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《大众科学》展望2014年17大新科技

2013/12/24 9:32:40来源:科技日报 【字体:

导 读:美国《大众科学》网站12月17日在报道中展望了那些将塑造2014年世界面貌的新想法、趋势以及突破。
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《大众科学》展望2014年17大新科技

  美国《大众科学》网站12月17日在报道中展望了那些将塑造2014年世界面貌的新想法、趋势以及突破。

  1. 激光器发射大量太空数据

  1月份,美国国家航空航天局(NASA)于2009年6月成功发射的迄今为止最年轻的月球探测器——月球勘测轨道飞行器(LRO)接收了一个有历史意义的信号传输:NASA利用激光器,将达·芬奇的名画《蒙娜丽莎》传输到了其上,这是人类首次利用激光在星际间进行图像数据传输,这一奇迹有望让星际间的信息流动呈指数级增加。NASA专家戴维·史密斯说:“不久的将来,这种简单的激光通讯技术,可能会成为卫星无线电通讯的补充;而未来有望实现比现有无线电通讯线路更高的数据传输速率。”

  过去50年,飞离地球的太空飞行器都是利用无线电通讯,但无线电有自己的局限。首先是频道拥挤,随着数据容量需求的持续增加,频率将要达到极限;其次,信号会随着距离的增加而衰减,因此传输需要非常耗能的发电机和巨大的天线。而激光的波长非常短,因此每秒钟可以发射出更多的波,这也意味着其能携带更多信息。另外,激光信号的强度并不会随着距离而减弱,因而发射器需要的能量更少。而且,太空飞行器携带的设备越小,其发射成本也越低。

  9月6日,NASA向月球发射了月球大气与粉尘环境探测器(LADEE),它搭载了一个激光通信终端(LLCD),将进行距离最遥远的深空激光通信试验。10月份,该探测器成功地进行了另外一个测试:在三个不同的地球接收器之间发射包含有高清视频的激光脉冲。如果一切进展顺利,未来有一天宇航员将从另一颗星球上发回高清视频,宇航员之间将能进行高带宽通信。

  在月球激光通信演示之后,NASA的下一步是构建激光通信中继演示(LCRD)系统,其将于2017年发射;于今年7月25日成功发射的欧洲空间局的Alphasat卫星(有史以来技术最先进的民用通信卫星之一)也将使用激光中继从其他观测地球的卫星那儿获得的数据。

  如果空间激光通讯取得成功(我们也没有理由认为其会失败),它将改变人类探索太阳系的方式。“好奇”号火星车有望搭载更多工具并发回更多数据。高清视频流也使科学家们能追踪土星上的风暴。当然,更贴心的是,宇航员们能同家里人进行视频聊天。

  2. 唤醒“罗塞塔”探测器

  欧空局12月10日宣布,将在2014年1月20日,把目前处于休眠状态的“罗塞塔(Rosetta)”号探测器唤醒,让其朝着名为67P的彗星进发,并于2014年11月11日释放一个着陆器,登上这颗彗星冰封的表面进行取样分析。科学家希望借此能更好地了解彗星的组成成分以及它们在太阳系形成过程中扮演的角色。

  3. 计算机解码人脑

  10月7日,迄今为止最野心勃勃的大脑研究项目在瑞士联邦理工学院正式启动。这个名为“人类大脑项目”的计划获得了欧盟提供的12亿欧元的资助,250多名研究人员将朝着一个目标进发:用超级计算机完整地模拟大脑的工作原理。过去10年间,我们所获得的与大脑有关的一切信息和知识都将用计算机来建模。最终,虚拟的神经细胞甚至会接受虚拟药物的治疗。

  而美国政府主导的“基于神经科学技术创新的人脑研究(Brain Initiative)”这一计划也将实现自己的“第一次”:绘制出一副囊括大脑所有活动的详图,其最终的临床应用包括通过直接改变神经通路来诊断和治疗疾病。其他将于2014年启动的项目还包括一个为期5年、由美国宾夕法尼亚州立牵头,有8所研究机构参与的项目:在硅内模拟视觉皮质。

  尽管2014年科学家们并不能完全绘制出和模拟出整个人脑,但2014年是所有这些事情开始走上正轨的一年。

  4. 控制镇静剂的滥用

  2014年,监管机构可能会制定并启用更加严苛的规则,控制包括维柯丁(Vicodin)在内的等麻醉剂和镇静剂的使用,从而减少由于滥用和过度服用这些药剂所导致的死亡人数。自1999年至今,这些药剂造成的死亡人数已经翻了4倍。

  5. 机器人对决

  2014年12月,几十个研究团队会携带自己研制的自主机器人,参与到美国国防部先进研究项目局(DARPA)的机器人挑战赛中决一雄雌,在一个模拟的灾难中完成各项操作。



 
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