科技之光①

強化訓練一

把機器人帶回你的家：機器人應用前景廣闊

鄧國慶

雖然形形色色的機器人在各種場合有條不紊地做著不同的工作目前還只是科幻電影中的場景，但是，隨著近年來實用型家庭機器人研究的不斷深入，有人預言，若干年后，此類機器人將如同現在的個人電腦一樣普及。人們可以利用它們來處理家庭中繁重、瑣碎和重復性的工作，比如打掃衛生、修剪草坪等等。

擦玻璃窗這個活兒，恐怕沒有多少人愿意干。巴西圣保羅市著名的阿涅比會展中心，其主展館是一個鋼架結構建筑，為了加強采光效果，建筑師將拱形房頂設計成全玻璃結構。如此一來，要想保持總面積近2萬平方米玻璃屋頂的清潔，可成了一個令人頭痛的問題。每逢雷雨過后，會展中心工程部就不得不聘請七八名專業清潔工干上一周時間，費時費力。今年初，工程部特地從德國訂購了兩個專業清潔機器人，代替工人來完成這項麻煩的工作。這兩個擦玻璃自動機懸吊在房脊上，沿著房頂的一根根鋼架靈巧地上下穿梭，獨立作業，僅用一天時間就能完成全部清潔工作。

美國麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室主任布魯克斯教授認為，若干年后，機器人在人們日常生活中的應用將會類似于今天的計算機。他在專業雜志《技術評論》上撰文：“我堅信，機器人今天所處的發展位置就像計算機1978年所處的位置一樣，不久的將來，家用型機器人就會進入普通百姓家，它們會幫助主人打掃房間、清潔地板、修理草坪，需要時還可以當門衛看家。”巴西圣保羅大學自動化研究所負責人卡洛斯也表示，大約10年之內，兼多種任務于一身的家用全能機器人就將開發成熟，投入成批生產。

隨著全球人口老齡化趨勢的不斷加快，家用型機器人將來的主要工作之一就是照顧老人。德國一家研究所的科研人員已經開發出一種家用機器人。它不光可以幫主人做簡單的家務，如準備餐具、打掃衛生等，而且可以攙扶主人走路，提醒主人按時服藥，并能把掉到地上的物體揀拾起來。

對此，卡洛斯表示：“此類機器人具有的傳遞物體的功能可以幫助某些人，比如說老年人或者殘疾人保持生活自理能力，但機器人絕對不會完全替代真人進行護理工作?！彼赋觯壳八O計出來的機器人只能通過預先設定好的程序進行工作，面對復雜情況，它們不具備識別能力，更不會相應地調整自己的行為。

目前，全世界工程師和科學家仍在深入研究機器人。位于加利福尼亞的美國航天局噴氣推進試驗所遙控機器研究和應用小組的工程技術人員正在致力于開發有關程序，使機器人具備與人類思維過程相類似的人工智能。

在談到機器人的明天時，尤因博士說，今天我們所做的一切，并不意味著不遠的將來機器人就能像人一樣思考，但通過人工智能的研究，它們能夠變得更容易溝通、更具獨立性、更加高效。

（選自《科技日報》）

1.根據本文介紹，機器人將來可以幫助人類做哪些工作？

2.本文采用了哪些說明方法？請你從文中找出與之相應的語段。

3.閱讀文章第三段，分析布魯克斯和卡洛斯對機器人的未來抱怎樣的態度？

強化訓練二

神奇的智能材料

劉小峰

何謂智能材料？現在還沒有嚴格的定義，但一般來說，它指的是能感知環境條件并做出相應“行動”的材料。智能材料的行為與生命體的智能反應有點類似。舉一個簡單的例子，太陽鏡片中就含有某種材料，這種智能材料能感知周圍的光，并能對光的強弱做出判斷：當周圍的光很強時，它就自行變暗；當光較弱時，它又變得透明起來。

