世界上的科学家有谁?
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:语文作业 时间:2024/08/17 23:19:26
世界上的科学家有谁世界上的科学家有谁?
![世界上的科学家有谁?](/uploads/image/z/15401802-66-2.jpg?t=%E4%B8%96%E7%95%8C%E4%B8%8A%E7%9A%84%E7%A7%91%E5%AD%A6%E5%AE%B6%E6%9C%89%E8%B0%81%EF%BC%9F)
解题思路: 多读课外书,多做笔记,多积累,学会活学活用。
解题过程:
会思考的机器人、用水做燃料的宇宙飞船、多年生的麦子、能“感觉”到苍蝇落下的人造皮肤……这些科学家的研究和发明各有所长,但都与众不同,充满野心。
欧文·霍兰德——思想者机器人
欧文·霍兰德的机器人一点都不可爱。它只有一只乌贼似的大眼球,配上热塑性塑料制成的惨白骨架,还有卷成一团、暴露在外的机械内脏,看上去就像是《太空堡垒卡拉狄加》里塞隆人(C ylon)的上半身。
如今的机器人都不同凡响,本田研制的A sim o机器人会翻跟斗,iR obot公司推出的R oom ba家居清洁机器人能钻到沙发底下打扫卫生,霍兰德的机器人对这些花活一窍不通,任何时候都没机会参加商业表演,但他信心满满,理由是它将能完成更加惊人的任务:思考。
在人工智能和机器人技术领域,“思考”是一个难以捉摸的词儿。“机器人制造本质上是一门工程学,在这个领域研究机器意识,你是走不了多远的。”坐在英国苏塞克斯大学的实验室里,从心理学转攻机器人制造的欧文·霍兰德侃侃而谈,“但我都快退休了,不在乎这个。”他设计的这个ECCE机器人 (Em bodiedCognitionina Com pliantlyEngineeredR obot,指该机器人不但在工程学上适应性好、顺从性强,而且表现出类人的认知能力;同时,“ecce robot”也有“瞧!机器人”的双重含义),就是通过一个“仿人”的“人体结构”来实现认知,其椎骨、肌肉和肌腱都与真人相仿。霍兰德说,EC C E机器人那松软的身体“没有内在的固性”,“如果我们关了电源,它会瘫软成一团,跟你我一样。”而这就是设计的创意所在——知道如何控制这一系统,你可能就明白了大脑是如何控制人类的身体的。
为此今年霍兰德打算升级ECCE机器人,给它配上张力传感器,让它具备本体感受(也就是能够说出自己身体各个部件在哪里的能力),再配上微软的体感交互式立体游戏控制器系统K inect,使它具备深度知觉。霍兰德的目标是让机器人与环境有更好的交互作用,他认为这是意识产生的基础。
那么,是不是到振臂欢呼我们的 “机器人之王”诞生的时候了?还没那么快。也许最后,E C C E机器人可以旋转着“走”进一个房间,看到桌上滚着一个球,伸手把它捡起来。“前提是我们的控制系统没有崩溃和烧坏,”霍兰德说。只是,如果ECCE机器人真的可行,它的身体将跟我们的相似,那么它一定会下意识地将自己的身体与我们的身体进行比较,这也是顺理成章的事儿,因此,希望以后几代E C C E机器人的外表能有所改进——就像弗拉京(frakking)烤箱那样,酷毙了。
布莱恩·迈克奈尔——太空牛仔
在一般人的观念里,将人类送往另外一个星球是一段昂贵、危险、不太舒适,而且依照目前的技术难以实现的旅程。但是电信大亨布莱恩·迈克奈尔认为他找到了解决之道:只要加水就成。
