零距離科學:回顧與前瞻——科技日常篇

零距離科學:回顧與前瞻——科技日常篇

我們想讓你知道的是

工具更使人有能力改變周遭環境,甚至影響自身的生活體驗。今日我們依然在不斷研發新的「工具」,而這些各式各樣新奇的科技也將繼續塑造並影響著我們的生活。

文:盧駿揚(香港中文大學通識教育基礎課程講師)
圖:香港電台

自遠古以來,人類便懂得運用工具來達成各種目的。面對那些單靠人體無法完成的工作,工具能助我們一臂之力。不單如此,工具更使人有能力改變周遭環境,甚至影響自身的生活體驗。今日我們依然在不斷研發新的「工具」,而這些各式各樣新奇的科技也將繼續塑造並影響著我們的生活。今集《零距離科學》會跟大家介紹近年的新科技發展。

無人機與電子飛行器

數年前當看見細小的機械在空中嗡嗡作響時,我們心裡或許會生出一絲好奇。但今天大家早已對無人機習以為常。然而正因為這個技術已日漸成熟,它也逐漸被應用在不同的範疇上。

蘇黎世大學與洛桑聯邦理工學院曾於2018年合作製作出一種能變形的無人機。機上四組接駁著扇葉的機械臂能夠隨著不同情況轉換成不同的排列方式。

無人機平常是以X型把扇葉散開。不過當遇到狹窄的隙縫時,它就能轉換至H型模式,令機身變得修長。它還可以進入O模式,使機身整體進一步縮小,方便它垂直穿越小洞。這款變形無人機可應付複雜狹小的環境,最適合運用在救援行動上。

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變型無人機能夠靠伸縮機械臂來改變形態,從而進入狹小的地區,因此適合用在救援工作上。

談到變形無人機,也不得不提2020年洛桑聯邦理工學院研究團隊的新發明——猛禽型無人機。這款無人機有著雀鳥的外形,而最厲害是它有著能變形的雙翅與尾翼。憑著控制翅膀與尾部的形狀,研究員能夠使無人機進入不同的飛行模式。當翅膀上的人造羽毛收起時,無人機能夠靈活的轉向;當雙翅完全展開時,它則能平穩而省電的滑翔飛。

比起四軸飛行器,這款猛禽型無人機的運作時間較長,但靈活性上,它也卻並不輸蝕,兩者均能兼顧。團隊下一步希望以人工智能方式來控制機身變形過程,讓無人機能夠隨著環境及飛行軌道自行判斷翅膀形態,從而進一步改良無人機的操作。

除了小型飛行器,不少公司也著眼於開發能載人的電動垂直起降飛行器(eVTOL)。eVTOL跟四旋翼無人機的原理相似,都是以驅動電動扇葉來提供升力飛行。在大城市中,交通擠塞是常見的問題,eVTOL或許是一種紓解問題的方法。

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不少公司都在開發電動垂直起降飛行器(eVTOL)。它能夠讓乘客在都市中快速穿梭,不用再擔心道路擠塞問題。

波音公司(Boeing)於2019年開發了一款名為Passenger Air Vehicle (PAV)的電動飛行器。機上有八組朝下的扇葉,機身尾部再設有推式螺旋槳。它能夠載上兩人,負載225公斤,能夠連續飛行約八十公里的距離。其他航空公司如空中巴士(Airbus)及貝爾(Bell)、甚至美國通用汽車(General Motor)也發展出類似的eVTOL。eVTOL非常適合應用於「空中的士」(Air Taxi)服務上。

在高樓臨立的都市中,空中的士能快捷的讓乘客從一座大廈的天台前往另一座大廈,而且過程中更不會出現道路阻塞等問題,是一種方便可靠的交通工具。現時「都會飛行交通方案(Urban Air Mobility)」最大的挑戰是安全性問題 。惟有能保證eVTOL的使用是高度安全的,政府與大眾才會慢慢接受這種嶄新的交通方式。

應對災難的流動應用程式

智能電話早已成為大家生活的重要部份。除了在我們的工作、生活及娛樂中發揮功用,它或許更能在災難發生時救我們一命。

柏克萊加州大學研究團隊研發了以群眾外包技術(Crowdsource)設計的地震預警流動應用程式 ,程式名為MyShake。該團隊於2020年更與Google合作,於美國加州率先試行把MyShake功能嵌進Android作業系統中,目的是幫助當地居民預先知道地震的狀況,及早作出應對措施。

這個程式的強項是在於它利用每一部智能電話為地震儀(seismometer)。 現今智能電話大多配置上加速感測器(accelerometer)。當MyShake程式判定電話並非在移動當中、而是接上電源靜止放在一處時,它便會啟動加速感測器,探測地面的震動幅度。MyShake伺服器從成千上萬部電話中獲得不同地區的資訊後,便能立刻作出分析,從而重構出地震的實時狀況,然後對當地居民發出相應的警報。

今天不少地方仍未設有地震預警設施,而對這些地區的居民來說,這項新技術實在是不可或缺。

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Shake Alert / MyShake最近跟Google合作,發展出一套以群眾外包方式收集數據的地震預警系統。

此外,當地震發生時,不少生還者會被困於瓦礫之中,而搜救人員卻難以確認他們的位置。

有見及此,印尼有三位大學生自行研發出一個名為Deoterion的小工具。它看起來像一張卡片,可隨身放在銀包或電話套中。當有人被困時,受困者或搜救員均可啟動卡片,然後它會向外發放出915 Mghz的無線電頻,距離十公里內裝有Deoterion應用程式的電話都能夠接受其訊號。程式一旦接收到訊息,便會告知搜救員他與受困者的距離,從而協助他們更快找出傷者,進行救援。

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Deoterion的形狀像一張卡片,方便携帶。一旦在災難發生時被困,傷者能以它發出電波訊號,讓搜救人員憑對應的流動應用程式得知自己所身處的地方。

除了以上談到的新科技,節目中也談到虛擬實境(Virtual Reality)與擴增實境(Augmented Reality)的新發展,並且介紹了逐漸成熟的動力服(powered suite/exoskeleton)技術,對新興科技有興趣的朋友不妨一看。

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虛擬實體(virtual reality)仍然是非常具潛力的新興技術。它為使用者提供沉浸式體驗(immersive experience),無論是用在教學、訓練及娛樂上也是非常合適的工具。
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動力服(powered exoskeleton)能增強人的力量。用在費力的工作上,它能使人減輕負擔。

《零距離科學》(節目網站)集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31播映。本集於2月12日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。

責任編輯:Alvin
核稿編輯:Alex