編者按:這篇文章介紹了許多最前沿最酷的科學(xué)技術(shù)成果。也許你會(huì)覺(jué)得本文作者純屬胡謅,但是我要確切的告訴你,這些科技都是即將到來(lái),馬上就要在生活中得以普及的技術(shù)。如果你還根本不知道小編我在說(shuō)什么,那你就OUT了,快看看本文吧。
第01頁(yè):海量存儲(chǔ):全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)
全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)與今天我們廣泛應(yīng)用的磁盤(pán)與閃存存儲(chǔ)方式完全不同。它可以一次記錄整個(gè)磁碟上的內(nèi)容。通過(guò)使用新型的光學(xué)感光材料,將信息保存在上面。最終形成的產(chǎn)品看上去可能有點(diǎn)像是光盤(pán)。但是光盤(pán)內(nèi)的信息,是一個(gè)一個(gè)字節(jié)燒錄的,而全息存儲(chǔ)則是整張燒錄成型的。它還有著另一個(gè)優(yōu)勢(shì),一旦存儲(chǔ)成功,全息材料就可以同時(shí)記錄多個(gè)圖像記錄。通過(guò)激光頭在不同角度的照射,可以讀取出數(shù)千張圖像信息。
全息(Holography)(來(lái)自于拉丁詞匯,whole+ drawing的復(fù)合),特指一種技術(shù),可以讓從物體發(fā)射的衍射光能夠被重現(xiàn),其位置和大小同之前一模一樣。從不同的位置觀測(cè)此物體,其顯示的像也會(huì)變化。因此,這種技術(shù)拍下來(lái)的照片是三維的。
雖然全息圖通常指三維光學(xué)全息圖,但這是一個(gè)誤解。除此之外,聲場(chǎng)也可以被制作成全息圖。無(wú)論怎樣,使用全息技術(shù)所記錄下來(lái)的信息,可以是很多張圖片。如果你將這些圖片放大到極致,看到其基本的像素點(diǎn)。那么黑點(diǎn)代表1,白點(diǎn)代表0。由此就有了龐大的二進(jìn)制存儲(chǔ)空間。而我們也可以根據(jù)這些來(lái)存儲(chǔ)海量的數(shù)據(jù)。
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自從2010年《阿凡達(dá)》開(kāi)始火爆之后,3D成為了顯示業(yè)界的主流基調(diào)。一時(shí)間各大廠商都相繼推出自己的“革命性”3D顯示產(chǎn)品。下面給大家介紹的這個(gè)東西非常強(qiáng)大,它不僅僅可以顯示平面的3D圖像,更可以360度環(huán)繞顯示3D圖像。
它第一次亮相是在2009年10月的東京召開(kāi)的數(shù)字內(nèi)容博覽會(huì)(DC EXPO2009)上,索尼展示了一款360度可視,支持多人裸眼觀看的3D立體顯示設(shè)備原型樣機(jī)。
這機(jī)器設(shè)計(jì)頗似科幻電影中的全息通訊設(shè)備,直徑13cm,高27cm,可以安放在桌面上使用,基于LED發(fā)光元件,96x128分辨率,24bit色彩。無(wú)論觀者站在它四周的任何角度,都不需要佩戴專用眼鏡,即可觀察到具有立體感的圖像。雖然它非常的小巧,但是觀眾在看過(guò)之后,都留下了深刻的印象。覺(jué)得它像是被關(guān)在一個(gè)虛擬的籠子里,馬上就要走出來(lái)了。
索尼表示,該機(jī)可以用于商業(yè)展示、醫(yī)療圖示、家用數(shù)碼相框、可視電話等領(lǐng)域,目前索尼加速了商品化日程。未來(lái)不久我們就能看到基于這個(gè)雛形的新機(jī)型。
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汽車慢慢普及,還沒(méi)有車本的年輕人沒(méi)有幾個(gè)了。不過(guò)在我們兒時(shí)看變形金剛汽車人的時(shí)候,小編我就奢望未來(lái)能有自動(dòng)駕駛的汽車,帶著我到處閑逛了。自動(dòng)駕駛的車輛目前已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)更高的階段,從以前的預(yù)編程人工智能機(jī)制,現(xiàn)在已經(jīng)逐步進(jìn)化到具有初步認(rèn)知和思考能力。不過(guò)這些車輛仍然需要與車手的身體進(jìn)行互動(dòng),但是車手不是駕駛。這就像是現(xiàn)代的飛行員一樣,駕駛員的存在只是加強(qiáng)命令的執(zhí)行力度。駕駛員要作的就是選擇目的地,選擇沿途所期待看到的風(fēng)景等條件,然后用口頭命令的形式告訴汽車。最后自動(dòng)駕駛汽車就會(huì)帶著這些使命,將你送往目的地。而整個(gè)駕駛過(guò)程,全都交由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來(lái)完成。
