一周极客科技盘点 | 让截肢者重获触觉的神经义肢技术;人造流星雨;可以成为你「影分身」的机器人

摘要

可以种菜的办公楼;新型柔性晶体管;可测量活细胞重量的「细胞天平」;辅助式机械外骨骼

新探索

一种可以种菜的办公楼

瑞典食品技术公司 Plantagon 正在建造一栋名为「plantcrapers」的办公大楼,楼内包含巨大的室内农场,可以种植各类蔬菜。整栋「plantcrapers」建筑一共 16 层,其中三分之一向阳地带将被当做室内农场用来种植蔬菜;另外大约三分之二的建筑空间则将被作为办公室或菜市场使用。整座建筑从 2012 年开始建造,将在 2020 年初开放,预计总花费达 4000 万美元。

在「plantcrapers」大楼内,蔬菜将在富含营养的水基溶液中无土壤地生长。这些蔬菜光合作用需要的光则来自自然光和 LED 灯光。其中,LED 灯将根据蔬菜种植需要的特定光频率进行照射,使蔬菜能拥有最佳光源生长环境。据 Plantagon 预测,每年这栋大楼可以生产约 550 吨蔬菜,足够大约 5500 人从年头吃到年尾。

与同样大小的户外农场相比,这栋建筑在生产更多的蔬菜的同时还更环保。Plantagon 公司经过测算发现,与传统的工业化种植系统相比,「plantcrapers」可以少产生 1000 公斤二氧化碳,节省 5000 万升水。另外,在楼内蔬菜种植中使用的能源中,至少有一半将作为办公楼的地热回收和再利用。

另外,Plantagon 还在设计另一个类似「地球仪」的室内农场。这种球形建筑包括一个螺旋式的食品生长线,可以在植物成长的不同阶段螺旋式的移动植物,更高效率的促进食物生长。

图源:Plantagon

可让截肢者重获触觉的神经义肢技术

日前,一款名叫「Luke」的假肢手臂被宣称可以让假肢使用者重获触觉。该假肢开发者为 Segway(平衡车)的发明人 Dean Kamen。这个假肢称为神经义肢,手指和手的行动受使用者的神经冲动控制。研究人员发现,增加机械假肢的使用触感可以减少人产生「幻痛」的感觉,这是许多截肢者都有过的不愉快的体验。通过增加感官反馈,截肢者可以更清楚地体验自己行动的过程。

「Luke」假肢手臂通过在肢体残端对残留神经采用表面电刺激的反馈方式,让使用者可以通过电信号获得直接的触觉神经反馈,轻松地控制假肢。历时几年才问世的「Luke」手臂模拟出了真实手臂上的各种神经纤维,因而可以实现触觉反馈。

起亚上线聊天机器人卖车

近日,起亚推出了一款名为 Kian 的虚拟助手。Kian 具有理解自然语言的能力,它可以为用户提供车辆价格的信息,帮用户估算每月的账单支付,还能帮用户查看照片或视频以及了解本地起亚车型的特别优惠活动。此外,Kian 还会比较起亚汽车与竞争对手之间的区别,并帮助消费者找到当地的经销商。Kian 可以从对话中学习,并改进其与用户交流的方法。

目前这款聊天机器人已经应用在起亚的 Facebook Messenger 中了,而最终它将出现在起亚的消费者网站中。

图源:起亚 Facebook

由「防弹衣」和「面膜」材料融合做成的人造软骨

密歇根大学和江南大学联合开发出了一种名为「Kevlartilage」的仿生软骨材料,其性能非常接近人体天然软骨组织。

这种仿生软骨材料模仿了人体软骨组织的运行机制,在将凯夫拉纳米纤维(密度低、韧性好、易于加工成型,可用于制做防弹衣)和水性凝胶(医用聚乙烯醇,具备凝水功能,可用于制做面膜)按照一定比例融合后,可以模仿实现人体软骨组织的功能。「Kevlartilage」在被植入人体后,可以根据人体的活动状态不同,而吸水(跟真的软骨一样)变得柔软,或「脱水」变得强韧,起到保护骨骼和关节的作用。

另外,这种人造软骨的材料不会对生物细胞造成伤害,适合植入人体,代替坏死软骨组织。如果人体软骨还有活性,这种人造软骨还可起到支撑、保护人体软骨细胞生长的作用。

Uber 在开发一种让你不再晕车的技术

Uber 正在开发一种「感官模拟系统」,通过创造特殊环境让乘客远离晕车。

理论上讲,当你的眼睛看到了物体运动,但大脑却没有相应感知时,你就会产生头晕的感觉。这也是很多人在体验 3D 游戏、VR 设备时感到头晕恶心的原因。Uber 所使用的方法是,利用雷达、传感器的数据创建一个「感官模拟系统」,通过让座椅震动、调整空气流动和灯光效果,在车内创造一个特殊的动态环境欺骗大脑,让大脑收到的反馈更接近人眼看到的效果,从而防止晕车。