現在，科學家們正集中力量研制使橋梁、高大的建筑設施以及地下管道等能自診其“健康”狀況，并能自行“醫治疾病”的材料。這方面，美國伊得諾大學的研究已初見成效，該大學建筑研究中心的卡羅琳·德賴開發出了兩種“自愈合”纖維，這兩種纖維能分別感知混凝土中的裂縫和鋼筋的腐蝕。粘合裂縫的纖維是用玻璃絲和聚丙烯制成的多孔中空纖維，將其滲入混凝土中，在混凝土過度撓曲時，它被撕裂，從而釋放出一些化學物質，來填充和粘合混凝土中的裂縫。德賴開發的另一種纖維能感知造成鋼筋腐蝕的酸度。若把這種纖維包在鋼筋周圍，當鋼筋周圍的酸度達到一定值時，纖維的涂層溶解，從纖維中釋放出阻止混凝土中的鋼筋被腐蝕的物質。

在醫療方面，智能材料還被應用于藥物自動釋放系統上。日本東京女子醫學院已經推出一種能根據血液中的葡萄糖濃度而擴張和收縮的聚合物。葡萄糖濃度低時，該聚合物會縮成小球，葡萄糖濃度高時，小球會伸展成帶。借助這一特性，這一聚合物可制成人造胰細胞。將這種聚合物包封的胰島素小球注入糖尿病患者的血液中，小球就可以模擬胰細胞工作，血液中的血糖濃度高時，小球釋放出胰島素，血糖濃度低時，胰島素被密封。這樣，病人的血糖濃度就會始終保持正常的水平。

英國科學家還在研制一種能讓殘疾兒童借助它“說話”的智能化衣料。殘疾兒童穿上由這種獨特的電子紡織材料制成的馬甲，連接一個語音合成器，就可以簡單地通過輕拍這種觸敏性材料使別人明白他的意思。把這種材料與適當的電子儀器連接起來，將帶來新型外衣的問世。把電話主板集成在襪子里以提醒穿著的新鞋子是否會磨腳，或者將其放入袖子里，乃至足球衣中，讓裁判知道何時被人拉扯過。還可以用該材料制成地毯，以檢測走過它的“入侵者”；或者制成汽車坐墊，能感受乘客體重的分布，調整合適的承受力。

雖然關于智能材料方面的研究有待于進一步深入，但我們有理由相信，它的發展前景將是無限廣闊的。

（選自《百科知識》，有刪節）

1.請你用簡要的語言概括出本文的內容。

2.文中第一自然段中列舉太陽鏡片的實例有何作用？

3.分析下面句子中黑體詞語的表達作用。

科學家們正集中力量研制使橋梁、高大的建筑設施以及地下管道等能自診其“健康”狀況，并能自行“醫治疾病”的材料。

4.文章第三段中黑體詞“這種”指代的具體內容是什么？

5.文章中介紹的智能材料如果廣泛使用后，將會給我們的生產和生活帶來哪些方面的變化？請你列舉出三點。

強化訓練三

哪里來的深?！把┗ā保?/p>

陳夏法

1974年，蘇聯的一艘輕型潛艇去北冰洋探測深海水文特征。當潛艇下降到一團漆黑的深海時，艇長命令打開探照燈，這時舷窗外出現了一幅奇妙的景象:無數“雪花”紛紛揚揚下個不停，甚至還能看到成串成串的雪片在海水中飛舞。此情此景與北冰洋冰面上空下的雪沒有什么兩樣。在飛舞飄揚的“雪花”中，不時飄來一些形態怪異的海蜇，在雪花中搖晃而過。有時也會游來成群的魚兒，對著“雪花”追逐嬉戲一陣，然后消失在“大雪”之中。這些深海生物的交替出現，使奇妙的“雪”景顯得更加絢麗多彩。

我們知道，雪很快就會融于水，何況在北冰洋的深海，海面上還有一層堅冰阻擋著，天空中的降雪根本到不了深海，那為什么還能在此處見到這樣的“海雪”奇觀呢？

原來， 看起來酷似陸地上降雪的“海雪”，與陸地上的雪是兩種迥然不同的東西。最早看到“海雪”的是美國的一位生物學家，他發現“海雪”是由浮游生物組成的絮狀物，便稱之為“浮游生物雪”。深海潛水器的發明，使人們能夠潛入深海進行觀察，大大地開闊了眼界，“海雪”也因此被人們所發現。

