未来从这里起步

　　本报综合报道

　　不出几年，全息电视和机器人过山车就会横空出世，再过十几年，失明的盲人视力或许比明眼人还要好，要不了多久，有幸上太空一游的人们就可以穿上度身定做的最先进的太空服，而一种可以让整面墙壁变成窗子的建材会让你的屋子成为“聪明屋”……而对于这些，我们都知之甚少。近日，美国《大众科技》全方位报道了五大令人难以置信的最新科学进展，这五大领域都跟人们的生活和娱乐息息相关。《大众科技》希望通过报道让人们知道，未来就孕育在现在，理想成为现实其实并不遥远。

　　文字：如嘉

　　1 终极过山车

　　关键词:RoboCoaster

　　———过把瘾吧，小心别玩得废寝忘食

　　本报综合报道

　　你在一只长22英尺的机械手末端荡悠，那感觉就像在穿越太空。一团巨大的流星团突然朝你撞来，你赶紧用定位炮将其打碎，然后弯腰躲过大大小小的碎石。一些碎流星猛然撞向你的座位，紧张得你不禁心跳加速。突然，你又被吸进一个虫洞般的装置，穿越黑暗隧道回到现实中。以上就是基诺·德高尔所描述的过山车的未来。今年46岁的英国人德高尔成立了“机器人过山车”公司。

　　德高尔心目中的未来过山车是一个多体验之旅，它融合了今日过山车的高速、电脑动画生成的虚拟现实模拟器，实现了跟电脑游戏之间的互动。

　　2002年，德高尔就为丹麦乐高乐园设计出了第一个机器人过山车雏形，让游乐业刮目相看。他将一个双位座连接在重约5吨的铝制机械臂———KR500机器人末端，这种机械手多用于在焊接时举起奔驰车的引擎。机械臂的六个关节能让它随意转动———只要你可以想象出的动作，它都可以完成。游客可以通过触摸式屏幕，设计动作，比如滚动前进、螺旋前进以及倒立等。不过，这个固定在地上的机器人并不是德高尔的终极目标。他想将KR500机器臂安置在过山车轨道上，一个个加速，让游客体验超级刺激之旅。不过，目前，该计划的最大障碍是容易致人呕吐。但德高尔相信，这个问题过不多久就会得到解决。

　　过山车刺激之旅

　　1873年，大约35000名游客以1美元/人的价格乘坐了美国历史上的第一部过山车———宾夕法尼亚州的MauchChunk环滑车铁道。有趣的是，这部机械过山车本是用来运输煤炭的。

　　1919年，一个叫约翰·米勒的人申请了“摩擦轮”专利，可以从底部、侧面和顶端紧紧控制住过山车轨道。如今，借助这个专利，过山车的设计者们可以自由地设计出像曲别针一样的弯道和垂直下落轨道，而不至于使过山车滑出轨道。

　　1956年，“利箭发展”公司为迪斯尼乐园设计出了首个钢管过山车轨道———马特洪（Matterhorn，以瑞士的一个著名山峰命名），成为所有现代钢架过山车的模板。事实证明，钢铁比木头更灵活，让过山车回旋的圈数不再成为设计障碍。

　　2004年，AMEC动力公司和KURA机器人公司一道在佛罗里达州的奥兰多构建和展示了一个有轨“机器人过山车”。2008年，“机器人过山车”将首次让人们体验三维超级体验。

　　2　仿生眼

　　关键词:Bionic Eye

　　———能人眼所不能

　　本报综合报道

　　一些科幻小说中的人物或具有超级远视和斜视能力，或拥有一双“夜光眼”，无论白天黑夜都可以看清事物。而现在，随着仿生技术的发展，现实生活中的人们也离科幻小说所描绘的前景不远了。

　　电子工程学教授阿曼德·坦维为盲人设计了世界上第一个可植入式照相机。他的设计是美国南加州大学耗资几百万美元的研究项目的一部分，最终目的是研制出人造视网膜。如果这一项目成功的话，“盲人将拥有你我明眼人所不具备的能力。”