在《英国星际学会志》上发表的一篇文章中,身为工程师和太空迷的迈克奈尔说,他的水能“太空梭”可利用现有技术,以不到10亿美元的成本,将宇航员送往火卫一。要把人送到火星,最便宜大概要300亿美元,约为美国宇航局年预算的两倍,相对于发射人造卫星或者送机器人上去的成本,可以说是一笔天文数字。但就太空旅行而言,重量是与成本成正比的,为了保证宇航员的生存,以及把他们安全送回地球,你得同时发射很多饮用水,那玩意真的很重。同样,推送着飞船穿越茫茫太空的火箭的化学燃料也不轻。“这是一个非常花钱的事业,”迈克奈尔说。“要脱离纸上谈兵,落到实处,谈何容易。”
迈克奈尔的计划解决了燃料问题。在太空中,飞船不需要利用瞬时能量来加速,它们可以随着时间的流逝自行加速。这意味着它们可以使用比较经济的电热推进系统—— 环地轨道设备常用的动力。这些设备的发动机用微波把气体加热到高温,然后推动气体通过一个喷嘴,产生冲力。它们使用的燃料是什么?水。在太空飞梭上,这些水可以用来浇灌菜园、花园,为宇航员解渴,也可以形成一道屏障,阻挡外太空防辐射,最终它将用作燃料,以补偿自身重量带来的运载成本(可将维持整个旅程所需要的水以冰冻形式储藏在船体内)。人们可以使用较小的火箭先把太空梭送往环地轨道,然后转而使用水驱动方式。这种技术较为简单,现在已经存在。
虽然听上去既先进又优雅,但就目前来说,迈克奈尔的设想还有些乐观。不过,向来知难而进的他准备启动一种类似X大奖的竞赛,由Lam inar Research资助,以改进技术,提高知名度。因为对太空旅行来说,最难迈出的就是第一步。
韦斯·杰克逊——种植高手
一万年来,人类耗尽了地下水,污染了土地和海洋,把曾经肥沃的原野变成了贫瘠的荒地—— 而这都是为了能种点吃的。植物遗传学家韦斯·杰克逊希望改变这一切,他的计划是:培育出多年生农作物,让农业重新焕发生机。
杰克逊认为,传统农业几乎所有问题都源于一个事实:农作物是一年生的——在一年之内,它们发芽、生长、结出果实,然后死掉。每季都要重新种植,撕碎了土地,扰乱了脆弱的土壤生态系统。但我们不能简单地责怪20世纪的“大农业”或高投入、高产出的“绿色革命”,要怪只能怪新石器时代那个率先省下一把种子撒到地里,而没有把它们放到锅里煮了吃的人。
最初的农民“驯化”的都是一年生作物,比如小麦、玉米、大麦、小扁豆、豌豆,这些作物种子最大,产量也最高,但它们只是“寄生”作物,对环境回报有限。只有多年生植物才会生长出发达的根系,造就健康的土壤,能保存水分并循环利用养分(秋天收割之后,春天它们又会从根部重新长出来)。只有多种多样的物种共同生活在一起,自然界才处于最佳的运转状态。但我们的做法却是让遗传意义上同质的作物覆盖了大片土地,而且我们还犁地、喷药、施肥。杰克逊认为,现代农业这样的做法是无法持续发展的,“不来一次新的绿色革命,我们将毁掉整个土壤。”
因此,过去30年来,杰克逊都在寻找替代方法。他在堪萨斯州萨利纳成立的土地研究院现在蓬勃发展,吸引了不少拥有博士学位的科学家。研究院里有可以抵御龙卷风的种子储存设备,有种子分拣机器人,也有相应的研究计划。杰克逊说,最近培育的“克恩莎”(小麦的亲缘植物,多年生)在10年内就可以投入实际种植;一种多年生的向日葵和耶路撒冷洋蓟杂交品种也在培育中,产量尚待提高;伊利诺斯合欢草(一种美国本土豆科植物)或许会成为最先被驯化种植的多年生豆科植物之一。毕竟,同1万多年土地耕种的漫漫历史相比,再进行30多年的努力也是值得的。
鲍哲楠——皮肤制造者
个人得脸皮很厚才能在这个疯狂的世界好好生活下去,但是皮肤又必须保持高度的敏感性。今时今日,因为有了铝合金和碳纤维等材料,制造机器人和义肢面临的初步问题已经解决。但是脸面问题呢?要知道,没有什么覆盖物可以与真正的皮肤媲美——人类皮肤的触觉敏感度很难再创造,特别是大面积柔韧的表层。
