“太极”系统的应用极其广泛。杨博士说:“自然历史博物馆已经向我们咨询了‘太极’系统的情况,他们想利用这个系统制作一个巨型的壁挂图。在医院里,‘太极’也有用武之地。普通键盘按键之间的缝隙很难清洁,这样很不卫生,应用我们这项技术,人们可以在普通的操作界面上贴一层纸,这样清洁起来就方便多了。传感器的制造成本很低,应用在商店橱窗这样的大型表面上也不成问题。”
如果所有物体表面都可以变成键盘,传统的电脑操作外置设备将从我们的生活中消失。我们对电脑的心理认知和实际操作将发生戏剧性的变化。
其他智能发明
记忆竟能被保存
你以后不会忘记结婚纪念日,或者说,你再也不会忘记任何事情。因为在今后几十年内,人们可以将所有记忆存入一个可以挂在脖子上的小巧装置里。
这个小小的装置将记住人们以数字形式保存下来的一切,它可以保留父亲在你出生的那一天为你拍摄的镜头。你的电子成绩单,你的健康记录和银行结算单,你的所有人生记录都可以安全地保存在一张硬盘里。只要你愿意,随时都可以为你重现。
这不是科幻小说家笔下的未来,在一群英国科学家看来,这一切已经开始。据英国《焦点》杂志近日报道,两年来,“生命记忆”网络的计算机科学家、心理学家、神经系统科学家和社会学家等一直致力于研究如何利用人类以数字形式保存的越来越多的信息。
创造性地使用记忆
“生命记忆”网络的主要研究人员奈杰尔·沙德博尔特教授说:“越来越多的信息是数字形式的,与此同时,保存这些信息的装置变得越来越小。”
根据摩尔定律,计算机芯片中的晶体管数量每两年会翻一番。过去40年里,该定律一直是正确的,而且没有迹象表明会失效。沙德博尔特说:“20年以后,一个像方糖一样大的装置就能够存储人一生的图像。”
当然,人们不一定愿意记录下睡眠以外的每一个时刻,但科学家们的目标是开发出真正的产品,创新性地利用我们的数字记忆。
设想为孩子们推出电子泰迪熊玩具能够通过存储的记忆了解自己的小主人,从而与小主人聊天。或者一款新型冰箱能记住主人的食谱并为你写下采购清单。还有,主题公园能记录你在过山车上的心跳,及时提醒你可能会感到恶心。
“生命记忆”的另一个成员温迪·霍尔教授说:“我希望开发一种‘助忆器’,在我与别人见面时能及时提醒我对方是谁。我可能需要这个人的照片,这样这个装置就可以通过脸部识别技术认出这个人。或者对方携带着某种传感器,能透露对方希望我知道什么。”
同样,患短期记忆缺失的老年人可以携带一种装置,记录他们日常的活动并在需要的时候提醒他们。就像眼睛帮助我们看东西一样,助忆器可以帮助我们记事情。不过这样的技术也有局限性。霍尔指出:“当一个人视力减退时,会配度数越来越高的眼镜,直到几乎失明。痴呆症患者可能也是如此。到一定程度,技术将无能为力。”
人工记忆装置为医疗部门提供了巨大的潜力。只需足够数据的电子诊断系统已经使医生自愧不如。沙德博尔特说:“显然,我们正进入一个收集健康信息和生物信号的世界。运动员在训练时是这样,有某种健康风险的人也是这样。可以想象,将来每个人都会定期收集生物物理数据。”
面临管理难题
收集数据不是问题,储存数据也应该很容易。但信息使用的方式对如此巨大的数据库的管理提出了一系列问题。当电子数据被全部公布时,版权就变得很模糊了。而且大量的个人信息增加了身份被盗的危险。
此外还涉及隐私问题。如果一切联网,那么谁能进入你的数字记忆?一个人能保存别人的数字记忆吗?当然,警方在抓捕罪犯时可以跟踪数字足迹,在法庭上把数字记忆作为证据。
“生命记忆”运动面临的最大技术难题就是管理。在这方面还有很长的路要走。我们需要自动系统、标准化的存储格式和语音激活的软件,当然,还需要一些工具,以便我们删除毫无意义的信息。总之,能使我们数字生活的组织、检索以及回放变得更简单的一切都是需要的。
因为数字记忆将使我们有机会遗忘一些事情。温迪·霍尔说:“我认为,将来人们浏览数字记忆就像现在的人整理相册一样。当然也会编辑,因为仍然有些事情是一个人不想让别人知道的。”
“复制”人脑可行吗
瑞士科学家提出了一项雄心勃勃的计划:在2015年制造出“人类大脑”。
瑞士洛桑理工学院亨利·马卡兰教授已取得“人造鼠脑”的成功。不过,“人造鼠脑”只是一个“影子大脑”,是一个电脑模拟的大脑。它包括一万个电脑芯片,每个芯片模拟一个神经元细胞的行为模式,连接神经元的树状突触由复杂的电路模拟。
