相比美国人,为什么中国人更欢迎自动驾驶未来
福特汽车公司的一份最新报告显示,中国人比美国人对自动驾驶汽车的发展前景更为乐观。
事实上,印度和巴西——来自另外两个大型发展中国家的公民——似乎对自动驾驶汽车的未来比美国、加拿大、澳大利亚、英国和德国等发达国家的公民更为期待。这意味着,如果自动驾驶汽车适合广泛使用,那么不同的国家可能会以不同的方式来利用它们。
“这告诉我们,自动驾驶汽车不一定会成为一个世界通用的解决方案,”Sheryl Connelly说。他是福特全球消费者趋势研究部门和未来销售部门的经理。
相反的是,这幅报告图显示的信息有很多微妙之处,而且这些信息是由不同的背景情况导致的。
福特询问了全球9个不同地区的大概1万个受访者,问他们是否同意“我对自动驾驶汽车的未来充满希望”这一说法。这项调查将被收录到福特的2018年市场趋势调查报告中,该报告审视了世界各地对各种话题的态度,其中许多话题与公共交通业务方面都没有直接关系。
中国人对自动汽车的未来最为乐观——该国93%的受访者赞同对其未来充满希望这一说法。印度紧随其后,有81%的人表示同意。四分之三的巴西受访者表示同意。在调查中,沙特阿拉伯和阿拉伯联合酋长国的受访者中有71%的人表示同意。
相比之下,发达国家的比率要小得多。只有52%的澳大利亚受访者表示同意。在美国和加拿大,仅有一半的受访者表示同意。只有45%的英国受访者表示,他们对未来的自动汽车抱有希望,而德国只有44%的受访者同意这一观点。
Connelly说,使对此观点最为支持的国家与众不同的一个关键因素是他们城市的人口密度。
举个例子,美国人口最多的城市是纽约市,那里居住着超过800万的人口。即使包括一些周边地区,如新泽西州的部分地区,纽约也几乎没有资格列入那些“超大城市”(人口超过1000万的大城市)名单。Connelly说,相比之下,北京有大约2300万人。在中国首都北京的单次公共交通通勤时间可以长达5个小时。
在印度和巴西也有大量人口拥挤的城市。据联合国统计,世界上大多数拥有超大人口密度的城市都位于亚洲、非洲和拉丁美洲。联合国在2016年确认的31个拥有超大人口密度城市中,只有纽约和洛杉矶作为美国城市入选了名单,欧洲的城市只有巴黎和伦敦。相比之下,仅中国就有6个这样的城市,而印度有5个。在巴西,圣保罗和里约热内卢都被列入了名单。
欧洲和美国的一些城市确实存在交通堵塞问题,但那边的人们可能没有和亚洲或者美洲一些国家同样的紧迫感。Connelly说,美国等国家也有自己强大的汽车传承和汽车文化,这些文化可能会抵制某些类型的改变。
自动驾驶汽车能否缓解交通拥堵一直是争论的焦点。一种观点认为,自动驾驶汽车将减少由事故引起的交通堵塞。自动驾驶汽车还可能让交通变得更加顺畅,因为先进的传感器和车辆与车辆之间的通讯系统可以让它们比人类驾驶员在道路上更有效率。
但自动驾驶汽车也可能加剧交通拥堵,例如在路上可能会挤满搭载乘客的无人驾驶汽车堵住街道。但真正的自动驾驶汽车可以让人们从驾驶中解放出来,让他们在车上可以轻松工作、娱乐或与他人交谈。
仿生设计学
仿生设计学,亦可称之为设计仿生学(Design Bionics),它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科,主要涉及到数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科。
我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载,两千多年前,我国人民就发明了风筝,并且应用于军事联络。春秋战国时代,鲁国匠人鲁班,本名公输般,首先开始研制能飞的木鸟;并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。据《杜阳杂编》记载,唐朝有个韩志和,“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状,饮啄动静与真无异,以关戾置于腹内,发之则凌云奋飞,可高达三丈至一二百步外,始却下。”西汉时期,有人用鸟的羽毛做成翅膀,从高台上飞下来,企图模仿鸟的飞行。以上几例,足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行,进行了细致的观察和研究,这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”,也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。
我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对水中生活的鱼类的模仿,古人伐木凿船,用木材做成鱼形的船体,仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹,由此取得水上运输的自由。后来随制作水平提高而出现的龙船,多少受到了不少动物外形的影响。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”,多少有点模仿动物的意思。以上事例说明,我国古代劳动人民早期的仿生设计活动,为开发我国光辉灿烂的古代文明,创造了非凡的业绩。
外国的文明史上,大致也经历了相似的过程。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中,有人用羽毛和蜡做成翅膀,逃出迷宫;还有泰尔发明了锯子,传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。十五世纪时,德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰,并进行了飞行表演。
