各位考上台大资讯/网媒的研究所新生们大家好,
我是蔡欣穆老师～我又来更新po文啦!
今年放榜前后一直没有办法找到时间来update一下近期研究的状况，
因为学校的行政工作实在让我太忙啦～（最近的工作是教务处副教务长，
除了持续推动NTU COOL主导教务处的资讯/数位系统的更新以及资安的
加强。关于COOL平台与我的关系，大家可以看看旧文、看下面那只影片，
或者来找我聊!）不过因为这次推甄放榜以后来找我面谈的同学实在不多，
所以想说趁著今天晚上有点时间，还是跟大家分享一下新的研究主题。我
知道可能有不少同学都已经找到合适的实验室/指导教授了～但是如果还
在寻觅中的同学，或许也可以考虑来跟我聊聊～
(偷偷透露，目前只有很少数几位有来找我谈过呦，还有很多机会!
有兴趣的同学，请email到[email protected]给我。)
NTU COOL介绍: https://youtu.be/tW_Edaqv5BM
关于我带学生的理念和方式，一些常见问题的Q&A可以看下方的旧文。
这边主要是更新一下研究的近况。
- 可见光定位相关技术: 延续去年使用车辆灯光系统进行长距离的
可见光通讯系统（发表于ACM MobiSys 2021)，今年我们在发展
使用矩阵式头灯进行高精准度（公分等级误差）的车辆定位技术。
相较于类似精准度、量测速度的传感器，像是光达(LiDAR)，我们
使用LED矩阵、光传感器阵列，成本上比较有优势～但是又可以达到
相当的准度。除了这个技术外，近期我们也有在开始建构给较小型的
机动车辆做室外光定位的技术。
去年发表的可见光通讯论文可以参考这边的影片:
https://youtu.be/AaDMSkpEfuI (短广告版本)
https://youtu.be/4-MUfXj4-Lo (完整报告版本)
- 数位学习方面：近两年的科技部计画都跟这方面有关，目前持续
每届有1-2位同学进行这方面的研究。近期相关的研究主题:
(有一些去年的旧文已经有提到，下面有这一年来一点点更新
、更详细的说明)
(1) 线上教学影片观看的理解程度推估：现在有许多使用混成教学
或翻转教学的课程会使用如NTU COOL (台大目前主要的线上学习平台)
让同学在非课堂时间进行影片为主的学习。在看影片时，如果使用
webcam对观看的行为进行传感 (肢体动作、脸部表情、视线观看萤幕
的地方等），我们是否可以训练出一个机器学习的模型，来推估同学理
解教学内容的程度呢？这样的模型可以应用在如学习历程的纪录和回顾
（例如平台可以优先建议同学复习观看时理解程度低的片段），或者以
群体的平均理解程度，提供老师参考，以修正特定影片片段的教学方式
。这部分的研究目前已经接近完成，准确率还不错!
(2) 线上教学影片观看速度的推估：在观看线上教学影片时，每个人都
会有看影片时产生的clickstream (点按接口上快转、播放、暂停、调
整速率等等的序列)。另外，每个人在看教学影片时，往往会为了效率、
或者提高理解程度，调高或调低播放速率。如果我们可以依照这只影片过
去被其他人播放的行为、以及目前观看的使用者的观看方式，推估最适合
的播放速率，对使用者而言可能可以使其观看影片的体验更好。我们是否
可以训练出有高准确率的模型来做这样的推估呢？
(3) 保有隐私的学习行为传感技术：
台大教务处在过去几年推动建置称为“未来教室”，便于进行分组活动的
新型教室。这类教室的桌椅是以一组5-7人布置，课程内容比较适合进行
分组解题、讨论、竞赛等。在大型班级中，教师或助教往往难以随时观察
到每一组的活动进行状况，而我们希望能够利用每一组的摄影机及麦克风
，透过即时的影音分析，让讲台上的仪表板可以显示各组的“投入程度”
。另一方面，我们也希望能够以去识别化的方式兼顾学生的隐私权。如何
使用可程式化、光学的方式去识别化，同时兼顾学习行为辨识的准确度，
是这个研究的主要目标。类似的技术也可以推广到教育以外的场域。
- 网球挥拍运动的动作分析: 这个题目有点跳tone（相较于我们在做的
其他主题），不过做一些跟光学、影像相关的运动相关主题是我以前的愿