经过艰辛努力,马卡兰教授已经制造出了一个模拟幼鼠一部分大脑的模型。他最近提出了他更加雄心勃勃的“蓝脑”计划:先用啮齿动物做实验,2011年后试图组装一个猫的大脑模型,然后可能还会模拟猕猴的大脑。最终希望在2015年制造出“人类大脑”模型。
马卡兰教授的基本思路是:既然我们想要探索人类大脑活动的原理,就可以先从模拟大脑开始,用电脑“复制”人类大脑所有的活动以及在其内部发生的各种反应。一旦最终“复制”出了人类大脑,像帕金森氏症这类因为大脑信息传递出现问题的疾病就能从中获得治疗“灵感”。
为了研制出幼鼠一部分大脑的模型,在过去几年里,洛桑理工学院研究人员敲开了数以千计的实验鼠头颅。他们将这些老鼠的大脑切成极其薄的细片,并同时保持它们存活。研究人员给薄片上单个的神经元装上神经元传感器,用以监视神经元发出并传导的信号,还截取周围的神经元细胞对信号的反应。
同时,他们向这些大脑薄片发出电流刺激,这些刺激模拟了老鼠闻到奶酪或者突然受到惊吓时大脑的反应,通过这样的监控和反复刺激来研究大脑活动。
研究者收集了老鼠的大脑细胞在各种情景里的反应模式,这些数据成为马卡兰实验室“人造老鼠大脑”的基础。这些反应指令被输入芯片,每一个芯片就像一个神经元细胞那样活动,最后,用纵横交错的电路模拟树状突触将芯片连接。
从造出它的第一天开始,这个新生“鼠脑”的“任性”就让研究人员吃惊不小。即使没有给它任何电流刺激,监控的电脑屏幕上也显示出它在进行奇怪行为。研究人员发现,“鼠脑”会对一些信号自动产生反应,而且神经元之间会在没有外来刺激的情况下,相互协调活动。
目前,脑科学的进展日新月异,那么,瑞士这个“复制大脑”的可行性如何昵?
北京大学生命科学学院生物物理系副主任、博士生导师孙久荣教授说:“人类能在短期之内弄明白意识产生的科学原理就是伟大的成就了,‘复制’人类大脑其路漫漫。”
“神奇沙发”时速可达140公里
英国伯明翰郡马洛地区的爱德华·希纳研制出一种神奇的移动沙发。这种沙发可以像汽车一样开动,最高时速可达约140公里。作为世界上速度最快的家具,移动沙发入选了《吉尼斯世界纪录大全》。
当初,希纳花费了6周时间,用300英镑(约合590美元)制造出他的第一张移动沙发。
它的结构十分简单。沙发内装有一个排气量1300CC的小型引擎,一个旧啤酒罐连接扶手组成了刹车装置。“司机”只要将啤酒罐向后推,沙发就会停止前进。沙发的加速装置由安在膝盖位置的一个旋钮控制。司机用膝盖按下旋钮,就能加大油门。驾驶台由一张咖啡桌改制而成。桌上摆有一部电视机、两盆植物和一个旧闹钟。电视机能够正常工作;一左一右的两盆植物代替指示灯;旧闹钟被希纳改装成了一个速度计。而方向盘则是希纳从他原来工作的比萨饼店拿来的一个烤比萨饼的中型平底锅。
这张移动沙发驾驶起来十分简单方便。因为希纳研发的初衷就是制造一张有引擎的沙发,而不是一辆像沙发的汽车。“沙发就是让人舒服偷懒的,所以它得非常容易驾驶。”他说。
像许多男孩一样,现年35岁的希纳从小就非常喜欢自己动手制作各式各样的小玩意。但他一直以来的梦想却是做一名画家。
早年就读于英国伦敦南部萨里市威特利附近的爱德华国王学校时,希纳花费了大量时间在工艺专业上,还制作过一辆快艇车。后来,他又在伦敦南岸大学学习了工程学和产品设计。那时他住在一辆改造过的双层巴士里。
希纳有各式各样稀奇古怪的发明:双座太空飞船、可移动浴室、带轮子的花棚等。他的发明让妻子伊莫金“深受其害”。她告诉记者:“我们乘坐他的那些发明出门时,总是招来大家好奇的眼光,不过它们总能让人大笑。”
虽然这些发明造型奇特,却适合在道路上行驶。希纳还给它们买了保险、上了牌照,因此它们都能安全合法地在英国街道上行驶。
希纳曾经驾驶他的移动沙发在伦敦兜了一圈。这次旅行给他带来了许多商机。一名推销员付钱让希纳载着他和他的广告牌在伦敦“招摇过市”;一家面包公司想让希纳为他们制作一个“移动面包”;一家果汁公司想要一辆由青草覆盖的有篷货车。
最终,希纳开办了自己的公司,把不断涌现的奇思妙想付诸商业。他制造出移动海报床、移动卧铺出租,结果大受欢迎。尤其移动卧铺在婚礼上备受青睐。
1998年,希纳驾驶移动沙发在赛车道上创下时速140公里的纪录。经过吉尼斯世界纪录认证机构的鉴定,移动沙发当选“世界上速度最快的家具”。
去年,受sofa.com网站委托,希纳又制造了一张新的移动沙发。沙发内置一台220马力(约164千瓦)的陆虎V8引擎(同样功率的引擎用于陆虎越野车),希纳期待它能打破先前的世界纪录。