一八ОΟ年左右,英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形,找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线,对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期,法国生理学家马雷,对鸟的飞行进行了仔细的研究,在他的著作《动物的机器》一书中,介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中,发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿,根据鸟类飞行机构的原理,终于制造了能够载人飞行的滑翔机。
后来,设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂,在一战期间,人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示,模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理?虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界,但是不难设想,设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陆两栖动物,体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势,总结出一套既省力、又快速的游泳动作——蛙泳。另外,为潜水员制作的蹼,几乎完全按照青蛙的后肢形状做成,这就大大提高了潜水员在水中的活动能力。
二、仿生设计的历史
自古以来,自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在,它们在漫长的进化过程中,为了求得生存与发展,逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类生活在自然界中,与周围的生物作“邻居”,这些生物各种各样的奇异本领,吸引着人们去想象和模仿。人类运用其观察、思维和设计能力,开始了对生物的模仿,并通过创造性的劳动,制造出简单的工具,增强了自己与自然界斗争的本领和能力。
人类最初使用的工具——木棒和石斧,无疑是使用的天然木棒和天然石块;骨针的使用,无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的,只能说是对自然中存在的物质及某种构成方式的直接模拟,是人类初级创造阶段,也可以说是仿生设计的起源和雏形,它们虽然是比较粗糙的、表面的,但却是我们今天得以发展的基础。
在我国,早就有着模仿生物的事例。相传在公元前三千多年,我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢,以防御猛兽的伤害;四千多年前,我们的祖先“见飞蓬转而知为车”,即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子,做有装成轮子的车。古代庙宇中大殿之前的山门的建造,就其建筑结构来看,颇有点像大象的架势,柱子又圆又粗,仿佛像大象的腿。
我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载,两千多年前,我国人民就发明了风筝,并且应用于军事联络。春秋战国时代,鲁国匠人鲁班,本名公输般,首先开始研制能飞的木鸟;并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。据《杜阳杂编》记载,唐朝有个韩志和,“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状,饮啄动静与真无异,以关戾置于腹内,发之则凌云奋飞,可高达三丈至一二百步外,始却下。”西汉时期,有人用鸟的羽毛做成翅膀,从高台上飞下来,企图模仿鸟的飞行。以上几例,足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行,进行了细致的观察和研究,这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”,也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。
我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对水中生活的鱼类的模仿,古人伐木凿船,用木材做成鱼形的船体,仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹,由此取得水上运输的自由。后来随制作水平提高而出现的龙船,多少受到了不少动物外形的影响。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”,多少有点模仿动物的意思。以上事例说明,我国古代劳动人民早期的仿生设计活动,为开发我国光辉灿烂的古代文明,创造了非凡的业绩。
外国的文明史上,大致也经历了相似的过程。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中,有人用羽毛和蜡做成翅膀,逃出迷宫;还有泰尔发明了锯子,传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。十五世纪时,德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰,并进行了飞行表演。
