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盘点2013科技创新 先知机器人可预测未来事件

http://www.kexue.com 2013-12-24 08:40:21 科学网  发表评论

  科学网(kexue.com)讯 北京时间12月24日消息,随着2013年接近尾声,又到了一年一度的年终盘点时刻。本次盘点将焦点集中于科技生活,看看在这一年里又有哪些新奇有趣的技术发明问世。

  韩国推出半潜式游艇可不湿身游海底

  韩国EGO公司近日推出了一款神奇的半潜式游艇,让驾驶者可以在不弄湿自己的情况下畅游水下世界。这艘EGO-SE 450半潜艇被戏称为“企鹅”,其270度透明的中央船舱位于水下,两侧的船体则漂浮在水上。

  水下中央船舱设有两个座位,一个液晶显示屏和一套操控装备。你可以在这里操纵“企鹅”,也可以在两侧的水上船体上进行遥控,非常方便。由于中央船舱前面和两侧都装有透明玻璃,乘客可以在里面尽情欣赏水下世界。

  船舱前方还安装了具有高分辨率的摄像机,直接连接到了液晶显示屏上,有助于驾驶者看清周围环境,并判断航向。船舱底部还配有一套声纳系统,随时检测“企鹅”所处水域的水深,如果水的深度过浅,系统就会发出警报。

  “企鹅”使用的是螺旋桨推进系统,由设置在水上船体的电动推进器提供动力。在不需要推进动力时,这只螺旋桨就会折叠收入螺旋桨舱内。

  神奇充气沙发解决聚会无座位尴尬

  相信许多人都有一个困扰,在举行聚会、派对的时候,往往因为人数众多,客人没有地方就坐,为此购买椅子沙发又十分浪费。不过未来,这样的尴尬即将化解。

  根据外国媒体报道,目前有设计师设计了全新的充气沙发,比起普通的座椅,它利用充气展开,日常可以放在家中的任何角落,展开后可以容纳30位客人。

  这款沙发名为Beach7 AirLounge,简单方便成为它的代名词,设计者表示它可以在任何场合使用,特别是家中派对,在院子或者沙滩它是最好的选择。不过想购买这样的沙发也要花费不小的代价,目前售价7000美元(约4.2万人民币)。

  物理公式揭秘贝克汉姆精准任意球

  20多年的职业生涯中,贝克汉姆给人们留下了许多经典时刻,特别是他的招牌任意球。莱斯特大学的学生们已经发表了一份论文,论文中陈述了踢出弧线球的最佳方式。莱斯特大学物理和天文学系的四位硕士学位学生已经发现了一个公式,可以解答当球员踢出旋转球时足球如何曲线前进。贾斯敏-桑德胡、艾米-爱丁顿、马修-格兰特和内奥米-罗-格尼发现足球在空气中的弯曲总量、飞行速度和角速度或者“旋转”之间都存在联系,而且适用于足球运动。

  当一个足球在空气中旋转的时候,它会承受一种名为马格努斯力的作用力,这种力会让它偏离最初的方向向侧面旋转。研究团队发现这种力作用下足球弯曲的距离(D)与足球的半径(R)、空气的密度(ρ)、足球的角速度(ω)、足球在空气中飞行的速度(v)、足球质量(m)和足球所踢方向上移动的距离(x)有关。

  比如说,如果一个球员站在边线15米远的地方正常踢球,足球会以35米每秒飞行而且会获得10转每秒的角速度,足球会弯曲5米飞向球门。结果如果他们想在一场比赛期间验证这个理论的话,球员或许将需要携带一个卷尺,那样也可以用作评估他们的能力。

  “先知”机器人可精准预测未来事物

  美国康奈尔大学个人机器人实验室开发出一款机器人,能学习预测人类行为,以便进一步在人类需要时伸出援助之手——更准确地说,是滚过来伸出援助之爪。

  要理解该在什么时候、什么地方倒啤酒,或知道在什么时候帮忙打开冰箱的门,这对机器人来说还很困难,因为估计位置面临着许多变化因素。但现在,康奈尔大学研究小组已经找到了解决方案。

  这款新机器人用一个微软Kinect 3D摄像机和一个3D视频数据库,紧密跟随盯着“主人”,能识别出它所看到的行为,“思考”该环境中各种目标物的可能用途是什么,并确定那些用途怎样才能与主人的行为相匹配。然后,它会生成一系列的可能性——比如吃东西、喝饮料、做清洁、收拾物品等——最后选择最有可能的一项。随着行为的持续,机器人也在不断更新和改善它的预测。

  “我们总结提炼了人类行为的一般规则。”康奈尔大学计算机科学教授阿苏托什·塞克森纳解释说,“喝咖啡是一项‘大活动’,但它包含了许多小部分。”机器人为这些小部分建立了一个“词汇表”,能将它们以不同方式组合在一起,从而识别出多种“大活动”。