這就意味著AI人工智能系統(tǒng)需要具備非常復(fù)雜的認(rèn)知技能,同時(shí)能夠快速做出決策。例如避免汽車撞上在公路上游蕩的流浪動(dòng)物,或者是提醒駕駛員高速運(yùn)動(dòng)中的顛簸。根據(jù)通用汽車的消息,首個(gè)無(wú)人駕駛汽車可能在2018年上路。該公司透露計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)完成自動(dòng)駕駛汽車的研發(fā),并且在2015年開(kāi)始初號(hào)機(jī)的測(cè)試工作。通用汽車的前任首席執(zhí)行官瓦格納表示:最大的障礙不是技術(shù)問(wèn)題,而是法律責(zé)任和政府的條款。這不是科幻小說(shuō),這是實(shí)實(shí)在在的未來(lái)現(xiàn)實(shí)。在2008年的一份報(bào)告指出,除了通用汽車之外其他汽車制造商也在積極研發(fā)自動(dòng)駕駛汽車。這些廠商包括了日產(chǎn)、本田、奧迪等國(guó)際大牌廠商。
終結(jié)者之眼:增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)
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終結(jié)者大家都看過(guò)吧,透過(guò)阿諾的紅色眼球,那第一人稱的終結(jié)者主視角,就是最為典型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality,簡(jiǎn)稱AR)是近年來(lái)國(guó)外眾多知名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)之一。[1]AR技術(shù)不僅在與VR技術(shù)相類似的應(yīng)用領(lǐng)域,諸如尖端武器、飛行器的研制與開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)模型的可視化、虛擬訓(xùn)練、娛樂(lè)與藝術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,而且由于其具有能夠?qū)φ鎸?shí)環(huán)境進(jìn)行增強(qiáng)顯示輸出的特性,在醫(yī)療研究與解剖訓(xùn)練、精密儀器制造和維修、軍用飛機(jī)導(dǎo)航、工程設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程機(jī)器人控制等領(lǐng)域,具有比VR技術(shù)更加明顯的優(yōu)勢(shì)。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR),也被稱之為混合現(xiàn)實(shí)。它通過(guò)電腦技術(shù),將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界,真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫(huà)面或空間同時(shí)存在。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了在一般情況下,不同于人類可以感知的信息。它不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息,而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來(lái),兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。在視覺(jué)化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中,用戶利用頭盔顯示器,把真實(shí)世界與電腦圖形多重合成在一起,便可以看到真實(shí)的世界圍繞著它。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)借助計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和可視化技術(shù)產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)環(huán)境中不存在的虛擬對(duì)象,并通過(guò)傳感技術(shù)將虛擬對(duì)象準(zhǔn)確“放置”在真實(shí)環(huán)境中,借助顯示設(shè)備將虛擬對(duì)象與真實(shí)環(huán)境融為一體,并呈現(xiàn)給使用者一個(gè)感官效果真實(shí)的新環(huán)境。因此增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互、三維注冊(cè)的新特點(diǎn)。
目前iphone的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)程序已經(jīng)有很多,下面的網(wǎng)址搜羅出了30款最有特色的For iphone現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)程序:
http://www.iphoneness.com/iphone-apps/best-augmented-reality-iphone-applications/