一八ОΟ年左右,英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形,找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线,对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期,法国生理学家马雷,对鸟的飞行进行了仔细的研究,在他的著作《动物的机器》一书中,介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中,发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿,根据鸟类飞行机构的原理,终于制造了能够载人飞行的滑翔机。
后来,设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂,在一战期间,人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示,模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理?虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界,但是不难设想,设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陆两栖动物,体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势,总结出一套既省力、又快速的游泳动作——蛙泳。另外,为潜水员制作的蹼,几乎完全按照青蛙的后肢形状做成,这就大大提高了潜水员在水中的活动能力。
三、仿生设计的发展
到了近代,生物学、电子学、动力学等学科的发展亦促进了仿生设计学的发展。以飞机的产生为例:
在经过无数次模仿鸟类的飞行失败后,人们通过不泄的努力,终于找到了鸟类能够飞行的原因:鸟的翅膀上弯下平,飞行时,上面的气流比下面的快,由此形成下面的压力比上面的大,于是翅膀就产生了垂直向上的升力,飞的越快,升力越大。
1852年,法国人季法儿发明了气球飞船;1870年,德国人奥托.利连塔尔制造了第一架滑翔机。利连塔尔是十九世纪末的一位具有大无畏冒险精神的人,他望着家乡波美拉尼亚的鹳用笨拙的翅膀从他房顶上飞过,他坚信人能飞行。1891年,他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机,自己还进行试飞;此后五年,他进行了2000多次滑翔飞行,并同鸟类进行了对比研究,提供了很有价值的资料。资料证明:气流流经机翼上部曲面所走路程,比气流流经机翼下平直表面距离较长,因而也较快,这样才能保证气流在机翼的后缘点汇合;上部气流由于走的较快,它就较为稀薄,从而产生强大吸力,约占机翼升力的三分之二大小;其余的升力来自翼下气流对机翼的压力。
19世纪末,内燃机的出现,给了人类有史以来一直梦寐以求的东西:翅膀。不用说这种翅膀是笨拙的、原始的和不可靠的,然而这却是使人类能随风伴鸟一起飞翔的翅膀。
莱特兄弟发明了真正意义上的飞机。在飞机的设计制作过程中,怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定一直困扰着他们。为此,莱特兄弟又研究了鸟的飞行。例如,他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落,靠转动这只下落的翅膀保持平衡;这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和平衡。这两个人给他们的滑翔机装上翼梢副翼进行这些实验,由地面上的人用绳控制,使之能转动或弯翘。他们的第二个成功的实验是用操纵飞机后部一个可转动的方向舵来控制飞机的方向,通过方向舵使飞机向左或向右转弯。
后来,随着飞机的不断发展,它们逐渐失去了原来那些笨重而难看的体形,它们变的更简单,更加实用。机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条。飞机的效率增加了,比以前飞的更快,飞的更高。到了现代,科学高度发展但环境破*、生态失衡、能源枯竭,人类意识到了重新认识自然,探讨与自然更加和谐的生存方式的高度紧迫感,亦认识到仿生设计学对人类未来发展的重要性。特别是一九六Ο年秋,在美国俄亥俄州召开了第一次仿生学讨论会,成为仿生学的正式诞生之日。
此后,仿生技术取得了飞跃的发展,并获得了广泛的应用。仿生设计亦随之获得突飞猛进的发展,一大批仿生设计作品如智能机器人、雷达、声纳、人工脏器、自动控制器、自动导航器等等应运而生。
近代,科学家根据青蛙眼睛的特殊构造研制了电子蛙眼,用于监视飞机的起落和跟踪人造卫星;根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车;模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的电子诱鱼器;通过对萤火虫和海蝇地发光原理的研究,获得了化学能转化为光能的新方法,从而研制出化学荧光灯等等。
目前,仿生设计学在对生物体几何尺寸及其外形的模仿同时,还通过研究生物系统的结构、功能、能量转换、信息传递等各种优异特征,并把它运用到技术系统中,改善已有的工程设备,并创造出新的工艺、自动化装置、特种技术元件等技术系统;同时仿生设计学为创造新的科学技术装备、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图,亦为现代设计的发展提供了新的方向,并充当了人类社会与自然界沟通信息的“纽带”。
对人脑的探索,可以展望未来的电子计算机有可能具有生物原理的功能。同它相比,现在的电子计算机只能作为算盘。
对植物光合作用的研究,将为延长人类的寿命、治疗疾病提供一个崭新的医学发展途径。
对生物体结构和形态的研究,有可能使未来的建筑、产品改变模样。使人们从“城市”这个人造物理环境中重新回归“自然”。
