10项正在走进现实的炫酷科幻技术

曾经只存在于科幻小说世界里的炫酷科技现如今正以越来越快的速度走进我们的现实世界。在某些情况下,我们的地球科学家已经证明了那些看上去似乎不可能的技术其实能够被发明出来,但首先仍有未知的障碍需要跨越。但在另外一些情况下,有些科幻技术其实早就存在了。

10.液态机器人 (Squishy Robots)

观看过电影《终结者2》的观众一定对片中T-1000型机器人将自己坚硬的身体挤压变形成液态的画面印象深刻。而且它还能以变成液态的方式来修复自身的创伤。而如今,麻省理工大学的科学家们让此成为了现实,因为他们已经发明出了他们专属的T-1000型变形机器人。

美国国防部高级研究项目机构(DARPA)想要的是一种像章鱼那样可变形的(或者说“液态”)的机器人。这就表示这些机器人能够将自己坚硬的躯体挤压变形并且还能够将身体延展扩大。而从解剖学层面上来说,一个液态机器人应该能够进入到某个人体组织中而不会对周围组织的血管以及器官造成损伤。那么也就是说它能够胜任外科手术了。甚至在紧急搜索营救行动中,液态机器人还能在残垣断壁中穿梭自如以搜寻生还者。

为了实现这样的目标,科学家们需要的是一种能在坚硬状态(当机器人在需要使用工具或者进行其它作业时)与柔软状态(当需要机器人在某些物体之下或之间进行变形时)间进行自由转换的特殊材料。正如麻省理工学院的教授Anette Hosoi在一次新闻发布会上所言:“我们不能将这个发明只是简单地理解为创造一杯果冻那样的物体,因为假如这杯果冻要对一件物体进行相应操作时,或许它还没对它要移动的物体造成足够的力时就已经自己先变形了吧。”

最后,科学家选择了一种低成本的聚氨酯泡沫塑料,这是一种能够挤压为一个极小尺寸之后又能恢复到正常尺寸的材料。随后他们为该材料使用了在普通工艺品店就能买到的蜡来为其打蜡。其机制就是通过向遍布于该塑料内部的金属线传导热量而使其能够将表面坚固的蜡层融化为柔软的蜡层以利于其变形。当然,你可以在任何你需要的时候将电流打开或关闭。而且当热量传导至表面的蜡层时,机器人也会自动开启自我修复功能。

9.隔空控物 (Mind Control of Inanimate Objects)

《星际迷航:原初系列》中有一段叫做“史波克的大脑”(Spock’s Brain)的剧集,一名美丽的爱默格(Eymorg)女子将史波克先生的大脑从身体中取了出来并用它来控制物体,正如她的人民曾生活过的地下建筑群里的空气对流一样。成功地取出某人的大脑来控制建筑物或许听起来难以置信,但运用你自己的思想来隔空控物已经变成了现实。

有一个由欧盟成立的叫做“脑飞行(Brainflight)”的计划,旨在实现仅由人脑发出的信号就能控制飞机飞行的目的。当然研究者是从飞行员训练的角度出发,他们希望能将飞行变得更容易、成本更低以及对更多人来说更加触手可及。他们相信计划的成功将会减少现在的飞行员们的负担并且提升安全性。

实验的初次测试结果不可思议的精确。由一名飞行员带上附有脑电图电极的帽子,随后该飞行员的脑电波会被转换为控制飞机飞行的指令。并且从始至终飞行员都不会接触到飞机上的设备或控制装置。相反,他们看上去就像是用自己的思想在控制飞机一样。但这可不是读心术,而是由一种研究人员开发的计算机算法来控制的信号转换而已。在飞机降落时它的位置也会被再三调整直到平稳流畅地降落——而整个过程都由大脑来控制。

七名不同程度经验的飞行员参与了此次飞行模拟器的测试实验。只有一名参与者没有机舱飞行的实践经验,但每一个参与者大脑指令都明确地表示出他们有足够的能力通过飞行员执照测试。其中大多数测试员还能在能见度很差的情况下依然平稳着陆。

8.气象改造 (Weather Modification)