化学家鲍哲楠立志解决这个问题。她一直在研发“压力像素”,它由可以伸缩、尺寸微小的有机场效晶体管制成,别小看这种弹性的薄片,它融合了硅片设计和纳米制作领域40年来的尖端科技。去年,鲍哲楠在斯坦福大学领导的团队精心地将一种名为聚二甲基硅氧烷(简称PDM S)的聚合体片插入有弹性的电极内,创造出了“电子皮肤”。当你施加压力,PD M S便会收缩,引起可以测量的电容变化。理论上说,这种材料可以“察觉”3帕斯卡那么小的压力(大约与一只苍蝇站在上面的压力相当),而且感应速度很快,苍蝇每迈出一步,它都能觉察到(PD M S存储电荷的能力与其厚度直接相关。几年前,由东京大学的染矢高雄领导的研究人员曾利用这一特性,把PD M S作为柔性有机晶体管中的绝缘层,使其起到压力传感器的作用。但这些传感器具有局限性:当受到压缩时,PD M S分子改变构造,并且它需要时间恢复到原始状态。鲍通过模仿竖立在可触面上的聚合材料的微柱阵列来解决这个问题。这种设计允许材料弯曲并迅速回复到其原始形状,这意味着有可能进行接二连三的压力测量。)
鲍哲楠的目标是让人造皮肤可以完全摸拟人类皮肤的功能,但“这还需要很长时间”。高度敏感的人造皮肤应用很广,它可以成为烧伤皮肤移植手术的材料,给假肢以触觉,使它能够掌控小件物体,帮助机器人在拿起精巧的物品时不碰坏它们,或者用来制作遥控外科工具,使得外科医生不仅能看到,还能感觉到他们正在探索的内脏。
最酷的是,人工皮肤可以走得更远,而不只是停留在复制人类皮肤功能的水平上。“我们可以引进超越皮肤之外的其他功能,”鲍说。比如制作化学传感器——可以帮助美国交通运输安全署安检人员“摸”到火药的手套,或者制作生物探针,如果义肢与人体的接触点受到感染就能检测到。此外还有远程性爱的应用,等等。目前,鲍哲楠和其他研究小组正专注于开发新的传感材料,提高其信号处理能力。鲍说,人工皮肤与人类神经系统的全面融合“还十分遥远”,“但是随着技术的进步,你可以看到它们逐渐融为一体。”
解题过程:
会思考的机器人、用水做燃料的宇宙飞船、多年生的麦子、能“感觉”到苍蝇落下的人造皮肤……这些科学家的研究和发明各有所长,但都与众不同,充满野心。
欧文·霍兰德——思想者机器人
欧文·霍兰德的机器人一点都不可爱。它只有一只乌贼似的大眼球,配上热塑性塑料制成的惨白骨架,还有卷成一团、暴露在外的机械内脏,看上去就像是《太空堡垒卡拉狄加》里塞隆人(C ylon)的上半身。
如今的机器人都不同凡响,本田研制的A sim o机器人会翻跟斗,iR obot公司推出的R oom ba家居清洁机器人能钻到沙发底下打扫卫生,霍兰德的机器人对这些花活一窍不通,任何时候都没机会参加商业表演,但他信心满满,理由是它将能完成更加惊人的任务:思考。
在人工智能和机器人技术领域,“思考”是一个难以捉摸的词儿。“机器人制造本质上是一门工程学,在这个领域研究机器意识,你是走不了多远的。”坐在英国苏塞克斯大学的实验室里,从心理学转攻机器人制造的欧文·霍兰德侃侃而谈,“但我都快退休了,不在乎这个。”他设计的这个ECCE机器人 (Em bodiedCognitionina Com pliantlyEngineeredR obot,指该机器人不但在工程学上适应性好、顺从性强,而且表现出类人的认知能力;同时,“ecce robot”也有“瞧!机器人”的双重含义),就是通过一个“仿人”的“人体结构”来实现认知,其椎骨、肌肉和肌腱都与真人相仿。霍兰德说,EC C E机器人那松软的身体“没有内在的固性”,“如果我们关了电源,它会瘫软成一团,跟你我一样。”而这就是设计的创意所在——知道如何控制这一系统,你可能就明白了大脑是如何控制人类的身体的。
