人類的一切科技進步,都離不開科學工作者的辛勤勞動與無私奉獻,沒有他們我們絕對無法享受如今現代文明帶給我們的一切生活便利。

沒有生物學,我們就無從知道遏制可怕的遺傳病的方式。

沒有現代醫學,一場小小的感冒都可能奪去我們的生命。

沒有氣象學,在颱風來席捲一切之前我們都會一無所知。

沒有地球科學,尋找珍貴的礦脈只能依靠不可知的運氣。

遑論物理、化學、天文學、數學、電腦、資訊……?

把最崇高的敬意獻給科學工作者。


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