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這一年,我們上天下海,飛得更高,潛得更深,看得更遠。
6月中旬,包括我國首位女航天員在內的三名宇航員,乘坐著“神九”在太空巡游,試驗太空手動交互對接技術。這項關鍵技術為我國未來建設大型空間站打下了基礎。中國開拓太空的實力有目共睹。
就在神九巡天時,我國自主研發的深潛器“蛟龍號”三次穿越馬裡亞納大海溝,創造7062米的深潛紀錄,而這也是人類深海作業的極限紀錄。
8月,帶著尋找火星生命痕跡的使命,火星車“好奇號”衝破險阻遠征火星。它善於賣萌,更重要的是,它還非常精明強乾,
給地球傳回了大量的新鮮數據,使我們對這顆神秘的星球有了更豐富的了解。
這一年,電子產品推陳出新,智能生活滲透你我,物聯網日益完善。越來越多高新技術的應用,給我們的生活帶來革命性的變化。
平板電腦,讓我們生活、娛樂能隨時隨地隨心而動;無線充電為我們創造了更簡潔的世界,各類終端的互聯互通和內容共享向前進了一大步;智能機器人越來越能夠像真人一樣行動思考;智能汽車不需人駕駛就能自如穿梭;智能電視可以上網、游戲、購物、管家,安裝成千上萬的應用……
而這些,終將統一在物聯網裡。任何物品都可以成為物聯網的一部分,物與物、物與人都相互連接。充滿了未來感科幻感的生活圖景,已經慢慢變成了現實。
2012年尤其值得注意的是,3D打印技術正潤物細無聲般地悄悄掀起了一場新
的工業革命。腦中有什麼稀奇古怪的創意和設計,3D打印可以立即把它變為現實。借著3D打印的思路,未來如果有病人亟需移植器官,都可以使用活體細胞“打印”一個合適的器官出來。
科學技術的發展方便著我們的生活,改變著我們的生活態度,甚至影響著我們的思維方式。十幾年前甚至幾十年前“想也不敢想”的事,如今就在我們身邊每天發生著。
更重要的是,我們看到了未來的更多可能性。科技不僅改變了生活,還改變了我們每一個人的生活方式、思維方式。
生命仿佛每天都重新開始,我們要做的、可以做的事還有很多。
新的一年即將開始,我們沒有理由不去期待未來。在科學的望遠鏡裡,我們與未來立下約定,相約去看人類更美好的前景。
科技望遠鏡眺望
1、人機互動新革命
如今的電子產品,如果沒有一個觸摸屏幕,都快不好意思上架銷售了。
誠然,隨著苹果通過iPhone使觸屏概念徹底統治數碼產品“界面”這個領域後,觸屏方式的人機交互徹底將實體鍵盤這個輸入設備進行了“革命”,但是隨著越來越大、越來越細膩的屏幕之間在日復一日比拼的時候,觸屏方式的人機交互本身也受到了新的挑戰:一些全新的人機交互方式正逐漸地被人們所認識和使用。
智能語音“打頭陣”
被譽為“一直被模仿,從未被超越”的苹果,在觸屏的“革命”上已取得了成功,但是就在其他IT企業正在加班加點推出屏幕更大、色彩更炫的觸屏時,苹果已經將人機交互的目光投向了另外一個領域:被命名為Siri的語音控制功能。
作為iPhone4S推出時的一個主要賣點,Siri可以令iPhone4S變身為一臺智能化機器人,用戶可以利用Siri讀短信、查詢餐廳、詢問天氣、語音設置鬧鍾等。Siri支持自然語言輸入,並且可以調用系統自帶的天氣預報、日程安排、搜索資料等應用,還能夠不斷學習新的聲音和語調,提供對話式的應答。
“和單純的識別語音文字相比,Siri融合了語音識別、搜索、功能調用和人工智能等多方面的技術。”天下互動CTO梁明亮在接受南方日報記者采訪時表示,以Siri為代表的人機交互方式,在苹果等公司的推動下,可謂是前途無量。
在今年8月,中國移動宣布認購擁有智能語音領域技術的科大訊飛15%股份,就在12月,科大訊飛就與中國移動聯合發布了智能語音門戶業務靈犀。據介紹,該業務除了提供語音方式的話費流量查詢、無線音樂、12580生活服務功能外,還增加了翻譯、訂外賣等實用生活服務功能,用戶還可以合成自己喜歡人物的聲音。
虛擬技術“最懂你”
與如日中天的觸屏技術相比,已經嶄露頭角的智能語音技術早已經讓業內不少廠商躍躍欲試,不少企業還將目光投向了更具有前瞻性的領域。
作為在IT領域與苹果公司齊名的谷歌,在人機交互領域自然不能讓苹果“獨領風騷”,就在苹果憑借著Siri搶盡風頭之時,谷歌眼鏡(Google Project Glass)的曝光馬上成為了輿論的焦點。
作為谷歌公司在今年4月正式發布的“拓展現實”的眼鏡產品,谷歌眼鏡具有和智能手機一樣的功能:可以通過聲音控制拍照,視頻通話和辨明方向以及上網衝浪、處理文字信息和電子郵件等。而其最大的賣點,在於通過眼鏡的產品設計與人體獲得有機的結合,同時在使用上加入大量虛擬技術。
