機(jī)器人的“五官”

神奇的機(jī)器人要稱(chēng)為“人”，這五官必不可少，否則一個(gè)又聾又啞的機(jī)器人，還談什么“人工智能”呢？

科學(xué)家成功研制出了“電五官”，就是各種傳感器——能將外界各種刺激變成電信號(hào)的元件.在精密電腦的控制下，機(jī)器人上天入地，發(fā)揮了極大的作用．

機(jī)器人的“眼睛”——光電傳感器

科學(xué)家要給機(jī)器人裝上眼睛，首先要找到一些對(duì)光有感覺(jué)的材料.金屬銣和銫，在光線(xiàn)照射下會(huì)產(chǎn)生電流，硫化鉛在光的照射下導(dǎo)電能力會(huì)增強(qiáng)……利用它們制成“光電轉(zhuǎn)換器”，再與電腦結(jié)合就形成了奇妙的“電子眼”．

神奇的“電子眼”不但能“看見(jiàn)”可見(jiàn)光，還可以“看見(jiàn)”紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)，將它裝到飛機(jī)或衛(wèi)星上，能夠日夜連續(xù)監(jiān)視地面情況，在農(nóng)業(yè)、氣象、環(huán)保、城市管理和軍事上有特殊的用途．

機(jī)器人的“耳朵”——振動(dòng)傳感器

人的耳朵為什么能聽(tīng)到聲音？原來(lái)聲音是一種振動(dòng)波，傳到耳中引起耳膜振動(dòng)，再傳到大腦，人就可以感知聲音了.但是人耳只能聽(tīng)到頻率范圍約為16 Hz～20 000 Hz的聲音，頻率過(guò)低的次生波和過(guò)高的超聲波，我們的耳朵是聽(tīng)不到的!

有一類(lèi)天然材料如石英、磷酸二氫鉀等，當(dāng)它們受到壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓，仿佛成了一個(gè)小電池，壓力不同產(chǎn)生的電壓高低也不同，這種現(xiàn)象叫“壓電效應(yīng)”.

后來(lái)人工制成的一些材料，如鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛、鈮酸鋇鈉等，都有“壓電特性”，而且更為靈敏，用手指輕輕敲一下，材料兩端竟可產(chǎn)生100 V的電壓.

利用這些材料制成壓力傳感器，與電腦結(jié)合，就成了奇妙的“電子耳”.當(dāng)聲波傳來(lái)時(shí)，由于振動(dòng)會(huì)引起壓力的變化，“電子耳”會(huì)將振動(dòng)信號(hào)變成相應(yīng)的電信號(hào)傳入電腦，這樣，機(jī)器人就聽(tīng)到外界的聲音了.它還能聽(tīng)到人耳聽(tīng)不到的超聲波呢！

機(jī)器人的“鼻子”——?dú)怏w傳感器

要制造“電子鼻”，必須找到這樣的材料：第一要能“呼吸”氣體；第二要能隨著呼吸氣體的不同而改變自己的導(dǎo)電能力.

這種奇妙的物質(zhì)找到了，像二氧化錫、氧化鋅、氧化鈦等，利用它們可以制成氣體傳感器——“電子鼻”.

傳統(tǒng)的“電子鼻”體積比較大，使用起來(lái)不方便，而且需要經(jīng)常校正，否則靈敏度會(huì)受到影響.最近，科學(xué)家又研制出了微型“電子鼻”，它是由最新的納米技術(shù)制成的可以呼吸氣味的導(dǎo)電聚合物制成，由這種復(fù)雜的導(dǎo)電聚合物構(gòu)成的微型芯片，大小只有1 cm2，僅需微量電流即可工作，能夠輕便地拿在手中，使用起來(lái)非常方便.它比人的鼻子還靈敏，有的氣體，比如一氧化碳（俗稱(chēng)煤氣），人的鼻子是聞不到的，而“電子鼻”卻能感覺(jué)到．所以它的用途很大.

