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时间:2019-01-09
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1、它们不是你想有就能有 哆啦A梦,当我的小跟班吧 锵锵!可可豆们对萌萌的“蓝胖子”哆啦A梦可不陌生,它是来自22世纪的猫型机器人,一路陪伴在大雄左右。大雄需要一日三餐为身体提供能量,你有没有想过哆啦A梦靠什么维持运转呢?难道是它最爱的铜锣烧?一起来考据一下吧! 漫画中有提到,哆啦A梦是由核能提供动力的。传统的火力发电通过燃烧煤炭为水加热,再用水沸腾后的蒸汽推动发电机上的涡轮来发电。核能发电的过程也大致如此,只不过能量来自核裂变。 那么一个核电站到底有多大呢?以我国的三门核电站为例,其占地面积大约740万平方米,相当于1000多
2、个标准足球场的大小,即使是最小的核反应实验室,也得有半间教室的大小。这么看来,哆啦A梦小小的身体是无论如何也装不下一个核能发电站的。 好吧,就算22世纪的科技已经强大到可以把偌大的一个核电站凝聚在哆啦A梦小小的身体里面(哆啦A梦的造价一定不菲),设计者有没有考虑过核安全问题呢?万一哆啦A梦受到了严重伤害,势必会发生核泄漏,这会对周围的小伙伴造成严重伤害,甚至是致命的。我们可不能冒这样大的风险!6 就算未来的科技能够确保哆啦A梦的核安全问题,核裂变产生的核废料处理同样令人头疼。大雄家对于这些放射性核废料显然束手无策,这就背离了哆啦
3、A梦从未来回到大雄身边给予陪伴和帮助的初衷,反而留下了一大堆麻烦。 等等,如果我们考虑核聚变呢?核聚变反应不像核裂变,不会产生核废料,非常清洁。但核聚变反应太过剧烈,目前还没有办法长期、稳定地控制其反应程度。就算到了22世纪,未来的人类真的可以把控核聚变的过程了,但核聚变所需的氘(dāo)和氚(chuān)的来源也是问题。虽然氘、氚在海水中大量存在,氚也能通过氘来制取,但是获得它们的过程非常复杂,目前还处于实验阶段呢! 因此,就能源方面来看,想要以目前的科技水平来维持哆啦A梦的活动还非常困难。不过可可豆们也不必灰心,勤奋的科学家
4、们夜以继日地研究,说不定哪天,我们就能解决以上难题,让核能变得更安全、清洁,也能装进哆啦A梦的身体里了呢! 大白,我想抱抱你 “你好,我叫大白,你的私人健康助理,我察觉到你需要医疗护理……” 超能陆战队中萌萌的大白是小宏的好朋友,能够行走,会拥抱。可是可可豆们有没有想过,机器人和人类是有差别的。 我们人类之所以能够行走、拥抱、做运动,都是由心脏这个动力泵为我们全身的运动提供驱动,再由大脑控制我们的肌肉,肌肉支配关节和骨骼来进行不同的动作。以人为例,人的手掌、手肘、肩膀在关节、肌肉及骨骼的帮助下不仅可以进行伸屈,还可以旋转。6
5、 再来看看机器人。机器人的控制系统相当于人类的大脑,同样,机器人由控制系统发出指令,传输到执行机构(如机械臂),来实现各种运动。大白的控制系统就是它身上的那枚芯片。 想让机器人自由行动?最简单的方法就是在机器人下方安装轮子,现在被广泛使用的扫地机器人就是靠轮子移动的。那么,如何让机器人像人类一样行走呢? 我们从只会爬行的小婴儿,到会走、会跑、会跳,需要花两到三年时间。为什么需要这么久?因为和四肢爬行相比,直立行走需要更精确地掌握身体重心,才不至于摔倒,同时也需要大脑发出更精确的指令,难度系数可不在一个层级上。机器人也一样,仿人
6、形(有两条腿像人一样)机器人要像人类一样灵活行走和完成各种高难度动作,在如今的科技水平上,还需要再突破。 机器人的运动稳定性一直是专家研究的难题,尤其是如何让它们在走路、跳跃、上楼梯时调整重心而不摔倒。即便是现今最厉害的人形机器人――谷歌公司的阿特拉斯(Atlas),也很难做到随时随地保持身体平衡。不过,在科研人员的努力下,阿特拉斯已经可以像人类一样用双腿直立行走,虽然有些笨拙,但它已经能够在户外穿越严酷地带,使用手脚攀爬。甚至在被推倒后也能自己爬起来,这已经是个奇迹了。6 好吧,大白的行走问题就算是解决了。再看看电影中,大白在
7、空闲时会放掉体内的气体,然后把自己塞到一个箱子里,下次使用时再充上气。像这样的充气玩具或者充气城堡可不少见,虽然表面上看起来它们和大白一样,都是由软软的外壳包裹,皮肤内部由气体填充,可它们不能像大白那样灵活行走。因为它们缺少重要的执行机构来实现各种动作,就只能老老实实地待着了! 再来看看大白的制作材料。目前,我们还只能用固体材料作为机器人的执行机构,也就是充当机器人的骨骼和肌肉,比如机械臂、碳纤维骨骼等。本田公司(Honda)在16年前第一次向世界展示的人形机器人阿西莫(ASIMO),就是用高分子材料制造的。它的手指、脚掌与人类相
8、近,其表面被安装了各种传感器,用来感知重量、方向,以便增加动作的精确度。阿西莫经升级换代后,现在已经可以帮助人类完成很多工作。而本田的最终目标,是让它进入百姓家承担起诸如照顾婴儿、老人以及残疾病人等护理工作,真正担当起家庭保姆的角色,
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