目前,希纳正在sofa.com网站上拍卖驾驶新移动沙发打破吉尼斯世界纪录的机会。他将把拍卖所得捐给慈善机构。
生物和计算机之间的桥梁——DNA制动器
英国科学家Keith Firman博士使用计算机模拟DNA制动器工作,这个史无前例的装置在活的生物有机体和计算机之间建立联系架设了桥梁。
欧洲科学家日前开发出一种基于脱氧核糖核酸(DNA)的转换器,名为DNA制动器或分子发电机。科学家认为,作为世界上第一个生物纳米技术制动器,它的研制成功为在活的生物有机体和计算机之间建立联系架设了桥梁。
据英国媒体报道,这个DNA制动器的大小只有一根头发的千分之一,因此肉眼根本无法看到它。这个DNA制动器的组成包括一组固定在极小芯片上的DNA、一个带有磁性的珠子和一个提供动力的生物发动机——通过活的生物细胞三磷酸腺苷(ATP)所发出的能量提供动力。
这些组件在一起工作时能够创造出发电机的效果,然后再转化成电流。最终,安装了这种DNA制动器的装置发出电子信号——这些信号再被传送给计算机。于是,这个DNA制动器就通过电子信号,将生物世界和硅元件世界联系在一起。除了能在计算机上使用外,这个DNA制动器还能用于毒素的快速检测。此外,它还可用于生化防卫,作为一种生物传感器探测空气中是否存在病原体。
科学家们相信,DNA制动器的未来应用前景十分可观。从用于界面连接的分子尺寸的机械装置,到由计算机控制的机器手,在这些装置中都可以找到DNA制动器的影子。
该项目是一项多国合作的结晶——英国朴次茅斯大学、英国国家物理实验所、荷兰代尔伏特理工大学、法国国家地球科学实验室、葡萄牙国家系统与计算机科学研究所、瑞士联邦材料测试与研究实验室等都参与了该项研究。欧盟委员会发起的“资助新兴科学和技术活动”(Nest)为Firman和他的国际合作小组提供了200万欧元的资助。
智能摄像头“主动侦察”可疑行为
美国科研人员目前正在研制新型的“智能视频”摄像头,它能把摄像头从被动的观察者转变为有“大脑”的“眼睛”,主动侦察可疑行为并且预防犯罪。
据美联社日前报道,这种智能摄像头不仅能观察目标而且能分析所观察的现象,可很快找到机场里那些不受人注意的包裹,通过判断人的身高或分析人走路的方式来推测他是不是随身暗藏了可疑物。
目前使用的摄像头摄录到的东西通常被法庭在案发后用作证据,但新型的“智能视频”摄像技术能主动侦察到可疑行为并发挥预防犯罪的作用。
在很多城市里,摄像头监视着街道和各个角落,看守着重要的政府建筑,甚至协助警方抓捕超速驾驶者。大楼、火车站、学校、商店和公共汽车里随处可见摄像头。它们把视频图像传回中央控制室,那里有安全人员负责监控。摄像头技术的改进可让监控摄像的人减少,并且更适合在公共场合或家里安装监控系统。
这种新技术已经开始运用到实践当中。比如,芝加哥和华盛顿的摄像头已经能够探测到枪声并通知警察,巴尔的摩安装了可以给乱涂乱画和随便倾倒垃圾的人拍照的摄像头。
智能摄像技术的研究者说,这种新技术如果得以广泛应用,就能让视频监控变得更为有效。智能监控计算机可以分析解读摄像记录,寻找不同寻常的事件,比如没人看管的包裹或在不应该出现的地方出现的人。驻伊拉克的美国海军陆战队和西班牙巴塞罗那的地铁系统也在使用类似的技术。美国陆军研究实验所的图像处理专家帕蒂·吉莱斯皮说:“如果把摄像机想象成你的眼睛,我们的计算机程序就是它的大脑。”目前军方正在研发更为智能化的监控系统。
全球定位运动鞋即将面世
据新加坡《联合早报》报道,38岁的美国工程师丹尼尔发明的运动鞋里带有一片微小的全球定位系统(GPS)芯片,芯片可以与4颗国际卫星进行联络,无论你身在世界何处,这类运动鞋都能迅速帮你确定自己的方位,甚至是脱离险境,死里逃生。
曾经在联合国担任过科学分析员的丹尼尔在接受采访时说,他相信自己的发明能够给遇到麻烦的儿童和老年痴呆病人提供帮助。这种运动鞋每双售价350美元,世界各地零售商的订单早就超过3万双了,还有2000名网上的订户,一些国家的军方和医疗救护人员也对这款产品很感兴趣。
丹尼尔说,自己8岁的儿子2002年在放学途中走失,被列入失踪名单后,他就萌生了发明GPS运动鞋的念头。他说:“那次事情后,我开始研究失踪儿童问题,发现8~9岁、甚至10多岁的孩子都可能发生这种事,后来我找到了解决的办法。”
丹尼尔的解决方案就是发明了19种颜色不同、安装了GPS芯片的男女运动鞋。