在《星际迷航:下一代》 以及其它科幻剧中,我们都会看到片中角色提到那些能够阻止龙卷风或者以其它方式改变天气的“科学”技术。但这些也终究只是原著作者们光怪陆离的想象力的产物。甚至在我们现实世界中,有人还编造出了气象改造这样的阴谋论。不过,他们倒还真是说中咱们今天的主题了。

一群来自美国中央佛罗里达大学和亚利桑那大学的研究者们正在琢磨着通过向天空中的云朵发射高能激光束以人工降雨或者是在需要的时候还能制造闪电。而另有一些科研者们已经能够在云团中人为产生一些电能活动了,但却始终无法真正地人为制造一道闪电。

这些研究者们曾面对过的难题可不只是寥寥几个。第一个难题就是,他们必须确保这种高能激光束在接触到目标云层之前并不会产生严重衰败。然后,他们还需要在一个足够安全的距离来发射这束激光以避免被激发的闪电击中。为了解决上述难题,他们决定使用发射二次激光束的方法来保护并维持初射激光束的高强度能量。二次发射的激光束就像是个能量蓄电池,它使得初射激光束能够在任何情况下都发射得更远。也就是说就像是使用了一种激光延长线来让目标激光束能够到达云层。

使用这种方法之后,科学家们将激光束能够得着的高度从25厘米(10英寸)延长了至少2米(7英尺)。但他们仍然确信延长至五十米(165英尺)甚至更多也是有可能的。这种技术如果实现将使得我们真正实现人工控制降雨以及闪电。

7.牵引光束(Tractor Beams)

使用能量来拖曳物体使其跟着你或者你的飞船运动的牵引光束已经是科幻片里的惯用手段了,尤其是在《星球大战》和《星际迷航》两部剧作中。但长久以来,这种技术都被视为有违现实世界的物理法则的。可是,最近澳大利亚国立大学的科学家们就研发出了能在水上使用的牵引光束。据该研发组组长霍斯特·庞兹曼(Horst Punzman)博士透露,他们“研究出了一种方法,通过这种方法来制造一种能够迫使水面上的漂浮物逆流行驶的波”。换句话说,这种波型牵引光束能够吸引物体跟随它的“脚步”。

通过使用一个造波池(一个装满液体的用作科研的盒子,通常使用水),科学家们研发出的方法能够借助改变所生成的波的频率和大小来随意调整池面乒乓球的移动方向。他们发现这些三维波浪会使水面的电流产生各种不同的模式。其中一种电流模式会对用于收集水面浮油以及操纵物体漂浮在水面的牵引光束产生积极作用。

来自英国邓迪大学的一批物理学家也研发出了一种能够牵引一厘米(0.4英寸)大小的声波型“牵引光束”。直到现在,这种能量束还只牵引得了微观物体。这批科学家利用的是超声波能量来激发物体本身的能量以使其朝着超声波仪器的牵引来移动。他们相信这项技术将会为医学事业带来显著的进步。

6.三录仪(Tricorders)

《星际迷航》系列还有另一个科幻设备,那就是三录仪,片中它是一部手持型扫描设备,通常由麦考伊(McCoy)博士用来扫描病人身体以做出医疗诊断。片中其他的角色会使用三录仪来扫描生命形态的物体或者用来分析行星的表面。但在现实中,现有的技术将使得在不久的将来制造出我们的三录仪成为触手可及的事情。

在英国南安普敦大学,科学家正在研发一种使用电子元器件来代替化学传感器的手持医疗扫描器。如果成功将使得从病人床边取得的蛋白质样本诊断当天就能拿到结果成为可能。这种扫描仪将有效减少物质成本以及诊断所需时间,只需通过取消将样本送往诊断室的过程就能使病人得到最有效的治疗。

而另一群在美国密苏里大学的科学家们正在研发另一种放射性源只有一片口香糖那么大的三录仪。他们这种三录仪是手持式X-射线扫描仪,未来会被用作为医疗型X-射线放射仪、反恐行动设备或者甚至是行星际空间探测设备。

这种扫描仪本身会与普通手机大小相近。此外为了减少医疗花费,这种三录仪将能够为那些贫困、偏远地区的病人们带来他们急需的X-射线医疗诊断服务。它也会被用于牙科X-射线医疗以减少病人的辐射照射量。