望之一，正好有一位实验室的同学也有兴趣～这个专案中，我们和台大的
网球老师合作，使用摄影机拍摄网球初学者的挥拍动作，分析他的整体动
作的流畅度、重心、关节角度、移动速度等等，找出和高阶网球运动员的
挥拍动作的不同之处，并予以建议。
- 前两年的旧文中，智慧化牙齿美容、工控场域的资安等等都算是持续进
行中、但慢慢在收尾了。
另外想要说明一下。上面的题目都是进行中的研究主题，所以新生如果加
入我们的实验室应该不会做一模一样的题目。不过，这些或许可以让大家
对于实验室可以进行的研究方向、主题、应用等等有些概念。至于自己的
题目怎么订呢？通常是进来实验室后会跟我花不少时间来来回回讨论、定
义出合适的范围跟方向。
以上~
※ 引述《LesMiserable (企鹅)》之铭言：
: Hi 大家好,
: 又到了甄试放榜的季节。去年的今天(11/18)我po了下面的这篇文，讲了一下关于自己
: 做的研究、带学生的价值观、还有个人的一些历史等等。承蒙大家的支持，去年跟很多
: 非常优秀的同学面试，最后也找到了4位很棒的同学加入我们实验室。(我个人通常不喜
: 欢收到满额5或6位，觉得负担太重)
: 今年也希望认同我带学生的价值观、喜欢我们实验室的研究方向和方式的同学加入我们
: ，预计也会想要收4-5位硕士班同学。提供一些更新的资讯如下。
: ======
: 2021台大资讯工程系 蔡欣穆教授实验室招生
: 新生面谈时间：
: * 11/19 (五) 14:30-15:30
: * 11/22 (一) 14:00-16:30 (取消)
: * 11/23 (二) 10:00-12:00
: * 11/24 (三) 14:00-17:00
: 地点：线上 (一对一)
: 报名表单：https://forms.gle/bpkD7UBU9LoeF5r58
: 我们会尽速通知安排的时间及线上会议连结，请留意信箱。面谈前请务必先看过去年
: Open House 的影片，可以对我们做的研究有多一些了解：
: https://drive.google.com/file/d/1rzktZ8BC54iu0p1sXr-4jod0p2pm7mV-
: (需要part II的同学请来信)
: 今年的研究内容可以参考下方资讯。
: 有问题或是时间上无法参与的可以寄信到 [email protected] 或是打
: 02-3366-4888#424 询问，也可以直接写信给老师[email protected]。谢谢!
: ======
: 最近想做的研究和近期的一些研究update:
: * 数位学习 - 我持续在学校的数位学习中心帮忙（目前我是中心副主任），帮忙带
: NTU COOL (不知道这是什么的，可以参考去年的文章，或看这只影片:
: https://youtu.be/tW_Edaqv5BM) 团队发展新的功能。COOL平台也预计在明年秋季
: 成为台大唯一的教学平台。在COVID-19有影响的2020-2021年，平台搜集了很多影片
: 观看行为的资料。所以我们想要做一些相关的研究：
: (1) 观看影片行为的研究: 我们想要利用机器学习的相关方法，尝试寻找辨识"看影片是
: 否专注"、"看影片是否明白内容"等指标的特征。相关的传感资讯可能包含观看者的影像
: 、视线移动，操作影片播放的行为等等。
: (2) 未来教室中讨论式课程的行为研究: 台大的数位学习中心过去2年在全校建立了多间
: 的所谓“未来教室”，让有讨论、参与类型教学活动的课程可以更好的发挥。我们想要研
: 究在这样的课程中的学习行为，提供老师更多的现场回馈，让老师可以即时知道如何在不
: 同的组别中转换，提升参与度。想要多了解未来教室的，可以看数位学习中心拍摄的影片:
: https://youtu.be/iL0nVr3BY9o
: * 工业控制网络的资安 - 这个合作专案持续进行中。目前的方向是在需要验证的传感资料
: （包括影像、一般的惯性传感资料等）中，加入一些资料的验证机制，使得攻击者的攻击
