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探索数字化的未来

2015-05-21

小学科学 2015年4期
关键词:特斯拉电动车眼镜

未来的世界一定是数字设备的天下……其实吧,咱们今天的世界已经有大半被数字设备“占领”了。瞧瞧你周围吧,看的电视是数字电视吧?用的手机是智能手机吧?更不用说电脑、平板了。喏,就连眼镜、手表也将全民数字化了。

可穿戴数字设备的未来

2012年,Google公司发布了一款“拓展现实”眼镜。

啥叫“拓展现实?”

就拿这款谷歌眼镜来说吧!这款眼镜将集智能手机、GPS、相机于一身,在用户眼前展现实时信息。也就是说,带着这副眼镜,你只要眨眨眼就能拍照上传、收发短信、查询天气和路况。至于上网冲浪或者处理文字信息和电子邮件这种“鸡毛蒜皮”的事儿,压根儿就不需要用户动手。

不过,数字眼镜有一个需要解决的问题——如果不是近视眼,你真的能够时刻戴着眼镜吗?相较于数字眼镜,手腕上的数字设备很可能更快受到人们的欢迎。今天,智能手表已经不再新鲜,它们被认为是现阶段最接近“可穿戴设备”的一种数码产品,它们产品繁多,互相之间竞争激烈,已经逐渐展开了“手表大战”。

智能手表能干啥?除了计时,它还能充当你的心率、血压检测员,时刻提供关于你身体健康的各种数据。天气预报当然不在话下,而当你拿不准晚饭该吃点儿什么的时候,智能手表也能及时提出建议。

击败“渐冻症”

可穿戴设备并不仅仅是我们的数码玩具,实际上,很多可穿戴设备都能够帮助人类变得更好。

比如“可穿戴脑波追踪设备”。

有一种疾病你可能听说过,它的名字叫做“肌萎缩性脊髓侧索硬化症”。啥,没听过?OK,我们换一个名字——“渐冻症”。没错,就是著名物理学家史蒂芬·霍金得的那种病。“可穿戴脑波追踪设备”就是为了帮助像霍金这样的人而发明的,它可以扫描患者的脑电波,并据此绘制出“大脑计算机交互界面”。随后,设备所采集到的数据将传输到平板电脑上,让渐冻人症患者通过平板电脑发出指令来控制各种数码电子产品,比如智能电视、数码灯泡等,当出现危险情况时,还能拨打电话请求医疗报警服务呢!

懂手语的UNI

聋哑人是可穿戴设备最大的受益者之一。一种名叫UNI的可穿戴设备,手势识别捕捉器能够自动识别聋哑人的手语,并转换成普通语言显示在平板电脑上,如果需要,还可以配音读出来。通过这种方式,普通人和聋哑人之间便可以进行畅通无碍的沟通。

目前,UNI还处于研发阶段,已经能够顺利地将手语翻译成英语。相信用不了多久,就能够对更多的语言进行转换。

电动汽车前途光明吗?

汽车的未来动力是什么?反正不是汽油。目前看来,最靠谱儿的应该是电力。特斯拉电动车是目前地球上出现的最具有实用性的电动汽车。而今,这种享誉全球的电动车已经进入中国,也许哪一天你的爸爸带你出去兜风,就能看到在传统的加油站旁边,多了几个样子特别科幻的充电器。

没错,这些充电器就是给电动车用的。看到它们,你就几乎看到了未来的汽车在向你招手。电动汽车不仅仅使用电力作为驱动力,全车也由数字化的操控系统控制,与你随身携带的任何数字设备互联互通,成为未来数字生活网络的组成部分。

可是,以上所有的数字化生活方式都受到一种难题的制约。这是什么样的难题呢?

麻烦就是——电力

对,麻烦就是电力。

任何数字化设备都只有被电力驱动才能运转工作。想想看,手机游戏很好玩儿,用手机听歌也是不错的娱乐。但是,手机随便用上半天就没电了,真烦人。更别提家里随处可见的各种电器的电源线,看着就心烦。尤其是电动汽车,它们所需要的电量可不是手机、平板电脑所能比的,如果你开着电动汽车长途旅行,跑到半路没电了,可就非常尴尬——为了充电,搞不好得在充电站过夜啦!

一块电池不够?那就来几千块

在解决电力问题之前,一切有关数字化未来的畅想都是空中楼阁。有解决的办法吗?

有!

特斯拉电动汽车之所以风靡全球,就是因为它找到了供电的方案,尽管看上去有点儿笨。在特斯拉车里,当然找不到传统汽车的发动机、气缸、传动装置,如果我们拆开它,就会看到整个车底都铺满了电池。

这就是特斯拉电动车采用的电池组策略。

因为以人类目前的技术,单块电池要想达到这么大规模的电力储备是不可能的,最简便的方法就是将一大堆电池连接在一起共同供电。特斯拉电动车的电池采用松下提供的18650钴酸锂电池,8142块电池组成一个电池组,为一辆车供电。

快速充电很重要

随着电动汽车和数字化汽车的流行,除了高电量储备以外,快速充电技术也变得越来越重要。

特斯拉充电桩代表世界上最发达的充电技术。为一辆应用了最新充电技术的特斯拉电动车充满电力,只需要10分钟,而且充满一次就能奔驰500千米。也就是说,如果我们从北京开特斯拉电动车去广州,中间只需要充电5次就可以了。

属于未来的石墨烯电池

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是碳原子以某种复杂的形式组成的六边形呈蜂巢晶格状的薄膜。说白了,石墨烯就是一种只有一个碳原子厚的二维纳米材料。

石墨烯是世界上最薄但又最坚硬的材料。它的结构极稳定,导热性极高,电阻率极低,电子迁移速度极快……这些特性多么适合做电池啊!

属于未来的石墨烯电池的储电量是目前最好的锂电池的3倍,用石墨烯电池提供电力的电动车充电8分钟,就能行驶1000千米。一部智能机花两个小时充满电也就只能用上一天。但是,一旦石墨烯电池普及,手机充满电只需要5秒钟,而接下来的一周你都不再需要为充电操心了。

还有更美好的未来

石墨烯电池固然美好,但它还是需要充电,更美好的数字化未来是不需要充电的。可能吗?当然,这就是无线充电技术。

早在100多年前,科学家就发现,电力可以转化成电磁波在空气中传播,这种现象叫做“电磁转换”。无线充电技术就是将电力转换成电磁波,用特殊的设备发射到空气中,由需要充电的设备接收电磁波,再变回电力,供数字设备使用。

电磁波在空气中传播,看不见,摸不着,也不会“电”着人,十分安全。未来的世界,无线充电无处不在,因此也就没有了所谓的“充电”概念,因为每一台数字设备都在不断接收电力供应,不需要“充”。

想想看,当无线充电技术能够覆盖整条街道或整座城市时,那不是意味着整座城市都能无线充电?这简直是科幻片里的情景嘛!

不不不,这不是科幻电影,而是近在咫尺的未来。

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