2010年十大最新科技盤(pán)點(diǎn)仿真機(jī)器人居首

2010年最前沿的十大科學(xué)技術(shù)，其中包括：仿真機(jī)器人、直接性碳燃料電池、DNA折紙技術(shù)等。

1.仿真機(jī)器人

無(wú)論機(jī)器人從外部特征如何近似人類(lèi)，如何將機(jī)器人打開(kāi)，其中一堆復(fù)雜的連線則與人體內(nèi)部有著天壤之別。來(lái)自歐洲的研究小組目前著眼于縮小機(jī)器人與人類(lèi)之間的差別，意味著未來(lái)的機(jī)器人將賦予更多的人性化特征。他們研制的新型機(jī)器人的“骨骼”是由熱塑性聚合物和促動(dòng)器構(gòu)成的，響應(yīng)每一塊肌肉和類(lèi)似筋腱的線路的運(yùn)動(dòng)。他們的目標(biāo)是建立更接近人類(lèi)的機(jī)器人，能夠像人類(lèi)一樣與所處環(huán)境作出交互反應(yīng)。

2.“直接性碳燃料電池”

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，煤是一種較臟的燃料，而同時(shí)氫燃料電池卻是一種較清潔的能源。目前新一代“直接性碳燃料電池”將向傳統(tǒng)觀念發(fā)起挑戰(zhàn)。該燃料電池并不依賴(lài)于難以生產(chǎn)的氫，而是通過(guò)氧氣和煤粉(或者其它碳來(lái)源)之間的電化學(xué)反應(yīng)獲得能量。直接性碳燃料電池的優(yōu)勢(shì)在于該碳基礎(chǔ)能源生產(chǎn)并不需要燃燒，但其效率可達(dá)到普通燃煤發(fā)電站的兩倍。

美國(guó)加利福尼亞州直接性碳技術(shù)公司預(yù)計(jì)2010年將研制生物基礎(chǔ)的10千瓦的直接性碳燃料電池原型，俄亥俄州一家名為Contained Energy的公司希望不久應(yīng)用直接性碳燃料電池為較小功率的電燈泡提供電能。最終，該公司希望生產(chǎn)可以建造在新型小規(guī)模發(fā)電站或者在現(xiàn)有發(fā)電站上添加清潔功能的模塊化燃料電池。

3.“人體代謝組計(jì)劃”

在過(guò)去5年里，加拿大埃德蒙頓市艾伯特大學(xué)科學(xué)家一直致力于研究“人體代謝組計(jì)劃”，該計(jì)劃包含了8000個(gè)天然產(chǎn)生的代謝物數(shù)據(jù)庫(kù)(人體內(nèi)參與化學(xué)反應(yīng)的小分子)、1450種藥物、1900種食物添加劑和在尿檢和血液檢測(cè)中的出現(xiàn)的2900種毒素。

基于這些信息，研究人員能夠分析出患者體內(nèi)新陳代謝的特征，從而使他們通過(guò)血液或者尿液檢測(cè)查明是否患有危及生命的疾病?，F(xiàn)今，進(jìn)行這些檢測(cè)需要數(shù)百萬(wàn)美元的儀器裝置，而這些儀器僅存在在于實(shí)驗(yàn)研究機(jī)構(gòu)?！叭梭w代謝組計(jì)劃”數(shù)據(jù)庫(kù)首次發(fā)布于2007年，目前該數(shù)據(jù)庫(kù)已應(yīng)用于藥物研制和疾病診斷等領(lǐng)域，能夠快速、容易地進(jìn)行個(gè)體健康和醫(yī)學(xué)指導(dǎo)測(cè)試。

4.DNA折紙技術(shù)

在過(guò)去幾年，美國(guó)加利福尼亞理工學(xué)院的科學(xué)家在顯微鏡下將DNA折疊成有趣的外型。2009年夏季，這種“DNA折紙”技術(shù)獲得了新的突破，可以用于建造超小型計(jì)算機(jī)芯片。

5.壓電顯示屏

長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)家一直對(duì)壓電材料的性質(zhì)產(chǎn)生濃厚興趣，這些材料可以將電能轉(zhuǎn)化成為物理壓力，反之亦然。但如果利用該特性建造電子顯示屏，可研制出能改變形狀或者質(zhì)感的顯示屏。

今年，這項(xiàng)技術(shù)有望應(yīng)用于主流消費(fèi)制造領(lǐng)域，可潛在用于制造移動(dòng)手機(jī)的屏幕，當(dāng)關(guān)機(jī)時(shí)屏幕能夠變硬起到一定的保護(hù)作用，開(kāi)機(jī)時(shí)形成一種可按電式觸摸屏。

6.假肢骨整合技術(shù)