: 成本提高，不容易伪造假资料或是使用过去的资料。
: * 光通讯和光定位 - 今年六月我们在ACM MobiSys这个系统国际顶尖会议中发表了我们新
: 一代的车间光通讯系统原型。这个系统实际可以装在我们实验室的两台车上～在高速公路
: 100 km/h的时速下，真的可以用光传输! 而且我们用了一个很酷的元件叫做Digital micro
: mirror device (DMD)，搭配算法来追踪多个光的发射端。有兴趣的同学可以看这边:
: https://youtu.be/AaDMSkpEfuI (短广告版本)
: https://youtu.be/4-MUfXj4-Lo (完整报告版本)
: 另外近期也在进行一个用车辆头灯发射定位讯号的车辆光定位系统，期望能够用比较低成
: 本、低计算量的方式，作为光达或雷达的替代方案。
: * 智慧化牙齿美容 - 今年我们团队跟台大牙医系合作了一个即时牙科比色的专案。目标是
: 希望为病人客制化陶瓷贴片时，可以考量病人原先牙齿的颜色，透过机器学习的方法，
: 预测不同牙科陶瓷材料的牙齿成色，推荐最适合的商品，使医师与牙技师在选用材料时更
: 加智慧且自动化。
: 以上~~
: 蔡欣穆 2021-11-18
: ※ 引述《LesMiserable (企鹅)》之铭言：
: : 各位graduate版的朋友大家好，
: : 我是蔡欣穆，想想来台大资讯工程系担任老师也已经十年了。
: : 一方面研究方向这几年有开始做一些新的，（我们实验室叫行动与车辆网络实验室，
: : 但是近年来做了很多不行动不车辆也不网络的研究）另一方面觉得最近疏于宣传自己
: : （我很少在FB或其他平台发文）、或者就只是步入中年危机(?)，感觉来谈的同学人数
: : 比以前少很多、或者来谈也有很多不熟悉我、或者是我们实验室在干嘛。我很希望
: : 能够找到适合一起做研究、一起开心相处两年的硕士班同学。如同一些电影说的
: : ，努力不一定会有成果，但是不努力一定不会有成果。
: : 所以今天就决定趁这次机会来效法前辈(像是交大的陈冠文老师XD)，写个介绍文，
: : 请大家给个机会XD。(这是我自己的ID po文。算算搞不好已经有10年没有在ptt po文了)
: : 一些比较细，但是容易查到的东西，可以到我的网页去看:
: : https://www.csie.ntu.edu.tw/~hsinmu/site/
: : 一些常常会被问的问题我放在后面 "常被问的问题"。
: : 另外想要问一些这篇没有的问题或者想要深入了解我们的研究，请参加下面的活动:
: : ==========================================
: : 蔡欣穆老师 行动与车辆网络实验室 新生说明会
: : 时间: 11/19 2pm
: : 地点: 台大资工德田馆 R309
: : ==========================================
: : -o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-
: : 11/19 16:40更新 说明会顺利结束了。
: : 今天的简报/说明有录影起来，连结如下:
: : https://tinyurl.com/y54sg8ha
: : 上面的连结是part 1，主要是讲我们实验室之前做过、或者进行中的研究。
: : part 2里面我有讲了一下新的、打算做的研究主题，就不公开放连结了。
: : 如果是新生有兴趣听听看的，可以来信索取part 2。
: : 有兴趣加入我们实验室的，可以寄信约时间聊。email在下面。
: : -o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-
: : 欢迎大家直接寄信给我约时间聊: [email protected]。
: : =====我觉得为什么要念硕班=====
: : 因为每年都要讲这段话，所以我决定写一个版本，这样以后就可以请新生自己来看。