  在测试中,当机器人预测未来1秒钟要发生的事时,准确率达到82%;预测3秒钟的事准确率为71%;而预测未来10秒的准确率为57%。

  飞秒激光成功打造“时空隐形衣”

  近日美国研究人员表示,他们已经研制出一种制造光纤通讯中的“时空斗篷”的方法,其可以防止偷听,因此有望改进光纤通讯的安全性,也可用于军事、国土安全或者执法等领域。

  早在2012年就有其他科学家发明了这种“时间斗篷”,但其隐藏的时间仅为光纤通讯中用于发送数据的时间的千万分之一。现在,普渡大学的研究人员将其提高到千万分之四十六,使其有望用于商业领域。另外,在以前的“时间斗篷”研究中,科学家们需要用到复杂的、能超快速发射脉冲的“飞秒”激光器,但最新研究只需要用到商业光纤通讯中常用的调相器。

  在最新研究中,研究人员通过操控光脉冲的相位实现了“时间斗篷”。他们解释道,如果一种正在上升的光波与其他正在下降的光波相遇,它们会相互抵消,使得光强为零。光波的相位决定了这些波之间的干涉程度。

  该研究的领导者、普渡大学的研究生约瑟夫·卢肯斯说:“通过让这些光波相互干涉,我们可以让它们等于1或者0,位于信号为零的地方的任何数据都会被"隐形"。控制光波的相位使我们可以用传输信号0和1来通过光纤发送数据。”

  远视隐形眼镜可令普通人可拥超级视力

  设想一下,你眨一下右眼就能够像望远镜一样将视觉放大,而眨一下左眼就能够恢复正常的视觉。这只是远视隐形眼镜的一种可能性应用,这项新技术是由加州大学圣地亚哥分校和瑞士洛桑联邦高等理工学院共同开发的,加州大学圣地亚哥分校的科学家们已经设计出了远视隐形眼镜的望远镜部分。科学家称让这项技术成为亮视点店铺中的商品,还需要新兴技术,或许其中就包括3D打印技术。

  科学家称,这个月他们已经成功开发出远视装置。这种特殊的透镜由两部分组成:不会改变使用者视线的中圈和能够像双透镜望远镜一样折叠的多层反射材料。为了能够在正常视觉和放大视觉之间转换,使用者需要佩戴一副类似于观看3D电视时所使用的眼镜。同时佩戴玻璃眼镜和隐形眼镜似乎有点违反常规,但是这些玻璃眼镜能控制外部光线。加州大学圣地亚哥分校的首席开发员Joseph Ford教授说道:“接下来的问题就是,我们能否找到一种方式不会让人们尖叫着抓出自己的眼睛。”

  谷歌开发核爆软件,亲身体验摧毁城市快感

  谷歌最近推出了一种新的交互式地图体验应用,在这款软件中,操作者可以选择一枚核弹,然后亲自按下发射按钮,把它投向自己选择的任意一个世界城市中,并根据计算机的实时演算结果,知道这枚核弹所波及到的区域面积以及伤亡人数等相关信息。

  这款软件的最真实之处,就是它包含了人类历史上所有真实存在过的核弹,比如最著名的投放于广岛的“小男孩”原子弹,人类制造过的最大的纯裂变式核弹“艾薇王”,以及2006年朝鲜实验性质的核弹等等。选定之后,用户将可以选择投放地点,由于使用了谷歌地图的资料,因此体验者可以将目前世界上的任何一座城市或地区作为目标。

  当然,核弹爆炸后最重要的景象就是蘑菇云,这款软件对于这一点也做了真实的模拟,内置的“云行为方程”是由美国原子能委员会专家亲自编写的,通过了民事效果测试操作,已经完全达到了军用模拟的级别。当然,系统还会模拟出核爆后的城市面貌以及伤亡人数等各项要素。

  “死亡时间测试”可知寿命几何

  近日科学家研发了一种能够预测你还能活多久的“死亡测试”。这种手表式的设备是为了鼓励用户保持身体健康,它的工作原理是发射激光以分析皮肤下方血管里的重要细胞。这种小的内皮细胞是人体健康的关键指标,该设备的发明者表示通过监测这些细胞,他们能够确定那些衰老速度快于正常水平的被试者。

  一旦这些测试被完善,它们将能够最终预测一个人还有多少年的生命。例如,某人可能被告知如果他们不改变自己的生活方式,他们很可能在未来20年内死亡。

  对内皮——名为毛细血管的小血管里内皮细胞所处的皮肤层——的分析将预测某人是否有癌症或者痴呆。英国兰卡斯特大学的物理学家们发明了这项技术,他们希望人们将使用这些预测信息改善自己的身体健康状况。

  虽然,有些人可能会改变自己的生活方式以保持最佳状态,但其他人可能会采取宿命论的方式。养老保险公司可能会使用这些信息改变保险费用和支出。(科学网kexue.com 郑昊)

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