最理想的假肢設(shè)計(jì)就是像人體自然生長(zhǎng)出來(lái)的一樣，骨整合技術(shù)使得假肢能夠與患者的骨骼整合在一起，這種使用金屬鈦與骨骼細(xì)胞結(jié)合的技術(shù)并不產(chǎn)生人體排斥性。目前，這種最新骨整合技術(shù)已用于小型牙齒和面部植入手術(shù)應(yīng)用，研究人員目前已研制出全比例假肢。2008年，一只名叫“卡西迪”的德國(guó)牧羊犬成功地安裝了骨整合假肢。2010年，美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)獸醫(yī)外科醫(yī)生使用骨整合技術(shù)，已對(duì)被截肢狗進(jìn)行了6次假肢安裝手術(shù)，現(xiàn)在他正考慮對(duì)北卡羅萊納州公園一只截肢虎貓安裝假肢，但目前將該技術(shù)成功地應(yīng)用于人體假肢安裝領(lǐng)域仍有很大的挑戰(zhàn)。

7.水平鉆探井

據(jù)勘測(cè)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)地面11000英尺以下蘊(yùn)藏著數(shù)萬(wàn)億立方英尺的天然氣資源，然而通過(guò)普通的鉆探技術(shù)無(wú)法獲得大多數(shù)的天然氣，密集的巖石層使天然氣流動(dòng)非常緩慢。目前，科學(xué)家提出了解決方案——先垂直鉆探至頁(yè)巖床位置，然而以90度水平地頁(yè)巖沉積層。

這種解決方案并不是最新的，在更高的能源價(jià)格和更好的技術(shù)下，水平鉆探技術(shù)有了新的突破。2008年，美國(guó)切薩皮克能源公司研制14個(gè)水平鉆探井，應(yīng)用于南部海納斯維勒頁(yè)巖天然氣田，預(yù)計(jì)2010年末將部署40個(gè)水平鉆探井。

8.動(dòng)能水力發(fā)電

傳統(tǒng)水力發(fā)電需要建造大壩，然而大壩的建造是一項(xiàng)浩大工程，將改變本地的地貌和生態(tài)系統(tǒng)。科學(xué)家提出了一種對(duì)環(huán)境影響甚微的解決方案——?jiǎng)幽芩Πl(fā)電，利用河流和潮汐的自然流動(dòng)驅(qū)動(dòng)水下渦輪機(jī)。自2006年開(kāi)始，美國(guó)綠色動(dòng)力公司便在紐約東河測(cè)試6個(gè)水下渦輪，來(lái)證實(shí)動(dòng)能水力發(fā)電的潛力。2010年，綠色動(dòng)力公司期望獲得建造河流中建造30個(gè)水下渦輪機(jī)的審批，這些水下渦輪機(jī)可提供1兆瓦電能。

9.納米紗線

自1991年碳納米管出現(xiàn)之后，納米管技術(shù)被便稱(chēng)為技術(shù)研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破。碳納米管在強(qiáng)度和導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能方面具有優(yōu)異性能，它們的強(qiáng)度是鋼材的100倍。但直到目前碳納米管仍不具備大批量生產(chǎn)的能力。目前，美國(guó)新罕布什爾州Nanocomp科技公司所制造的紡紗長(zhǎng)度的納米管已投入商業(yè)應(yīng)用。近期，該公司建造完成10公里長(zhǎng)的納米紗線，并交付至一個(gè)大型航空制造公司。去年春季，納米紗線成功地進(jìn)行了防彈測(cè)試，該測(cè)試令美國(guó)五角大樓欣喜不已，納米紗線比凱夫拉爾纖維更輕、更細(xì)，可用來(lái)制造新一代防彈衣。

10.超級(jí)電容

電動(dòng)汽車(chē)最大的問(wèn)題就是能量存儲(chǔ)，目前的電池性能雖然有顯著提升，但價(jià)格仍十分昂貴，充電速度較慢，并且使用壽命有限?？茖W(xué)家提出了一種解決方案——超級(jí)電容。它們所存儲(chǔ)的能量不及電池（但至少達(dá)到了當(dāng)前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)），但沒(méi)有像電池所具有的缺陷。這意味著超級(jí)電容的使用壽命會(huì)更長(zhǎng)，沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)所帶來(lái)的麻煩和以及電池記憶問(wèn)題，卻具有更大的耐用性。

多年以來(lái)，研究人員一直致力于將超級(jí)電容技術(shù)更加完美。目前，美國(guó)麻省理工學(xué)院正在研制納米管基礎(chǔ)的超級(jí)電容，而阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)發(fā)一種混合型“超級(jí)電容”。取得最大突破的是德克薩斯州的EEStor公司，2009年4月，該公司宣布所研制的“超級(jí)電容”已通過(guò)了關(guān)鍵性測(cè)試。