: : 我认为硕士班对大多数人是最后一个当学生的时期。等到进了职场以后，其实就少有
: : (1)用大量时间学特定能力、技术; (2)用力的犯错、尝试新的事情，并且从中学到经验。
: : 那有什么是在硕士班才会练习、才能练习、并且在以前大学的时候少有机会的呢？
: : 我认为是自己定义问题、组织问题，看看过去其他人已经做到什么程度（找到相关的
: : 文献、快速阅读) 找到需要的资源去解这个问题（例如需要什么背景知识自己去找、
: : 去学）。"没有组织的学习" 相较于“老师都替你决定好作业、课程内容、project内容”
: : 的 "有组织学习"，应该就是硕班的主要目标了。而这个能力，我觉得是进入职场中，
: : 最需要的能力。这个能力，接续前一段的讨论，我觉得硕班是最后一个有效的训练机会
: : 了。
: : 但是要把上面这个做为主要目标，我个人觉得是需要放弃一些事情的。不管老师、学生
: : 都是。如果老师替学生已经选定了题目、而且在遭遇困难的时候常常直接告诉学生解法
: : 、要看什么paper、要用什么工具，其实研究成果往往会比较好。但是，我觉得这也同时
: : 失去了一些培养能力的机会了。我认为，台大的毕业生，应该是构筑想法+有执行力的人
: : ，而不应该只当一个听命行事工具人，不然的话就太可惜了。
: : 最近也常常和学生练习**如何说话**，不管是技术上的东西，或者是非技术的一些论述。
: : 很多技术能力超强的同学，讲不清楚自己的东西在干嘛，我觉得吃亏极了，也十分可惜。
: : 话说回来，学生在遭遇到问题老师不讲解法的时候，或者是在要求一些跟研究没有直接
: : 相关的面相时，往往很痛苦或很反弹，所以我或许就只是希望能够找到认同这样的想法
: : 的学生。前面提到的放弃，我觉得我前几年就做不太到。但是，这几年我升等完了，减
: : 少了一点"业绩压力"，虽然这件事我不见得可以做得很好，但至少我蛮希望在未来可以
: : 持续做一个"培养人"的老师，而不是"培养paper"的老师。(这不是完全相斥的目标拉，
: : 但是可以自己订下优先级)
: : =====我的研究=====
: : (想要详细看我们的研究在干嘛，请优先考虑来11/19 下午2点的说明会，时间地点资讯
: : 在上面有。这边只是大概讲一下概念。) 我们实验室过去专注在光通讯、定位的讯号处
: : 理技术，还有车辆、运输系统的设计。但是近年来已经扩展到许多不同的面向，有许多
: : 也会利用到机器学习的技术。
: : 最近想做的研究
: : * 数位学习 - 因为NTU COOL (可以看下面我最近在干嘛段落) 已经被全校性的使用，
: : 功能也渐渐完善，我们近期规划了一些相关的研究想要进行。这些研究，如果进行顺利
: : ，未来有很大的机会可以进入实际的系统。下面举了两个相关的议题作为例子。
: : (1) 观看影片行为的研究: 我们想要利用机器学习的相关方法，尝试寻找辨识"看影片是
: : 否专注"、"看影片是否明白内容"等指标的特征。相关的传感资讯可能包含观看者的影像
: : 、视线移动，操作影片播放的行为等等。
: : (2) 学习资料的视觉化: 学习平台上搜集了许多学习相关的行为资料，例如留言、缴交
: : 作业、浏览投影片等等。有没有什么比较好的方法，可以把一个时间轴上，所有学习的
: : 行为视觉化？这可以让学生更加了解自己花在不同课程、不同学习活动的时间分布、总
: : 时数等等，也可以让老师在同学同意开放资料的前提下，知道学生学习的状况。
: : * 救护车远端医疗 - 近期我们团队跟台北市消防局和台大医院急诊部合作了一个救护车
: : 远端医疗的专案。主要是希望透过网络传递救护车影像，让一些常见濒死的个案，在有明
: : 显征兆时，远端有经验的救护员透过影像可以提醒现场做适当的处置。之后希望能够在救
: : 护车上就可以透过机器学习的方法，进行这些征兆的辨识，并且在侦测到状况时提出警示
: : 。
: : * 工业控制网络的资安 - 这是跟国内一家大公司合作的专案。主要是希望在实际的工业