　　现在该项目已经取得初步进展：6位失明的志愿者分别在视网膜内植入了布满16个电极的硅片。一部安置在太阳镜上的数码相机利用无线方式将拍摄的图像输入到这个装置中，16个电极刺激视网膜神经在大脑中产生光感。尽管其产生的解析度跟人眼1亿像素的解析度相比还很粗糙，但是志愿者已经能够区别杯子和盘子、光明和黑暗。

　　坦维表示，他的照相机有三毫米的焦距，可以让无论多远多近的事物都可以很清晰地呈现，而这是正常肉眼也无法实现的。而且，他还可以让感应器感应红外线，让盲人在黑暗中可以看清事物。坦维的同事、生物医学工程师詹姆斯·韦兰德说：“你可以将这个系统放入电子显微镜中，让人们获得超级视力。”他并不是在开玩笑。

　　人造视觉之路

　　1929年，德国神经学家奥特佛特·弗厄斯特用电子方式刺激人类志愿者大脑的视觉皮层，令志愿者能够“看到”小光点。

　　1968年，剑桥大学的戈尔斯·S·布伦德雷将80个电极植入一名52岁失明妇女的头皮。通电时，这名妇女可以看到光点。

　　2004年，阿曼德·坦维和同事诺尔·斯达尔斯一起进行了首个将数字照相机植入眼睛的试验，将一只狗的自然视力替换成一个玻璃透镜和一个感应器。

　　2014年，拥有1000个电极的植入物将使得失明的志愿者首次能够辨认人脸，阅读1.2厘米长的字体。

　　3　全息立体电视

　　关键词:Holographic Television

　　———影像更真实的电视

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　　坐在客厅的一把椅子上，面朝大屏幕电视，无论你想从哪个角度或者观看哪个角落“播放”的剧情，电视都可以满足要求。电视画面还有纵深感和立体效果，甚至让你产生身临其境的感觉。

　　尽管实现这个场景还有十年之遥，但是它的微缩版已经出现在美国达拉斯的一个实验室中。实验室的主人是今年51岁的哈罗德·加纳，他是一名医生，是得克萨斯大学西南医学中心的生化学家。他所建造的模型是世界上第一台不用借助特殊眼镜而且观看后不会导致晕眩呕吐的三维全息电视。

　　加纳设计的全息电视并不需要超出当今的视频信号的带宽，所以可以利用目前的电视广播基础设施。至于全息内容，则需要通过一系列从不同角度拍摄的摄像机进行录制。

　　加纳所掌握的三维全息技术可能会最先应用于磁共振成像的全息成像方面或者用于军方的投影仪。目前，他已经跟美国空军和美国第一大国防承包商洛克希德·马丁讨论过这种技术的应用。

　　三维电视之路

　　1947年，匈牙利物理学家丹尼斯·加博发明了全息摄影，并因此于1971年获得了诺贝尔奖。

　　1987年，全球领先的半导体公司德州仪器公司的工程师拉里·霍恩贝克发明了数字微镜装置，这是一种从1996年起开始用于录像放映机和电视中的光学半导体。

　　2003年，得克萨斯大学西南医学中心的研究者哈罗德·加纳展示了第一个全息录像放映机系统。

　　2008年，美国空军将在战斗机中配备全息投影仪，将战地方位的三维图像呈现在飞行员眼前。

　　2015年，全息电视将进入人们生活，人们可以通过付费点播卫星广播服务观看重量级拳击锦标赛。

　　4　智能之家

　　关键词:SmartWrap

　　———适合你我居住的小塑料房

　　本报综合报道

　　下一次当你闭上眼睛想象未来的家时，请在脑中想象一捆汽水瓶子的形象。正是借助这个形象，费城建筑家斯蒂芬·克兰和詹姆斯·汀布雷克在进行着或许可以重新改写他们的职业的关于新材料、技术和大规模生产技术的探索。他们的研究已为他们赢得了好几个设计奖，并且，导致了“聪明皮（SmartWrap）”这个发明的诞生。