事實上，形成“海雪”的東西不只是浮游生物，海水中各種各樣的懸浮著的大小顆粒，諸如生物體死亡分解的碎屑、生物排泄的糞便團粒、大陸水流攜帶來的顆粒等，都是制造“海雪”的原料。這些顆粒相互碰撞結合，變成較大的顆粒，便滾雪球一樣越滾越大，形成大型絮狀懸浮物，這就是所謂的“海雪”。所以，學者們也稱“海雪”為“大型懸浮物”。如果把它們從海水中取出來，所看到的不過是些絮狀松散的東西，既沒有雪花那樣的潔白晶瑩，也沒有雪花那樣的美麗多姿，很難想象這種東西能在海水中創造出“海雪”奇景。

經過研究分析，人們終于明白，“海雪”奇觀完全是水中光學作用的結果。

道理很簡單。每個人都有這樣的體會，在一間比較暗的房間里，我們看不到那些飄散在空氣中的細小灰塵；然而，當明亮的陽光射入房間時，我們便可以看到太陽光束中飄動著無數閃閃發亮的灰塵，光學上把這種現象稱為延德耳效應。同樣，在黑暗的深海里，海水中的懸浮物在探照燈的照射下，也會顯現出閃爍的白光。又由于光的折射作用，在水中的物體看起來比實際的要大，這樣的懸浮物質就像雪花了。加上懸浮物與海水比重差不多，能在海水中隨流飄蕩，這樣展現在人們面前的就是雪花飛舞的“海雪”奇觀了。

（選自《百科知識》，有刪改）

1.文章第一段引述了什么現象，這樣寫有什么作用？

2.仔細閱讀全文，請你說說“海雪”奇觀形成的原因。

3.文章是從哪幾個方面介紹“海雪”的？

4.文章第五段中出現了表示絕對肯定的“完全”一詞，你認為合適嗎？請說明理由。

答案

《科技之光》

強化訓練一：

1.擦玻璃、幫助人吸塵、割草、照顧老人等。2.列數字、舉例子、作比較等。只要找的例子和說明方法相照應即可。3.他們認為機器人有很大的發展前景，能滿足人們需要的、可以兼多種任務于一身的家用機器人即將開發成熟。

強化訓練二：

1.（1）智能材料的定義；（2）智能材料在建筑、橋梁方面的作用；（3）智能材料在醫療方面的作用；（4）智能材料在日常生活中的用途。2.列舉太陽鏡片的實例，可以更直觀有效地說明智能材料的行為與生命體的智能反應有點類似的特點，易于被人理解。3.擬人化的手法，使說明的語言生動形象，便于人們的理解。4.人造胰細胞。5.開放題，答案不唯一。（1）增加抗破壞能力，橋梁和建筑設施的壽命延長。（2）有利于人體健康，起到延年益壽的作用。（3）方便生活，使人們的生活更精彩。

強化訓練三：

1.文章第一段引述了蘇聯一艘輕型潛艇在深海中觀看到奇妙的大雪漫舞的現象。這樣寫的目的是為了引入說明的對象，并設置懸念，吸引讀者的閱讀興趣。2.由于延德耳效應。在黑暗的深海里，海水中的懸浮物在探照燈的照射下，也會顯現出閃爍的白光。又由于光的折射作用，在水中的物體看起來比實際的要大，這樣的懸浮物質就像雪花了。加上懸浮物與海水比重差不多，能在海水中隨流飄蕩，這樣展現在人們面前的就是雪花飛舞的“海雪”奇觀了。3.（1）美麗的“海雪”景象。（2）“海雪”由哪些物質構成。（3）“海雪”奇觀完全是水中光學作用的結果。4.合適，因為經過了科學家們深入研究分析，已經揭開了“海雪”之謎，加上“完全”一詞，能體現出人類的智慧和科學的偉大力量。