利用“電子鼻”還可以揭開(kāi)火星上是否有原始生命的秘密呢！最近，人類(lèi)發(fā)射宇宙飛船，前去“拜訪(fǎng)”遙遠(yuǎn)的火星，探測(cè)器內(nèi)就裝有先進(jìn)的精密“電子鼻”！在火星表面上，人類(lèi)的使者——“電子鼻”一旦聞到甲烷等有機(jī)氣

體的氣味，就會(huì)將信號(hào)發(fā)回地球，那意義非常巨大，可以揭開(kāi)火星是否有生命的秘密啊！

機(jī)器人的“舌頭”——味覺(jué)傳感器

日本科學(xué)家成功研制了味覺(jué)傳感器，它是由一種名叫DOPH的合成脂質(zhì)薄膜制成，能辨別咸味、甜味、酸味和苦味，再與微型電腦相結(jié)合，就成為“電子舌”.在做菜時(shí)，將一個(gè)探測(cè)器伸進(jìn)菜中或湯中，便可馬上顯示出咸淡程度、酸度數(shù)值以及糖分含量，很有實(shí)用價(jià)值．

機(jī)器人的“皮膚”——溫度傳感器和“觸感器”

現(xiàn)代機(jī)器人的“皮膚”主要有兩方面的感覺(jué)：冷熱和軟硬.科學(xué)家研制成功的熱敏電阻，就是利用一種本身電阻值隨溫度變化而變化的材料制成的（大多數(shù)是由半導(dǎo)體材料制成），可以將外界的冷熱變化輸入電腦，使機(jī)器人有了冷熱感覺(jué)．

有的高級(jí)機(jī)器人還裝上了“觸感器”，能感知物體的形狀和軟硬.它由三層組成，中間一層尼龍網(wǎng)不導(dǎo)電，底層是密密麻麻的觸點(diǎn)，與電腦相連，頂層是有彈性的導(dǎo)電橡膠，內(nèi)外兩層只有在壓力作用下才能接觸，并由相應(yīng)的觸點(diǎn)向電腦發(fā)出電信號(hào)，轉(zhuǎn)換成完整的物體形狀．另外，外界壓力大小（軟硬）不同，觸點(diǎn)發(fā)出的電信號(hào)強(qiáng)度也不同，因此機(jī)器人可以感知物體的軟硬、粗細(xì)程度，從而發(fā)出相應(yīng)的指令.這就是有的機(jī)器人能夠拿雞蛋、摘水果、擠牛奶的原因．

【責(zé)任編輯：穆林彬】

芝諾悖論——阿基里斯與烏龜

悖論是有趣的，而且是數(shù)學(xué)的一個(gè)非常重要的部分．它突出地表明，在陳述或證明某種想法時(shí)小心地使它不出現(xiàn)漏洞是多么重要．在數(shù)學(xué)中，我們常常試圖使數(shù)學(xué)思想覆蓋盡可能多的方面，例如我們?cè)噲D概括一個(gè)概念以使它能夠用于更多的對(duì)象．概括無(wú)疑是重要的，但它也可能導(dǎo)致危險(xiǎn)．我們務(wù)必謹(jǐn)慎從事．一些悖論就說(shuō)明了這種危險(xiǎn)的存在．

公元前5 世紀(jì)，芝諾用他的無(wú)窮、連續(xù)以及部分和的知識(shí)，引發(fā)出以下著名的悖論：他提出讓阿基里斯和烏龜舉行一場(chǎng)賽跑，并讓烏龜在阿基里斯前頭1 000 米開(kāi)始．假定阿基里斯能夠跑得比烏龜快10 倍．當(dāng)比賽開(kāi)始的時(shí)候，阿基里斯跑了1 000 米，此時(shí)烏龜仍然在他前面100米處．當(dāng)阿基里斯跑了下一個(gè)100 米時(shí)，烏龜依然在他前面10米處．

芝諾辯解說(shuō)，阿基里斯能夠繼續(xù)逼近烏龜，但他絕不可能追上它．那么芝諾的理由正確嗎？如果阿基里斯追上了烏龜，那么他是在賽程的哪一點(diǎn)追上的呢？