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走进新奇的装备世界

来源:中国数字科技馆
  装备世界有着无限新奇与奥秘,等着你来探索。从构思巧妙、别具一格的手摇发电球、智能衣柜、反引力时光沙漏、智能液态减速带出发,走进新奇的装备世界,领略智能装备之美。
  神奇的手摇发电球
  现在的智能手机性能越来越强,但是电池的续航问题一直是个软肋,因此很多人在外出的时候都习惯随身带个充电宝。可是,万一充电宝电量也不足了,那该怎么办呢?国外有个研发团队研制出一款名为“手部能量”的手摇发电球,弥补了充电宝的不足。
  发电球只有棒球那么大,小巧玲珑,能够握在手里。它本身就是一个容量为1000毫安的充电宝,这个电量比一般的充电宝要小,只是用来应急的。它的主要功能是可以通过摇晃来发电。把它拿在手里有节奏地摇晃时,其内部的磁性转子会越转越快,最后达到每分钟5000转的转速,能向外输出5伏、1安的电流,足够给手机充电了。
  有了这个手摇发电球,无论是登山、露营还是野外考察,再也不用担心手机没电了。
  会叠衣服的智能衣柜
  对于不爱做家务的人来说,叠衣服也是一件苦差事。为了不用自己动手,也能让衣服整整齐齐,日本一家名为“Seven Dreamers”的公司,研发了一款会自动叠衣服的智能衣柜。
  这款神奇的衣柜名为“Laundroid”,据说研发团队花了十多年的时间才将它打造出来。从外观来看,它就像一个多开门的立式冰箱,似乎没有什么特别之处。可是在它的内部,不仅装有机械臂和各种传感器,还有配套的识别软件等。与其说它是一个衣柜,还不如说它是一个智能机器人,只不过它比较“内敛”,把所有高科技的东西都藏了起来。
  智能衣柜的最底部是一个大抽屉,用户只要把衣服放进抽屉,然后按下开关,衣柜里的机械臂就能自动工作,把衣服叠得整整齐齐,并分类摆放在衣柜中部的格子里。由于衣服具有柔软、形状不规则等特性,所以对于机械臂来说,叠衣服是一件很有难度的工作。
  智能衣柜叠衣服的过程主要分为两个步骤:一是图像分析,二是机械折叠。智能衣柜的控制系统先通过摄像头来获取衣服的影像,然后通过图像识别来分析衣服的材质、颜色以及类型。不同类型的衣服,如短袖、衬衫和裤子等,智能衣柜将会按照不同的方式进行折叠。在智能衣柜的中部,当门板向下滑开时,会露出几个格子,叠好的衣服会被整整齐齐地摆放在这里。系统还能区分衣服属于哪个家庭成员,并按成员进行区分。用户还可以通过手机连接智能衣柜的控制系统,选择衣服的摆放位置。
  要说智能衣柜还有什么缺点的话,那就是目前它叠衣服的速度比较慢,它叠好一件衬衫大约要花10分钟。不过,用户可以在上班前把衣服放进去,等下班回家时,智能衣柜已经把衣服叠放好了。也许将来智能衣柜还能提供洗涤、烘干、收放一条龙服务,真是懒人的福音呀。
  有趣的“反引力时光沙漏”
  俗话说:“人往高处走,水往低处流。”从科学角度来说,水往低处流是由于地心引力的作用。地球上的所有东西都会受到地心引力的束缚,可是一些“反引力”装置设计巧妙,让人啧啧称奇。
  中国深圳一个研发团队设计了一个空气净化器——“反引力时光沙漏”。它所制造出来的反引力效果是让水滴自下而上缓慢流动,仿佛时光在倒流一般,效果相当神奇。至于它的工作原理,解释起来很麻烦,因为它所产生的“水滴倒流”效果只是一种假象。如果你用手去触碰水滴的话,就会发现,实际上水滴依然是在老老实实地从上往下滴。那为什么看起来水滴是在从下向上运动呢?
反引力时光沙漏
  在电影《惊天魔盗团2》中,有一个魔术师控制雨滴的场景,主人公丹尼尔使用魔术手法让所有的雨滴突然停在了空中,效果相当震撼。在电影里,丹尼尔对此作出了解释:特殊喷水器和特定频率灯光的共同作用,制造出了这个幻象。反引力时光沙漏的工作原理也是这样。
  我们都知道,电影中的动态画面,是通过每秒播放24张静态画面产生的。上面的3张图,如果按正常顺序播放,就会产生蓝点从上向下运动的动态画面。可是,如果倒着播放,蓝点看起来就是从下向上运动。
  反引力时光沙漏上的光源并不是持续发光的,而是在以特定的频率闪烁,只是它的闪烁频率很高,我们觉察不到罢了。当一滴水到达图3的位置时,灯光亮起,让人们看到它的位置,随后灯光熄灭。当第二滴水到达图2的位置时,灯光再次亮起,让人们看到它的位置,以此类推。这时,人们所看到的水滴,位置是按图3、图2、图1的顺序出现的,这就产生了电影倒放的效果。于是,水滴看起来就像是在从下向上运动。实际上,那个向上运动的水滴,并不是同一个水滴,而是由不同水滴的不同瞬间组成的幻象。
  智能液态减速带
  “前方学校,减速慢行”,在学校附近经常会有这样的标语,可是总有一些司机对它视而不见。于是,交通部门便在某些路段设置了减速带,强制让车辆减速,以确保行人的安全。
  经过减速带时,车辆会很颠簸,让车里的人很不好受。对那些自觉减速的司机来说,过减速带就成了不该承受的惩罚。
  为此,西班牙一家叫Badennove的公司设计出了一款智能液态减速带。其可以自动检测经过车辆的速度,并作出不同的反应。有趣的是,虽然这种减速带的名字里有“智能”二字,但是它却没有使用任何智能芯片或电子装置。那么,它究竟是怎么工作的呢?
  生活中常见的减速带都是用钢铁、橡胶或塑料制成的,都比较硬。而智能液态减速带则是在一个柔软的外壳里装入了非牛顿流体。非牛顿流体并不是什么神秘的东西,你在自己家的厨房里就能配制它,把淀粉和水按2∶1的比例混合,搅拌均匀,所形成的浆糊就是非牛顿流体。它有一个神奇的特性:吃软不吃硬。如果你用手轻轻地搅拌它,它是软软的浆糊,可以任意搅动;可是,如果你用拳头快速、用力地击打它,就会发现它能够突然变得像固体一样坚硬。
  因此,当车辆以较慢的速度经过智能液态减速带时,它是柔软的,车辆一点也不会颠簸;而当车辆快速经过时,减速带会因为突然受到车轮的重压而瞬间变硬,这时,它就等于变成了普通的减速带,让车辆猛地颠簸一下,提醒司机减速。
  在科技展或科技周中,经常有体验非牛顿流体的活动。在一个充满淀粉浆糊的池子里,你只要速度够快,就能在浆糊上面跑来跑去;可是一旦你停下来,就会陷到浆糊中去。如果你有兴趣,可以自制一盆非牛顿流体来体验一下。
  智能液态减速带巧妙地利用了非牛顿流体的基本特性,达到了“没有芯片也智能”的效果,是一个非常有价值的发明案例。
本文来自:中国数字科技馆
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[责任编辑:刘兴飞]
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