據介紹,谷歌眼鏡的佩戴者可以如戴著普通眼鏡一樣走路、寫字,處理他們的日常事務,當他們想上網時,僅需頭部輕晃一下。
著名IT評論家塞思·溫特勞布透露稱:“這個系統(谷歌眼鏡的操作系統)目前是靠輕微的搖頭晃腦來實現鼠標的滑動及按鍵功能。這種操作方式簡單易學。”
“谷歌眼鏡所采用的虛擬技術與微軟在XBOX 360上面使用的Project Natal技術類似,是一種姿態偵測人機界面技術,人體的動作本身就是人機交互的‘指令’,這樣連‘說’的步驟也省略了。”在梁明亮看來,虛擬技術的前景極為廣闊,而更為遠大的則是一種被稱為“擴增實境”的虛擬人機交互技術。
據介紹,虛擬實境的概念是將現有的多媒體化聲音、影像、繪圖、文字等技術加以整合與改良,一起呈現到使用者面前,核心概念是讓使用者有身歷其境的感覺,例如模擬出一個虛擬博物館,卻讓使用者與親訪該處的游客有相似的體驗。
以往受到計算機計算能力等各方面的制約,虛擬實境的人機交互更多的只是出現在科幻電影裡面,但是如今憑借最尖端的技術,簡單的虛擬實景已經可以實現。但是未來的發展還有很長的路,現今的技術在模擬真實環境還是力有未逮,例如氣味、觸感的真實模擬。
南方日報記者葉丹
科技望遠鏡眺望
2、人類進化歷程猜想
500萬年前,我們與黑猩猩、大猩猩等“親戚”瀟灑吻別,從人猿總科譜系中“離家出走”,踏上了一條獨自“翻山越嶺、跋山涉水”的演化之路,一路上,我們慢慢學會了直立行走,學會了使用工具,成為了已知的唯一會用火、會穿衣、會烹調食物及其他高級技術的物種。我們成為了萬物之靈。
我們,人,未來將走向何方?
外貌丑陋的“怪人”
1000年以後,世界早已沒有你我。但在人類500萬年的演化史中,1000年仿佛只是我們十幾年生命中的一晚。
在卡夫卡的《變形記》中,格裡高爾睡了一晚,發現自己變成了一只甲殼蟲,我們人類“睡一晚”,會變成怎樣?今年,英國《太陽報》的一則報道將人類未來演化的話題再次推到輿論中心:1000年以後的人類,雖然沒有變成甲殼蟲,但或許已經成為一個“怪人”:更高的個頭、更小的大腦、更大的眼睛、更小的牙齒、更長的手臂和更多的皺紋,缺少了形態上的黃金比例,在當下的主流審美觀看來,十分丑陋。
該報道援引英國自然歷史博物館專家克裡斯·斯特林格的預測稱,由於許多記憶與思考的工作將由電子計算機分擔、取代,隨著人類用腦的“懶惰”,1000年後,人類大腦會變得更小;而由於更廣泛地使用觸屏電子產品,人類手掌和手指的神經末梢將會變得更為靈敏。
外表上的變化更一目了然。報道分析說,因為中央加熱系統和高科技保溫服的發明,人類身上的毛發將會變得更少。除此之外,得益於發達的交通,移民與遷徙更加頻繁,不同種族間的通婚將更為常見,這使得千年後人類的皮膚更為黝黑。
不以科技革命為轉移
電子計算機、觸屏電子產品、高科技保溫服……看來,人類的演化不再需要與自然環境進行互動,而是由人類自己一手締造的科技革命來主導。不過,專門從事生物人類學研究的中山大學社會學與人類學學院副教授張鵬認為,從人類的演化史來看,僅靠科技革命,1000年還太短,不足以推動人類產生上述變化。
在大腦體積的變化上,張鵬認為,其變大或變小取決於女性胯骨的大小,“未來,女性胯骨的尺度不太可能變小,所以1000年後,人類的大腦也不會變小。女性胯骨有伸張的極限,所以雖然未來人類大腦有增大的趨勢,但會趨於穩定。”
同樣不靠譜的還有“因為高科技保溫服等御寒效果提高而使毛發減少”這一預測,張鵬解釋說,如今主流認可的假說是毛發退化的基因早在25萬年前就已經形成,那時人類開始定居生活,產生許多生活垃圾,從而滋生大量寄生蟲,而毛發是寄生蟲躲避的溫床,所以毛發減少基因的誕生是迫於寄生蟲生態學的壓力。
當然,一些演化趨勢在張鵬看來是可能的,比如人類的膚色,在1000年中可能會越來越黑,“這可能與維生素B含量增多有關,也可能與氣候相關,比如從北方到南方定居,時間一長,皮膚就會變黑,並不需要基因上的‘質變’。”
人的未來更多由文化決定
即便科技革命不會在1000年的時間裡使人類產生“面目全非”的變化,但在張鵬看來,科技革命引導著人類社會、文化的變革,確實給人類帶來了翻天覆地的變化。比如,由於醫療條件的提昇,許多病人的不良基因逐漸累積,這將壓縮人類進化的空間。