为此今年霍兰德打算升级ECCE机器人,给它配上张力传感器,让它具备本体感受(也就是能够说出自己身体各个部件在哪里的能力),再配上微软的体感交互式立体游戏控制器系统K inect,使它具备深度知觉。霍兰德的目标是让机器人与环境有更好的交互作用,他认为这是意识产生的基础。
那么,是不是到振臂欢呼我们的 “机器人之王”诞生的时候了?还没那么快。也许最后,E C C E机器人可以旋转着“走”进一个房间,看到桌上滚着一个球,伸手把它捡起来。“前提是我们的控制系统没有崩溃和烧坏,”霍兰德说。只是,如果ECCE机器人真的可行,它的身体将跟我们的相似,那么它一定会下意识地将自己的身体与我们的身体进行比较,这也是顺理成章的事儿,因此,希望以后几代E C C E机器人的外表能有所改进——就像弗拉京(frakking)烤箱那样,酷毙了。
布莱恩·迈克奈尔——太空牛仔
在一般人的观念里,将人类送往另外一个星球是一段昂贵、危险、不太舒适,而且依照目前的技术难以实现的旅程。但是电信大亨布莱恩·迈克奈尔认为他找到了解决之道:只要加水就成。
在《英国星际学会志》上发表的一篇文章中,身为工程师和太空迷的迈克奈尔说,他的水能“太空梭”可利用现有技术,以不到10亿美元的成本,将宇航员送往火卫一。要把人送到火星,最便宜大概要300亿美元,约为美国宇航局年预算的两倍,相对于发射人造卫星或者送机器人上去的成本,可以说是一笔天文数字。但就太空旅行而言,重量是与成本成正比的,为了保证宇航员的生存,以及把他们安全送回地球,你得同时发射很多饮用水,那玩意真的很重。同样,推送着飞船穿越茫茫太空的火箭的化学燃料也不轻。“这是一个非常花钱的事业,”迈克奈尔说。“要脱离纸上谈兵,落到实处,谈何容易。”
迈克奈尔的计划解决了燃料问题。在太空中,飞船不需要利用瞬时能量来加速,它们可以随着时间的流逝自行加速。这意味着它们可以使用比较经济的电热推进系统—— 环地轨道设备常用的动力。这些设备的发动机用微波把气体加热到高温,然后推动气体通过一个喷嘴,产生冲力。它们使用的燃料是什么?水。在太空飞梭上,这些水可以用来浇灌菜园、花园,为宇航员解渴,也可以形成一道屏障,阻挡外太空防辐射,最终它将用作燃料,以补偿自身重量带来的运载成本(可将维持整个旅程所需要的水以冰冻形式储藏在船体内)。人们可以使用较小的火箭先把太空梭送往环地轨道,然后转而使用水驱动方式。这种技术较为简单,现在已经存在。
虽然听上去既先进又优雅,但就目前来说,迈克奈尔的设想还有些乐观。不过,向来知难而进的他准备启动一种类似X大奖的竞赛,由Lam inar Research资助,以改进技术,提高知名度。因为对太空旅行来说,最难迈出的就是第一步。
韦斯·杰克逊——种植高手
一万年来,人类耗尽了地下水,污染了土地和海洋,把曾经肥沃的原野变成了贫瘠的荒地—— 而这都是为了能种点吃的。植物遗传学家韦斯·杰克逊希望改变这一切,他的计划是:培育出多年生农作物,让农业重新焕发生机。
杰克逊认为,传统农业几乎所有问题都源于一个事实:农作物是一年生的——在一年之内,它们发芽、生长、结出果实,然后死掉。每季都要重新种植,撕碎了土地,扰乱了脆弱的土壤生态系统。但我们不能简单地责怪20世纪的“大农业”或高投入、高产出的“绿色革命”,要怪只能怪新石器时代那个率先省下一把种子撒到地里,而没有把它们放到锅里煮了吃的人。