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我想這種游戲方式不需要過(guò)多的解釋,我們已經(jīng)在許多科幻電影和電視節(jié)目中看過(guò)交互性虛擬游戲的實(shí)例了。雖然3D顯示技術(shù)目前已經(jīng)開(kāi)始慢慢的蔓延到我們的PC和家用游戲主機(jī),但是我們都更渴望體驗(yàn)到更加富有交互性的,更加逼真的虛擬游戲。我們消費(fèi)者都期望我們的游戲體驗(yàn)?zāi)軌蛱岣叩揭粋(gè)新的水平。這里有一個(gè)很好的例子:Virtusphere虛擬交互游戲系統(tǒng)。它不必讓玩家?guī)咸厥獾难坨R,就可以實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)境。你可以在里面進(jìn)行跑步、攀爬、匍匐、跳躍等各種動(dòng)作。通過(guò)你的肢體動(dòng)作來(lái)映射虛擬游戲中的人物行為。
有一天,我們真的希望看到一個(gè)全息的實(shí)景環(huán)境虛擬游戲,讓我們盡情的發(fā)揮身體的各種感覺(jué),去感受虛擬游戲中的刺激。但在這之前,我們還有許多要作的。起碼無(wú)數(shù)的工程師和研發(fā)人員都熱情的投入到這個(gè)產(chǎn)業(yè)中。也使得我們看待了未來(lái)的交互虛擬游戲。
存儲(chǔ)無(wú)極限:原子存儲(chǔ)設(shè)備
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請(qǐng)?jiān)囅胍幌拢绻憧梢允褂靡粋(gè)單獨(dú)的原子,存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)位,二進(jìn)制中的0或者1。那么你可曾知道,組成一粒沙子的原子數(shù)量換算成容量就可以存儲(chǔ)下萬(wàn)億比特的數(shù)據(jù)。而目前的人類科技水平,只能使用數(shù)百萬(wàn)個(gè)原子來(lái)構(gòu)造出一個(gè)存儲(chǔ)位。
原子存儲(chǔ)設(shè)備的構(gòu)想早在20世紀(jì)50年代就已經(jīng)被人提出,而科學(xué)家也已經(jīng)找到了移動(dòng)單個(gè)原子的方法。在過(guò)去的10年內(nèi),我們已經(jīng)在不斷的接近原子級(jí)存儲(chǔ)。事實(shí)上,在2001年,科學(xué)家已經(jīng)能夠使用單一的原子構(gòu)造出一個(gè)存儲(chǔ)位。不過(guò)不幸的是,你需要讓其與周圍臨近的原子隔絕。由此你不得不將一個(gè)原子放置在一個(gè)由其他原子組成的單元格中。最終科學(xué)家需要使用20顆原子創(chuàng)造出這樣的結(jié)界,才能容納下一個(gè)原子存儲(chǔ)位。
現(xiàn)在時(shí)間跨越到2010年,在相隔10年之后,我們的材料科學(xué)和量子力學(xué)已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。對(duì)于1:1的存儲(chǔ)量,目前我們的原子存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越接近了,接近了。
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變形金剛你肯定知道,下面介紹的這項(xiàng)科技就有點(diǎn)類似。這是麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的材料應(yīng)用科學(xué)家發(fā)明的新玩意。變形合金。你可以像是折紙一樣,自由的折疊他們,折疊成船只或者飛機(jī)。事實(shí)上他們是一種玻璃纖維材料,厚度大約是半個(gè)毫米,一個(gè)三角形單元的的面積為半英寸。不過(guò)如果你需要更大的面積也可以大規(guī)模生產(chǎn)。他們可以折疊成任意你所期望的樣子。
科學(xué)家希望走兩個(gè)極端,不僅僅是制造出大型的折紙飛機(jī),他們更希望可以制作出極端微小的變形合金納米電路。科學(xué)家們預(yù)計(jì)在未來(lái)讓變形合金具備形狀記憶功能。使用鎳鈦合金作為主要材料,厚度約100個(gè)微米具備像是鋼絲一樣的強(qiáng)度。你可以試想一下一個(gè)比頭發(fā)絲還要小的折疊合金馬達(dá)。
電流通過(guò)變形合金可以發(fā)生許多奇妙的事情,在不同的溫度下,它可以呈現(xiàn)出不同的形狀。當(dāng)溫度達(dá)到華氏178度的時(shí)候,他們會(huì)不約而同的展開(kāi)成為一個(gè)平面。而通電之后其上面嵌入的磁鐵會(huì)互相吸引,保證固定住他們的形狀。
小心輻射:家用級(jí)的核動(dòng)力發(fā)電機(jī)
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早在2007年,東芝公司透露了一款家用級(jí)別的核動(dòng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)原型的價(jià)格。這臺(tái)核反應(yīng)堆高20英尺,安全發(fā)電功率為200千瓦。它具備全自動(dòng)的設(shè)計(jì),可以進(jìn)行自我維護(hù)。東芝表示在未來(lái)這種家用級(jí)的核動(dòng)力設(shè)備可以解決大城市的供電需求。