　　“聪明皮”由两层被叫做PET的聚酯膜组成（PET这种塑料也是制汽水瓶所用的材料），就像尼龙布可在帐篷支架上延展一样，“聪明皮”被设计成可以在铝框架上延展的外表皮。其设计理念是利用这层塑料膜作为底片，将照明、供暖、能量储存甚至是信息展示等的微元件都“印制”在上面，就好像用墨水在纸上写字。其结果就是可以提供价格便宜而又无限个性化的电子墙壁，既可以用于工业生产，也可以用于家庭。人们可以将卧室的整一面都用作内置电影屏幕或者通过按一下控制开关就让整一面墙都变成窗子。

　　“聪明皮”就像是用PET材料制成的三文治，在两层PET之间有5厘米厚的中空。PET内层跟NASA用于火星探测器的绝缘材料气凝胶粘在一起。PET的涂层是一种透明树脂，可以在白天吸收周围热量，在夜晚温度降低后释放出热量，让墙壁本身变成一个自动空调设备。同时，可以将有机光电太阳能电池（OPV）“印制”在“聪明皮”面向太阳的外层上来获取能量，为其内部光管和照明设备提供电能。不过，现在的瓶颈是“聪明皮”至少拥有10％的效能才有市场化的可能。到2008年，估计通过各种实验找出最有效率的材料没有问题。

　　克兰说：“在电子化建筑出现前，我们会首先看到数字报纸和数字壁纸，但是电子化建筑一定可以实现。”

　　能源自给房屋之路

　　1941年，英国Calico印刷机公司的化学家们申请了PET专利。只有纸张那么薄的PET比其他低成本的塑料更坚固。

　　1973年，特拉华大学能量转化学院建造了世界上第一座太阳能房子“太阳一号”。屋顶吸收太阳能，转化成电能，然后由特制的电池储存多余的能量。

　　2003年，“聪明皮”原型在纽约展出。2008年，研究者将把有机光电太阳能电池的效能提高到10％，让“聪明皮”可以实现一定的能源自给。2015年，成捆的“聪明皮”开始在出售装修材料和建材的商店出售。

　　5　紧身太空服

　　关键词:SpaceSuit

　　———在太空旅馆尽显曲线美

　　本报综合报道

　　“太空船一号”夺得X大奖后，人类太空旅行的呼声越来越高，但问题是人类上了太空之后干什么？如果麻省理工大学航空工程学教授达娃·纽曼的设计能够推广，那么你就可以穿着量身定做的太空服在冰冻刺骨的无限黑暗中漫步。

　　纽曼是为宇航员设计宇航服的，但是如果你有足够的钱，完全可以买一件来自己穿。你的太空服是当场现做：首

　　先，机械手在你四周旋转，对你的身体进行三维激光扫描。根据图像，机械手会在一层绝缘的内衣上涂上由凯夫拉尔（一种质量牢固重量轻的合成纤维）、spandex弹性纤维和尼龙构成的液态物，这件太空服在穿上后能自动随体形收紧。织品中的材料可以有效地控制热能，而且大多数材料可以在用完后回收。新式太空服既合身又灵活。

　　太空旅游之路

　　1935年，飞行员韦利·普斯特创造了在高5万英尺处飞行的纪录。他穿的是一件增压服，跟深海潜水服差不多。

　　1965年，美国宇航员戴维·克拉克穿了一件用橡胶和氯丁橡胶制成的太空服。

　　1983年，宇航员所穿的太空服胳膊和腿部分都可以拆卸，以适应各种身材。

　　2020年，太空旅行者们造访太空

　　旅馆时将穿着个性太空服，跟NASA人类探索火星项目用的是同一套装备。（来源：广州日报）