最初的农民“驯化”的都是一年生作物,比如小麦、玉米、大麦、小扁豆、豌豆,这些作物种子最大,产量也最高,但它们只是“寄生”作物,对环境回报有限。只有多年生植物才会生长出发达的根系,造就健康的土壤,能保存水分并循环利用养分(秋天收割之后,春天它们又会从根部重新长出来)。只有多种多样的物种共同生活在一起,自然界才处于最佳的运转状态。但我们的做法却是让遗传意义上同质的作物覆盖了大片土地,而且我们还犁地、喷药、施肥。杰克逊认为,现代农业这样的做法是无法持续发展的,“不来一次新的绿色革命,我们将毁掉整个土壤。”
因此,过去30年来,杰克逊都在寻找替代方法。他在堪萨斯州萨利纳成立的土地研究院现在蓬勃发展,吸引了不少拥有博士学位的科学家。研究院里有可以抵御龙卷风的种子储存设备,有种子分拣机器人,也有相应的研究计划。杰克逊说,最近培育的“克恩莎”(小麦的亲缘植物,多年生)在10年内就可以投入实际种植;一种多年生的向日葵和耶路撒冷洋蓟杂交品种也在培育中,产量尚待提高;伊利诺斯合欢草(一种美国本土豆科植物)或许会成为最先被驯化种植的多年生豆科植物之一。毕竟,同1万多年土地耕种的漫漫历史相比,再进行30多年的努力也是值得的。
鲍哲楠——皮肤制造者
个人得脸皮很厚才能在这个疯狂的世界好好生活下去,但是皮肤又必须保持高度的敏感性。今时今日,因为有了铝合金和碳纤维等材料,制造机器人和义肢面临的初步问题已经解决。但是脸面问题呢?要知道,没有什么覆盖物可以与真正的皮肤媲美——人类皮肤的触觉敏感度很难再创造,特别是大面积柔韧的表层。
化学家鲍哲楠立志解决这个问题。她一直在研发“压力像素”,它由可以伸缩、尺寸微小的有机场效晶体管制成,别小看这种弹性的薄片,它融合了硅片设计和纳米制作领域40年来的尖端科技。去年,鲍哲楠在斯坦福大学领导的团队精心地将一种名为聚二甲基硅氧烷(简称PDM S)的聚合体片插入有弹性的电极内,创造出了“电子皮肤”。当你施加压力,PD M S便会收缩,引起可以测量的电容变化。理论上说,这种材料可以“察觉”3帕斯卡那么小的压力(大约与一只苍蝇站在上面的压力相当),而且感应速度很快,苍蝇每迈出一步,它都能觉察到(PD M S存储电荷的能力与其厚度直接相关。几年前,由东京大学的染矢高雄领导的研究人员曾利用这一特性,把PD M S作为柔性有机晶体管中的绝缘层,使其起到压力传感器的作用。但这些传感器具有局限性:当受到压缩时,PD M S分子改变构造,并且它需要时间恢复到原始状态。鲍通过模仿竖立在可触面上的聚合材料的微柱阵列来解决这个问题。这种设计允许材料弯曲并迅速回复到其原始形状,这意味着有可能进行接二连三的压力测量。)
鲍哲楠的目标是让人造皮肤可以完全摸拟人类皮肤的功能,但“这还需要很长时间”。高度敏感的人造皮肤应用很广,它可以成为烧伤皮肤移植手术的材料,给假肢以触觉,使它能够掌控小件物体,帮助机器人在拿起精巧的物品时不碰坏它们,或者用来制作遥控外科工具,使得外科医生不仅能看到,还能感觉到他们正在探索的内脏。
最酷的是,人工皮肤可以走得更远,而不只是停留在复制人类皮肤功能的水平上。“我们可以引进超越皮肤之外的其他功能,”鲍说。比如制作化学传感器——可以帮助美国交通运输安全署安检人员“摸”到火药的手套,或者制作生物探针,如果义肢与人体的接触点受到感染就能检测到。此外还有远程性爱的应用,等等。目前,鲍哲楠和其他研究小组正专注于开发新的传感材料,提高其信号处理能力。鲍说,人工皮肤与人类神经系统的全面融合“还十分遥远”,“但是随着技术的进步,你可以看到它们逐渐融为一体。”