這種核動(dòng)力發(fā)電機(jī)可以提供長(zhǎng)達(dá)40年的使用年限。一旦商業(yè)化之后,其發(fā)電成本可以控制在每度5美分的范疇內(nèi),完全可以讓普通消費(fèi)者所接受。但是出于更多的安全和法律因素,這種設(shè)備目前還沒(méi)有正式投入市場(chǎng)。然而,在2010年早些時(shí)候,比爾蓋茨宣布將與東芝合作,完善這一雄心勃勃的家庭核動(dòng)力發(fā)電計(jì)劃。蓋茨說(shuō),這項(xiàng)技術(shù)使用貧化鈾可以讓其生命力提升到60年之久,預(yù)計(jì)未來(lái)的發(fā)電機(jī)將會(huì)更小更安全。比原先的東芝初號(hào)機(jī)設(shè)計(jì)更加智能。(如果核動(dòng)力發(fā)電機(jī)采用Windows系統(tǒng),會(huì)否藍(lán)屏呢?)而它的價(jià)格也將進(jìn)一步下降,讓更多的城市所接受。
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最近的墨西哥灣原油泄漏事件,讓我們比以往任何時(shí)候都更加清楚,我們不應(yīng)該再對(duì)化石燃料產(chǎn)生過(guò)度的依賴。不僅僅它的使用會(huì)帶來(lái)全球變暖影響環(huán)境,它的開(kāi)采和提煉同樣對(duì)環(huán)境有著極大的影響。不過(guò)令我們心靈稍微安慰一些的是,我們目前已經(jīng)有了不少混合動(dòng)力汽車進(jìn)入市場(chǎng)。他們可以利用常見(jiàn)的燃料和電力驅(qū)動(dòng)。
然而,天然氣仍然是一種由石油提煉出來(lái)的能源。在制造汽車零部件的過(guò)程本身也仍然在依賴石油。最近福特汽車公司透露,目前他們正在極力的排斥汽油,完全改用以大豆提煉物為基礎(chǔ)的生物石油。不僅僅他們的汽車會(huì)采用這樣的能源,就連制造汽車的過(guò)程也會(huì)使用生物石油。這項(xiàng)改革會(huì)為公司節(jié)省150萬(wàn)英鎊的成本。每年都可以使用大豆石油來(lái)制造出更多的零件。雖然目前大豆石油與傳統(tǒng)的汽油相比還有著一些差別,但是福特相信,在不久的未來(lái),大豆石油的燃油效率將會(huì)不斷被改進(jìn)。這才是科學(xué)和汽車工業(yè)發(fā)展最正確的方向。
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一般人都覺(jué)得,我們所呼吸的空氣都是氣體的。但你可曾知道,我們?cè)谀阁w中的時(shí)候,肺部是完全浸滿液體的。我們可能在液體中呼吸嗎?答案是必然的。液體呼吸最大的受益人應(yīng)該就是處于深海作業(yè)的工人。也正式基于這方面的考慮,科學(xué)家才發(fā)明出了液體呼吸裝備。
在深海中,冰冷漆黑的空間內(nèi)壓力極大,要想在這樣的極端條件下工作,需要一套堅(jiān)實(shí)的潛水裝備。而神潛伏外部所承受的壓力要與內(nèi)部的壓力持平,這樣才能保持潛水服的強(qiáng)度。但是即使身體條件好的人,在這種極端壓力下都會(huì)換上潛水病。
在這套新式的深潛裝備中,潛水員不需要呼吸氣體形式的氧氣。相反,在肺部吸入的是富含氧氣的液體。這有助于肺部承受深海的壓力,人在回到地表時(shí)體內(nèi)也不會(huì)滯留更多的二氧化碳。
在醫(yī)療領(lǐng)域中,這種應(yīng)用已經(jīng)存在。對(duì)于肺部不發(fā)達(dá)的早產(chǎn)兒,醫(yī)生們會(huì)使用液體呼吸裝備來(lái)維系他們的生命系統(tǒng)。知道他們的肺部發(fā)育的足夠健壯可以在空氣中呼吸。液體呼吸也可以被應(yīng)用于急性呼吸衰竭的病人。
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無(wú)線能量傳輸?shù)母拍钇鹪从?9世紀(jì)末期,首次提出是在Space.com網(wǎng)站上的精選文章中。它指出能量可以以無(wú)線的形式在空間中傳播。然后10年以后,我們?nèi)粘J褂玫某潆娫O(shè)備仍然是線纜和插座。
不過(guò),手機(jī)的無(wú)線充電背夾已經(jīng)在零售商店和網(wǎng)上商城中買(mǎi)到了。事實(shí)上它的原理很簡(jiǎn)單,利用一個(gè)銅線線圈植入到電子設(shè)備中,然后在充電平臺(tái)上也安裝一個(gè)銅線圈。兩個(gè)線圈調(diào)諧到相同的頻率。墻上的線圈所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)和電子設(shè)備中線圈產(chǎn)生共鳴。這種共鳴會(huì)產(chǎn)生一種叫做共振耦合的現(xiàn)象,由此給設(shè)備提供電磁能量。但是你不必?fù)?dān)心,無(wú)線電能傳輸?shù)倪^(guò)程對(duì)人無(wú)害,即使你站在兩個(gè)銅線圈之間也沒(méi)事。
因?yàn)槲覀兊纳眢w顯然不會(huì)與兩個(gè)銅線圈的調(diào)諧頻率一致。由此這種無(wú)線能量傳輸可以被應(yīng)用在大多數(shù)的餐廳、加油站、書(shū)店、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所中。電子設(shè)備可以通過(guò)這些共振耦合來(lái)產(chǎn)生電力。許多公司有望在2011年第二季度大規(guī)模試產(chǎn)這種無(wú)線電能傳輸背夾給移動(dòng)設(shè)備使用。而在此前,日本的一些廠商已經(jīng)研發(fā)出了更高階的無(wú)線電能傳輸方案,可以驅(qū)動(dòng)100W以上的設(shè)備工作。