“現在有一種假說叫‘人的家畜化’,意思是說人與家畜一樣,超脫於生物鏈,不存在被捕食的物種,躲避了被吃的命運。結果我們調查發現,與野豬相比,家豬的胃病與齲齒的發病率要高得多,沒有了自然選擇、物競天擇,人類就不會有進化壓力。”張鵬認為,人類在與自然的接觸中得以進化,惡劣的自然環境讓人類產生了抵觸自然的想法,出於保護自我的目的而締造了一個人工環境,並在這一宜居環境中怡然自得,但卻反而扼殺了自我進化的條件,“人的未來將更多地由文化決定,進化沒有好與不好之說,細菌幾億年來一直沒有進化,卻存活到現在,可見進化也不一定好。”南方日報見習記者駱驍驊記者雷雨
科技望遠鏡眺望
3、3D打印來勢洶洶
《連線》雜志近日報道,有人用一臺個人3D打印機打印了一張唱片,雖然音質不佳,但在唱片機裡仍然能聽出本來的歌聲。要知道,刻畫唱片上的精密波紋,可不是一件容易的事情。
作為一個試驗,這張劣質唱片本身不重要,重要的是利用這項技術的無限可能性:你腦中的所有概念都可能化為現實。這正是人們對3D打印技術津津樂道的地方。
3D打印這種充滿了未來感的技術,在2012年來勢凶猛。英國《經濟學家》雜志稱3D打印“標志著第三次工業革命的到來”。可以期待,我們的生活將發生怎樣翻天覆地的變化。
顛覆設計思維
3D打印機還有一個比較土的名字叫做“快速成型機”,最早出現在上世紀90年代中期。與普通打印機一樣,它由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質等部件組成。
它們的工作原理也很一致:將圖紙輸出打印出來。但3D打印機的時髦之處在於,它打印出的不是油墨噴在紙張上的二維圖案,而是三維立體的實物。
中科院廣州電子技術有限公司負責3D打印機業務的產品總監李蕭宏介紹,3D打印機根據工作需求不同,內裝有工程塑料、樹脂或石膏粉末等“打印材料”,與電腦連接後,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。
根據不同的需要,不同的3D打印機可以打印出不同尺寸、精密度、光滑度的模型,甚至可以實現多種材料混合打印。
一款Objet桌面型3D打印機,比我們平常用的普通打印機大不了多少。啟動之後,它的打印頭在底盤上根據當前層的輪廓精確、迅速地噴射一層層厚為28微米的光敏樹脂,同時噴頭架上的紫外光燈發射相應波長的紫外光,快速固化和硬化剛剛噴射出來的光敏樹脂。每打印完成一層後,系統內的成形底盤將精確地下降28微米,新一層的樹脂材料就立即覆蓋上去。如此反復,直到作品完成。
各行各業大展身手
每層28微米的精度,打出的模型已經足夠光滑精細,能滿足日常的設計需求。李蕭宏說,目前3D打印機打印出的模型,可以做到實際產品80%—85%的仿真度。
桌面款平易近人,大型工業設計公司追求的則是更威猛的大型3D打印機。近日,3D打印界的老大哥美國Stratasys公司發布了迄今最大型的3D打印機,它有100多種材料可供選擇,每件模型可以混合14種材料,並且每層精度達到16微米,宣稱可以“快速、有效地制作任何1?1尺寸的實體模型,從飛機和汽車整機到全套家電。”
確實,“從飛機汽車到家電”,3D打印在建築設計、醫療輔助、工業模型、復雜結構、零配件、動漫模型等領域都已經有了廣泛應用。美國《時代周刊》將3D打印產業列為“2012年美國10大增長最快的工業”。
“打印”器官成為可能
3D打印機在醫藥行業其實早就應用廣泛。李蕭宏介紹,應用3D打印機,口腔醫生可以根據病人口腔的特點“打印”出不同形狀的假牙模型,用於義齒的制作和種植牙的前期准備;內置在耳蝸耳道的助聽器“不合身”曾經困擾了許多醫生和病人,現在就可以掃描出病人耳道的特征然後量身打造適合個人的助聽器……
但這些還不能滿足創造者們的胃口,他們准備直接打印活體器官了。
2010年,澳大利亞Invetech公司和美國Organovo醫學公司一起合作,研制出了一臺3D生物打印機。Organovo公司的網站上介紹,他們首先打印出所需要的人體組織的3D模型,接著將活體細胞集聚體裝入類似打印機墨盒的裝置,連接到生物打印機內。
打印完一層細胞後,生物打印機就打印出一層水凝膠作為細胞生長的支架,然後又一層細胞,又一層水凝膠,不斷重復直到整個形狀完成。打印完成後,細胞可以在保留的孔隙內流動、融合、生長出預期的形狀和性質。而且由於采用患者身上的細胞來打印,可以避免排斥反應。
當然,生物打印機還只是處於實驗階段,目前先在動脈和靜脈血管上試驗,最終期望能夠實現打印出器官的夢想。我們可以拭目以待。