: : 控制网络中，利用环境中的光、声音讯号，作为额外的网络封包认证机制，增加骇客攻击
: : 实际的生产设备如机械手臂、焊接设备等等的难度。
: : 过去传统大家知道我在做的研究(简略说明)
: : * 光通讯和光定位 -
: : 我们之前几年主要的研究是使用可见光来做通讯和定位。我们实验室有两台汽车，上面有
: : 更改过后的车尾灯和头灯，可以使用灯的亮度快速变换，在车间做无线通讯。我们的系统
: : 实际上可以开到高速公路上，两车距离35-40公尺，仍然可以稳定传输资讯。过去这些研
: : 究曾经与美国Intel Labs、福特汽车合作。
: : 室内定位方面，我们有多项技术可以达到3-5cm的室内定位误差。光源以使用LED的灯管、
: : 灯泡等等发射讯号，利用手机的相机或者另外的光传感器，就可以做非常准确的定位。
: : 这个领域是我们实验室一直以来的主战场，技术发展也比较深入。
: : * 车辆系统相关研究 -
: : 我们曾经利用机器学习的技术建立模型，分析一种特殊的相机 Dynamic Vision Sensor
: : (DVS)的输出，利用影像来估计车辆的移动速度，作为低成本取代光达、雷达的选项。
: : 另外一个例子是，我们利用机器学习的技术建立一个推荐道路上的车辆要如何区分车道的
: : 模型，使车流更加通顺，减少塞车的机率。
: : =====大家很爱问的问题======
: : Q: 硕士班毕业标准是什么？
: : A: 要有一个等同于可以发表国际研讨会论文的研究成果。（但不一定要发表论文）
: : Q: 可以两年毕业吗？
: : A: 大多可以。但也有没办法的例子。大多原因是论文太晚开始写，极少数是因为研究做的进度太慢。
: : Q: 要不要接很多project？接project跟硕论有没有关系？
: : A: 不接和硕论无关的project。做的东西>90%都跟硕论有关系。
: : Q: 做比较多project有没有比较多钱？
: : A: 不会多做因此也不会多钱。但如果经济上有困难的话，可以谈谈如NTU COOL或是NASA
: : 相关的工读机会。
: : Q: 咪挺的方式跟时间？
: : A: 每周跟老师个别meeting (会跟别的1-2位同学分组，约1-2小时)。另外会有每周的
: : group meeting，报告进度给其他group member听，或者阅读相关论文后在group
: : meeting讨论。
: : Q: 实验室给多少薪水？
: : A: 这不好公开讲。但是应该会比平均值好~
: : Q: 老师会不会规定很多必修课
: : A: 我不太管学生要修什么课XD
: : Q: 硕一就要开始做研究吗
: : A: 是的、没错、就是这样（讲三遍可能还不够）。我们的研究大多是实作的，硕二再
: : 开始会太慢，怕来不及两年毕业。
: : Q: 一开始有没有人会带
: : A: 都会是老师直接跟同学meeting。但是实验室有两位博士班学长姐，如果碰到实际上
: : 的问题是有人可以讨论的。跟老师meeting前如果怕被电也可以征询他们的建议。
: : Q: 需不需要帮学长姊打杂做实验
: : A: 实验室的公共事务需要分工处理。但是不用帮学长姐做实验。
: : =====我最近在干嘛=====
: : (稍微跟研究没有那么相关的事情，但可以更了解我)
: : NTU COOL:
: : 当了几年老师之后，一直觉得想要做一点真的可以立即有人用的东西（相较于我的研究
: : 的产出）。2017年有个机会可以到学校数位学习中心服务，开始一个做新的线上教学平
: : 台的project。某方面来说，也跟我很喜欢用不同的方式来教同样的课程，想要让同学
: : 学得更好有关。时至今日，加上上学期疫情的"帮助"，从0开始的平台，在108-2学期有
: : 超过2000门的台大课程使用，约25000学生(超过80%的台大学生)，会在我们的平台上交
: : 作业、看教学影片、使用论坛问问题等等。我基本上把这个工作当作是在带一个新创团
