女子三人组如何在科技黑客松中获胜

作者：梅慧娟于 2024年3月8日

文章重点

今天，世界各地都在庆祝国际妇女节，以表彰女性的成就并推动性别平等。在这重要的日子里，分享一个真正体现这一精神的故事再合适不过了。本篇博文讲述了在传统上男性主导的科技行业中，三位女性在最近的Tech to the Rescue黑客松中展开的非凡旅程。希望这会激励更多女性参加相关活动，利用她们的时间和才能，在社区和世界范围内发挥积极的影响力，正如Tech to the Rescue所提供的机会。

黑客松概述

Tech to the Rescue帮助科技公司通过将其与雄心勃勃的非营利组织配对，利用科技促进其事业。去年12月，这个机构与 AWS 合作举办了空气质量黑客松。黑客松的挑战在于参与者需创造出前沿科技来对抗空气污染这一“无声的杀手”。此次活动吸引了来自五大洲和27个国家的240名工程师和创新者，其中有超过50名技术导师提供支持。大家共同开发了33个解决方案，以应对七个空气污染挑战，并有30000美元的资金用于支持和捐赠。

我们的动机

我是在 AWS 认证部门的心理测量学和数据科学小组中工作，我的任务是为成千上万的 AWS 认证考生创建有效且可靠的 AWS 认证考试。

2023年11月中旬，我得知了空气质量黑客松，心中强烈想要参加的使命感涌上心头。随后，我以“心理测量学家”队的队长身份注册了这个活动，并和同事 Vinita Talreja 及 YeCherylMa 组队。我们三人从未参加过任何黑客松，但我们兴奋地想试一试！

12月是我们团队一年中最繁忙的时期，我还记得清楚地请求我的经理安贺丽Anjali Weber允许我投入两天半的时间参加此次活动。她对我们的年末工作和任务表示担忧。此外，心理测量学是一个独特的领域，和技术公司开发者、数据工程师及数据科学家的工作重合较少，这些人更熟悉此次活动所提出的挑战。这意味著我们成功交付解决方案的机会可能微乎其微。但受到 AWS 领导原则“学习与好奇”的启发，我向我的经理保证：“我们不会赢，但这是一个很好的机会让团队去跳出思维框架，与更大的社区互动，学习一些可能对广泛受众产生影响的知识。”她回应道：“你们都是超级女英雄，我全力支持你们！”

挑战

我们选择了由能源与清洁空气研究中心CREA在波兰提出的第七个挑战。我们的任务是建立一个监督式机器学习模型，准确预测来自台湾11个电厂的氮氧化物NOx排放量由CREA提供作为基准值。可能的预测值嵌入在2019年3月1日至2023年9月30日收集的14877张卫星图像中。每张图像涵盖了39042个经纬度坐标，其中11个对应 CRE 的监测电厂的地点。这些数据总计达到65395350个数据点。

在如此巨大的数据集建模过程中带来了不少挑战，尤其是考虑到在这四年时间内的任何一天内，由于天气条件，卫星数据中可能会缺失预测值。这进一步增加了数据挖掘的挑战，数据挖掘是开发 ML 模型中最关键也最耗时的步骤。

技术旅程

面对这一艰巨的数据挑战，我们制定了分析策略。我们首先使用哈弗辛Haversine公式计算每个电厂与网格坐标之间的距离。然后，利用这一距离过滤出距离电厂50英里范围内的数据。这种方法不仅大幅减少了建模所用数据的大小，从65395350减少到106840，还创造性地合理填补了那11个电厂在任何一天的缺失预测值。

数据缩放与转换也是建立成功 ML 模型的关键步骤。我们彻底检视了可能的预测值的分布，评估了它们与我们需要预测的NOx排放值之间的关系，并根据不同预测值选择不同的转换技术，以产生接近正态分布的数据。

最后，我们没有训练单一的 ML 模型，而是选择使用 AutoML由亚马逊员工开发的Python套件方法，利用Amazon SageMaker来确定NOx排放值与预测变量之间的关系。经过所有这些步骤，我们的AutoML模型取得了09079的R平方值，显示出非常有希望的结果。作为受过严格培训的研究人员，即使在极其紧迫的时间限制下，我们还是设法记录了本项目的所有步骤，并录制了一个20分钟的演示，帮助黑客松的评审和导师理解背后的逻辑并评估最终结果。在与时间的赛跑中，我们经过超过36小时的努力，提交了我们的结果，心中默默期待。

比赛之外

在黑客松的最后一天早上7点 EST，我们收到通知，我们的解决方案在比赛中表现卓越我们在七个挑战中获得了第一名！

在与评审和导师的30分钟问答环节后，这一胜利使我们进入了最终回合，被选为前三名决赛选手之一，获得了1000美元的奖金。

虽然最终没有夺得最高奖，但我们被告知这是个艰难的选择，评审对我们的原型在准确估算排放污染物方面的能力感到印象深刻，并强调它的潜力和可能的影响。

创意胜利

在对结果感到激动时，我们意外得到了一个快乐的惊喜：我们的团队也在团队照片竞赛中获胜。在这36小时的高强度编码和文档整理过程中，我们抽出时间使用AI工具创建了一张描绘我们作为三位快乐的女士程序员与可爱宠物的照片。这一胜利又让我们赢得了1000美元的奖金，我们全额捐给了我们的任务赞助商CREA。

作为获胜者，我们还有机会通过WWF UK采用一只动物，而我们选择了企鹅。赢得这场比赛体现了女性在科技社区中可以带来的独特视角将创意与同情心、以及对周围世界的深切关怀结合起来。

激励女性进入科技领域

我们在空气质量黑客松的旅程有力地证明了女性在科技行业中能够产生的影响力，不仅限于行业内部，还能解决社会和环境问题。我们在活动中充满兴奋，但对自己的技能能走多远并不确定。但在整个过程中，我们愿意成为好的学生，保持开放和好奇的心态。我们的多元化、合作以及深邃的分析思维导致了我们的成功，并对自己辛勤工作的结果感到无比骄傲。

我们希望我们的经验能成为鼓励女性投身于技术行业的重要标杆，为有意义的事业贡献自己的技能。你的才能和创意可以改变世界！随著我们不断打破障碍并互相支持，我们希望你能加入我们，运用科技造福人类。一起，我们有能力改变世界！