一种可帮助猪心脏跳动的机器装置

据外媒 The Verge 报道,研究人员在《Science Robotics》杂志发表文章称发明了一个帮助心脏跳动的机器装置,目前在猪的身上试验成功。在进行长期的动物研究和临床试验来证明它的可行性后,这种装置将来或许可被用于挽救心脏衰竭患者的生命。

这个机器装置的工作原理就是,半月形框架压住一半的心脏,深入心脏的「锚」分隔开两个心室间的肌肉「墙」,当将压缩空气泵入装置中以扭转心脏一侧的弹性带时,异常的那个心室会被挤压以喷出血液。该装置还可以与心脏的跳动节奏保持同步,因此它可以自主运行。这改变了以往通过人造管路重新引导血液的做法,意味着患者可以少接受血液稀释药物,降低了出血和中风的风险。

图源:The Verge

科学家制作出新型晶体管,为柔性计算机铺路

据外媒《物理科学》官网报道,来自卡内基梅隆大学的机械工程师卡梅尔·马杰迪和詹姆斯·魏斯曼发现用液态合金能够制作出一种名为「流体晶体管」的新型晶体管,可以帮助电子元件变得更为柔性化。

据了解,这种液态合金由稀有金属中的铟和镓混合而成,使用时直接注入橡胶内部。其优势在于液态合金金属不仅能实现柔性控制电路,而且只用少量电压就能胜任传统晶体管的作用。除了用于制作柔性电路,「流体晶体管」还可通过金属液滴的连接状态起到电气开关的作用。其原理是诱导金属液滴产生不稳定性,即通过调节电压使「流体晶体管」内液滴在一滴状态与两滴状态之相互转换,从而做到对电气开关的控制。

「流体晶体管」的出现意义重大。如果可以通过编程控制并改变物理电路,那这个新型晶体管的应用场景将非常神奇。采用新的电子元件和材料可以制造出柔性计算机,并且可将其和生物材料相结合,应用在人体健康状况检测等方面。除此之外,「流体晶体管」也能用在机器制造领域,如果巨型机器人采用了新的晶体管,那么不论它做什么动作,电路都将对应地做出改变,丝毫不耽误工作的进行。

日本初创公司开发人造流星技术

日本初创公司 Ale 开发了一项人造流星技术,可以根据顾客的需求发射数量、颜色不同的流星。

这项人工流星雨计划称作「Sky Canvans」,研究团队预计将承载着 300 到 400 颗人造流星的卫星发射至离澳大利亚 500 公里的轨道上,然后在那里向日本方向释放人造流星。据介绍,这些人造流星的「原料」是一些特殊的化学物质,流星的颜色可以通过改变原料的成分来决定。最终这些原料将被制作成豌豆大小的小球。由于这些小球是人造的,它们可以比自然流星燃烧得更亮,时间也更长。

2019 年,广岛的 Setouchi 地区将举办第一场人造流星雨表演。2020 东京奥运会也将人造流星雨作为开幕式表演项目,所以在广岛地区的这次尝试可以看做是为奥运会安排的一次预演。

《你的名字》剧照;来源:视觉中国

苹果曝光折叠屏专利

近日,美国专利机构曝光苹果公司提交的折叠屏幕的专利图片,暗示苹果公司可能已经在研发拥有折叠屏幕的手机。

苹果的专利图片显示了一个叠着的平面,在专利文件中,苹果这样描述这款设备:一台电子设备,配备的灵活区域能够使其进行折叠。该设备将配有一个灵活的显示屏,显示屏有一个灵活的区域,让其能像书本一样被折叠。

在专利文件中,苹果所指的可折叠屏幕不止目前流行的 OLED 屏幕,还包括 LCD 和 Micro LED 屏幕。

可测量活细胞重量的「细胞天平」

来自苏黎世理工学院的科学家们申请了一项专利技术——「细胞天平」。顾名思义,「细胞天平」将是一种可以测量活细胞重量的天平。这项技术的研究工作由生物物理学家 Daniel J Müller 教授领导的研究团队与巴塞尔大学和伦敦大学的学者们共同完成。

除了可以较快地测量出活细胞的重量,「细胞天平」还能用于监测细胞重量随时间的变化情况,精确度可以达到数毫秒和万亿分之一克。测量过程中,「细胞天平」被放置于培养皿底部,待测细胞「粘」在天平硅制「微薄透」的称重臂后,称重臂固定的一端便相应地发出蓝色激光振荡天平,另一端则通过红外线激光记录振荡前后的差异,从而计算出细胞的重量,实验中测得的重量约为 2 到 3 纳克。而重量监测的话,则需要借助高倍数荧光显微镜,通过它可以清晰看到细胞内部的活动情况,计算机也能帮助显示细胞重量变化曲线。