: : 队，目前团队也有10个全职工程师、UX设计师、使用者支援等等。平台日渐成熟后，我
: : 们也开始开展一些相关的研究（所以可以在研究方向里面看到这个）。
: : NASA: 我在2012年左右创立了一个系上的学生团队叫做NASA
: : (Network Administration and System Administration)。这个团队主要是替系上维护
: : 所有的IT服务，包括网络的基础设施、机房、还有所有资讯服务(像是邮件、网页、工作
: : 站等等)。为了培养系上的同学有担任System Administrator (现在比较红的叫做System
: : Reliability Engineer, SRE, 或者Development & Operations, DevOps)
: : 的能力，我持续有开NASA课程，并且让同学参与一个1.5年的培训program。这是我在系
: : 上早期投入很多时间的事情，主要背景也是因为我在当兵的时候有接触网管工作、很有
: : 兴趣，因此觉得可以做些什么。期间也经历了系上机房砍掉重练、多次更新WiFi、更新
: : 网络到10Gbe骨干等等的。虽然最近我已经交棒给旭君、尚泽两位系上老师，但是我还是
: : 对这个团队有浓厚的感情的。
: : 教书: 我这几年都除了教上述的NASA课程，主要就是教系上大一、大二的必修，资料结构
: : 、算法方面的两门课。我觉得自己是很喜欢教学的人。虽然每次教的当下都非常痛苦
: : （因为时间不够），但是我每年都会想要尝试一些新的教学模式、方法，寻找用有限的时
: : 间就可以把同样的题材，更快速、更完整的让同学学会的方法。这几年已经使用影片教学
: : ，混成教学、翻转教学也利用上了，常常在课堂上让大家做一些现场互动的活动来加深理
: : 解。这也算是让我想要做教学相关研究的一个主要原因 - 找寻教得更好、学得更好的新
: : 方法。除了教必修之外，我也会教无线网络和通讯相关的研究所课程，训练需要这方面背
: : 景知识的资讯系同学。
: : =====我的过去=====
: : (放在最后是怕有些人觉得不想看很多字，但是觉得这些资讯也有助于了解现在的我为什
: : 么会做这些研究、做这些事情)
: : 我是系上B87第二十二届大学部系友。毕业以后当了两年兵，待在军医院里面当修电脑跟
: : 拉网络线的资讯官。大学的时候大多是在钢琴社、系学会鬼混，也花了蛮多时间去外面打
: : 工做web 2.0的东西(时代的眼泪)。
: : 后来到美国卡内基美隆大学的电机与电脑工程系(ECE, 算比较接近电机系）念了两年硕士
: : 和四年博士。(对，就是CS超有名的CMU，不过...我那时候算是念那边的电机系，CS没有
: : 申请上...)
: : 博士班的时候，做的研究是车内的无线通讯，每年暑假都会去密西根的通用汽车R&D做三
: : 个月的实习研究员，总共去了四次，合起来待了一年，很喜欢那边和车子相关的研究议题
: : ，又可以看到实际的产品。接近毕业的时候，原本已经几乎确定会去那边担任全职的研究
: : 员。不过2009年金融海啸，GM破产，后来我的正职职位就这样消失了。毕业前夕，我找美
: : 国业界的工作不太顺利（疏于刷code），所以就尝试着投投看台湾的教职，很幸运的我的
: : 母系录取了我。我当时觉得，虽然我一直觉得想要去业界，但是或许未来也真的找不到比
: : 回到以前喜欢的系上来教书更好的工作了，于是我就决定回来教书了。
: : 因为我很喜欢动手做，喜欢看得到实际成品的东西，所以从来不曾想像自己会有一天会当
: : 教授。唸博士班的时候，一次只能做一样老板设定好的研究，当了教授以后，觉得一次可
: : 以同时开展多样有趣的研究，觉得这应该是进入了这行工作以后，觉得最开心的地方。
: : ======
: : 感谢大家阅读到这边。如果有兴趣一起来做一点有趣的研究，并且一起努力训练自己的
: : 能力，就给个面谈的机会吧。：）