至于反恐行动方面,这种三录仪会扫描货物是否藏有武器或者其它的企图走私进某个国家的非法物品。此外,这些扫描器还能配备有助于星际探测的传感器,不管是地球人还是外星人都能在行星际探测器上用到它。

5. 静脉扫描式生物识别付款 (Biometric Payments with Vein Scanning)

在科幻剧中运用视网膜扫描或者其它的生物识别法来获取顶级机密情报已经是司空见惯的事了,正如《星际迷航2:可汗的愤怒》里的“创世纪计划”。现在来自瑞典隆德大学的一名理工科学生——费雷德里克·莱弗兰德(Fredrik Leifland)就采纳了这一概念并将其运用于能通过生物识别付款以进入安全行银行账户的技术中。自2014年4月起,已经有15家瑞典餐厅和商店使用了莱弗兰德的静脉扫描技术并成功从客户的银行账户上完成了付款交易。自那时起,大约有1600名消费者表示将非常愿意以这种扫描付款系统来代替传统的现金与信用卡交易。

这种静脉扫描付款技术应该是简易、快捷与安全的。正如莱弗兰德在隆德大学发表的一篇文章中所言:“每个人的静脉都是完全独一无二的,所以我的这个系统是真正的杜绝了欺诈行为的。你永远都需要拿出你的手掌来接受扫描才能完成一笔付款。”

而注册手掌静脉付款也非常容易。你来到一家配备了静脉扫描终端设备的商店。随后你进入个人信息识别过程并且将你的手掌在终端上扫描三次。之后你会收到一条带有一个有效链接的短信。最后,你只需要完整填写一份所需开户信息的注册表,完成这些之后,大功告成!

4. 有空间腿的机器人宇航员 (Robonauts with Space Legs)

类人机器人已经是科幻电影、电视剧、小说以及漫画作品中必不可少的角色了。从最早的铁臂阿童木再到斯瑞皮欧(C-3PO)乃至更多作品我们都能看到类人机器人的身影。而在现实中,我们已经发明了机器人宇航员,正是我们在标题中提到的那种由美国通用汽车与美国航天局共同研发的机器人。

但是类人机器人宇航员2型(R2型)现在正在迈出它的第二步。最初登陆到国际空间站(ISS)的R2型机器人仅仅只有头部和带有两只触臂以及触手的躯干。这就意味着人类宇航员不得不将空间作业带至R2身边工作才能进行。

但时过境迁,如今的R2已经配备了能够攀援的机械腿,因此它能够肩负起比人类宇航员更多的责任了。这也是第一个能在太空中移动的机器人宇航员。R2虽然最初会在空间站内部进行太空作业,但最终目的还是走出空间站自主作业。

美国航天局还想随着人类在太空中前进的步伐往宇宙中运送更多的能够完成更复杂工作的机器人宇航员。无论人类宇航员想去月球上还是某颗行星上,带上机器人宇航员一定有用。它们也许会先于人类一步抵达目的地为航天作业做好准备工作,也许是不管日常起居还是探测工作都与人类形影不离以协助任何工作,或者是在无人空间站上代替人类做维护工作。

3. 偏导护盾/激光护盾(Deflector Shields)

英国莱斯特大学的学生们曾发表过一篇有关制造星球大战的可行性的有趣论文,文章提到在现实世界创造出能够保护宇宙飞船不受敌军的激光火枪伤害的偏导护盾。根据学生们所言,我们需要制造出强大的磁场来维持包围飞船周身的高密度的、超高温的等离子力场。而为了能够使更高频率的激光辐射产生偏移,我们就需要更高密度的等离子力场。

这听起来的确令人难以置信,但我们却早在无线电通讯与雷达设备上就使用了类似的技术了。我们都知道,围绕地球的这一圈电离层其实正是等离子力场。它会将无线电波与雷达信号反射回地球,这与飞船周围那层能偏导激光射线的护盾的原理异曲同工。