新产品

一种辅助式机械外骨骼

福特公司联手 Ekso Bionics 公司推出了一款名为「EksoVest」的辅助式机械外骨骼,旨在帮助组装线上的工人们更轻松更健康地工作。

EksoVest 不是我们想象中那种完全自动化的机器人,穿上它并不能让工人变身为电影里的超人,但是它能为工人提供五到十五磅的力量,帮其更轻松地举起重物,减轻工人承受的压力。EksoVest 可以根据使用者的身高进行松紧调节,因此使用者都能找到适合自己的一款。

目前 EksoVest 已经在福特位于美国的两家工厂进行试点,很快就会推广到欧洲和南美。

图源:Digital Trends

一款可以成为你「影分身」的机器人

丰田公司最近发布了第三代仿人机器人 T-HR3,它被称为现实版《铁甲钢拳》和《环太平洋》,它的特殊技能就是可以被完全控制,与远程使用者的动作同步。用户戴着机械手套进行控制,带着 HTC Vive VR 耳机来展示机器人的视角。

T-HR3 的高度为 1.54 米,重达 75 公斤,旨在探索协助家庭、远程医疗、建筑工地施工、灾区乃至太空人类的可能性。操作员可以使用所谓的主操纵系统(MMS)(即椅子上的 16 个控制模块,脚下的运动和力传感器以及位于机器人关节中的 29 个控制模块)来控制机器人的整个身体。当用户移动时,MMS 信号将被发送到机器人的 29 个身体部位(包括 10 个手指)。操作员可以在保持原位不动的情况下,控制机器人行走,包括前后或者侧向移动机器人。

这款机器人自身也具有平衡控制,如果撞到物体,它可以保持平衡。机器人甚至可以轻轻地拿起气球,抓取的力量也可以被很好的控制。

来源:toyota官网

卡西欧推出运动相机品牌 G'z EYE 系列的首款产品 GZE-1

前段时间卡西欧推出了全新的运动相机品牌 G'z EYE(还记得卡西欧的 G'zOne 手机吗),主打牢固的外观,适用于极限运动的拍摄。近日,G'z EYE 系列的首款产品 GZE-1 终于正式跟大家见面了。

裸露的螺丝,圆形的按键,再加上标志性的多边形棱角,GZE-1 的外表像是 G-Shock 手表加上了一个摄像头。

具体参数上,GZE-1 配备了 1/2.3 吋 CMOS 感光元件,拥有一个 F2.8/13mm 等效超广角镜头(190 度),能够拍摄 1080p/30fps、480p/120fps 视频和 600 万像素的照片。

GZE-1 支持四米防摔,IP6X 防尘,50 米防水,可在零下十度低温下使用,而且这一切的实现都不需要借助额外的配件。除了手机 app 外,GZE-1 还支持和自家的智能手表联动(WSD-F10/F20),可以用手表控制运动相机的拍摄。


特斯拉建成世界上最大的电池 Powerpack

在澳大利亚中南部的南澳大利亚州,特斯拉的电池 Powerpack 终于建成了。

这可不是一块普通的电池,它是目前世界上最大的锂离子电池,容量可达 100 兆瓦,充满电之后能为南澳大利亚的 8000 个家庭供电 24 小时,或者在停电时为 3 万房屋提供 1 小时的备用电源。

从九月底签约到本周正式落成,特斯拉的工作团队不到两个月的时间里就完成了这一项目。

图源:Tesla.com

雷诺三星电池组升级的电动汽车

雷诺与三星在韩国生产汽车的合资企业——「雷诺三星汽车」,今天推出了全新电动三厢车 SM3 ZE 的新版本,续航里程增加了 50%。这辆车拥有一个全新的电池组,一次充电的容量从 22 千瓦时增加到现在的 36 千瓦时,续航范围为 213 公里(132 英里)。

当然这个续航里程不是重点,而是电池技术的进步,雷诺三星汽车宣称能够在不增加任何重量的情况下增加电池容量:根据韩国交通安全局(KOTSA)的报告,「电池功率已经提高到 36kWh,重量也没有增加,KOTSA 的报告称,韩国的平均每日行程为 40 公里,新的 SM3 ZE 能够大约五天充一次电」。目前新版车型可以订购,价格 41535000 韩元(约合 38000 美元)。

图源:雷诺三星官网

头图:《你的名字》剧照;来源:视觉中国

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