尽管在今天看来,我们的技术已经能够制造偏导设备所需的磁场强度,但目前要想给宇宙飞船加上这种护盾还至少有两三个亟待克服的难题。首先,这种必须的能量源地所占空间极大而现有飞船必然空间不足。我们的科学家还没有研发出能够算灵活改变大小的能量源地。而第二个难题就是这种护盾会对飞行员造成直接致盲效果。任何有能力偏导激光辐射的护盾都将使飞行员见不到任何可见光。因此除非有某种引力能够引导飞船的飞行,否则我们都需要为飞行员准备另一种光波频率大于这种激光辐射的光源。紫外线照相机就是一个不错的选择。

所以即使现在还不能建立一支“帝国舰队”,但至少在地球上,这种技术还有其它用处。比如说,排除偏导辐射的用法,莱斯特大学的学生们建议可以把它放到核聚变反应堆里试试。

2. 隐形装置 (Cloaking Devices)

在小说里,隐形装置纷繁复杂,从《星际迷航》系列里那个连宇宙飞船都能隐去的罗慕兰(Romulan)隐形装置到《哈利波特》系列里的隐形斗篷,再到《异形大战铁血战士》(Predator)里能融入外部环境进行完美伪装的铁血战士。

我们的现有技术还不能使一艘宇宙飞船隐形,但现实中真正的隐形技术正在被研发应用于发光、发声、触觉以及热力这样的领域。这些技术绝大多数都会用到人工超材料(artificial metamaterials),这是一种能够以某种方式去折射光线以使得物体被渲染为隐形的材料。从我们现在讨论超材料起之前,科学家就已经研发出了一种使用指针仪表这样的无焦点激光来协助于制造纳米级的超材料。而超材料也同样被运用于隐形声音以及隐形触感上。

但在超材料成为我们的日常用品之前还需要跨越不少的障碍。第一个障碍就是成本问题。另一个就是可扩展性。但科学家正在该领域不断取得进步,他们研发出了一项叫做纳米转移印刷的技术,能够打印出一系列更大号的超材料。

但今天只有一种隐形设备是真实的。据新加坡国立大学的工程师们所言,从某种程度上来说现在研究出一台像铁血战士这样的隐形装置还是有可能的。这批工程师已经生产出了一台通过阻断人体的生物热特征信号就能同时创造伪装错觉并将某人渲染成“隐形”的设备。这也表示这个人无法通过他身体上的热信号而被追踪出来。

使用这项技术来使士兵隐形绝对是个经济实惠的做法,因为它只会用到自然的、天然矿物质的材料而不是更加复杂的超材料。热力隐形技术已经准备好用做军事用途了并且在需要的情况下还可以轻松量产。研究人员同样正在研究一种会识别颜色并与自身匹配以使某物体能像章鱼那样融入周围环境中的伪装设备。

1. 机器人女仆萝西 (Rosie the Robot Maid)

就连动画片也能促进科技事业的发展。机器人萝西是动画片《杰森一家》在太空时代雇佣来为他们做家务的机器人女仆。在20世纪60年代早期,该系列第一集动画片播出时就被喻为未来式的幻想产物。而如今我们已经向着每个人都能购买或租用一款价格并不昂贵的机器人来为主人打扫房间或者检查气体泄漏这样的梦想迈出了史无前例的大步伐。而你只需要简简单单的联系一下机器人预定辅助设备然后告诉它们你需要什么,之后大约一个小时它们就会为你安排来一部基本功能的机器人并完成你的需求。

这就是科学家们所设想的机器人能够在毫无人工干预的情况下就完成自我组装以及或行走或匍匐行走来完成工作的美好前景。工程师们发明出了能在四分钟之内用一些和纸张以及小孩子的玩具“缩泥(Shrinky Dinks)”这样所用材料相差无几的部件就能把自己组装起来的自我组装型机器人,“缩泥”——一种由能在加热时收缩为又小又硬的盘状的软质塑料材质组成的玩具。这种组装方法是模仿了氨基酸自我合成为功能多样的蛋白质的方式。这些机器人能够在地球上和太空中都得到运用,尽管如今它们还不是面市的最佳时机。因为科学家们正在试验那些强度更高以及工作时所需热量更低的材料。

欢迎转载趣闻堂的文章，请注明出处：趣闻堂 (quwentang.com)