信天翁是一种海鸟,它具有淡化海水的器官——“去盐器”。对其“去盐器”的结构及其工作原理的研究,可以启发人们去改善旧的或创造出新的海水淡化装置。
白蚁能把吃下去的木质转化为脂肪和蛋白质,对其机理的研究,将会对人工合成这些物质有所启发。
同时仿生设计亦可对人类的生命和健康造成巨大的影响。例如人们可以通过仿生技术,设计制造制造出人造器官,如血管、肾、骨膜、关节、食道、气管、尿道、心脏、肝脏、血液、子宫、肺、胰、眼、耳以及人工细胞。专家预测,在本世纪中后期,除脑以外人的所有器官都可以用人工器官代替。例如,模拟血液的功能,可以制造、传递养料及废物,并能与氧气及二氧化碳自动结合并分离的液态碳氢化合物人工血;模拟肾功能,用多孔纤维增透膜制成血液过滤器,也就是人工肾;模拟肝脏,根据活性碳或离子交换树脂吸附过滤有毒物质,制成人工肝解毒器;模拟心脏功能,用血液和单向导通驱动装置,组成人工心脏自动循环器。
随着对宇宙的开发、认识,又将使人类不但认识宇宙中新形式的生命,而且将为人类提供崭新的设计,创造出地球上前所未有的新的装置……
仿生设计学的特点与研究内容
仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科,其研究范围非常广泛,研究内容丰富多彩,特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科,因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分。这里,我们是基于对所模拟生物系统在设计中的不同应用而分门别类的。归纳起来,仿生设计学的研究内容主要有:
1、形态仿生设计学研究的是生物体(包括动物、植物、微生物、人类)和自然界物质存在(如日、月、风、云、山、川、雷、电等)的外部形态及其象征寓意,以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。
2、功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理,并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统,以促进产品的更新换代或新产品的开发。
3、视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别、对视觉信号的分析与处理,以及相应的视觉流程;他广泛应用与产品设计、视觉传达设计和环境设计之中。
4、结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题,适用与产品设计和建筑设计。研究最多的是植物的茎、叶以及动物形体、肌肉、骨骼的结构。
从国内外仿生设计学的发展情况来看,形态仿生设计学和功能仿生设计学是目前研究的重点。在本文中,还将着重介绍形态仿生学和功能仿生设计学的一些情况。
作为一门新兴的边缘交叉学科,仿生设计学具有某些设计学和仿生学的特点,但他又有别与这两门学科。具体说来,仿生设计学具有如下特点:
1、 艺术科学性
仿生设计学是现代设计学的一个分支、一个补充。同其它设计学科一样,仿生设计学亦具有它们的共同特性——艺术性。鉴于仿生设计学是以一定的设计原理为基础、以一定的仿生学理论和研究成果为依据,因此具有很严谨的科学性。
2、 商业性
仿生设计学为设计服务,为消费者服务,同时优秀的仿生设计作品亦可刺激消费、引导消费、创造消费。
3、 无限可逆性
以仿生设计学为理论依据的仿生设计作品都可以在自然界中找到设计的原型,该作品在设计、投产、销售过程中所遇到的各种问题又可以促进仿生设计学的研究与发展。仿生学的研究对象是无限的,仿生设计学的研究对象亦是无限的;同理,仿生设计的原型也是无限的,只要潜心研究大自然,我们永远不会有江郎才尽的一天。
4、 学科知识的综合性
要熟悉和运用仿生设计学,必须具备一定的数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科的基本知识。
5、 学科的交叉性
要深入研究和了解仿生设计学,必须在设计学的基础上,既要了解生物学、社会科学的基础知识,又要对当前仿生学的研究成果有清晰的认识。它是产生于几个学科交叉点上的一种新型交叉学科。
五、仿生设计学的研究方法
仿生设计学的研究方法主要为“模型分析法”:
1、创造生物模型和技术模型
首先从自然中选取研究对象,然后依此对象建立各种实体模型或虚拟模型,用各种技术手段(包括材料、工艺、计算机等)对它们进行研究,做出定量的数学依据;通过对生物体和模型定性的、定量的分析,把生物体的形态、结构转化为可以利用在技术领域的抽象功能,并考虑用不同的物质材料和工艺手段创造新的形态和结构。
① 从功能出发、研究生物体结构形态——制造生物模型。
找到研究对象的生物原理,通过对生物的感知,形成对生物体的感性认识。从功能出发,研究生物的结构形态,在感性认识的基础上,除去无关因素,并加以简化,提出一个生物模型。对照生物原型进行定性的分析,用模型模拟生物结构原理。目的是研究生物体本身的结构原理。
② 从结构形态出发,达到抽象功能——制造技术模型
根据对生物体的分析,做出定量的数学依据,用各种技术手段(包括材料、工艺等)制造出可以在产品上进行实验的技术模型。牢牢掌握量的尺度,从具象的形态和结构中,抽象出功能原理。目的是研究和发展技术模型本身。
2、可行性分析与研究
建立好模型后,开始对它们进行各种可行性的分析与研究:
① 功能性分析
找到研究对象的生物原理,通过对生物的感知,形成对生物体的感性认识。从功能出发,对照生物原型进行定性的分析。
② 外部形态分析
对生物体的外部形态分析,可以是抽象的,也可以是具象的。在此过程中重点考虑的是人机工学、寓意、材料与加工工艺等方面的问题。
③ 色彩分析
进行色彩的分析同时,亦要对生物的生活环境进行分析,要研究为什么是这种色彩?在这一环境下这种色彩有什么功能?
④ 内部结构分析
研究生物的结构形态,在感性认识的基础上,除去无关因素,并加以简化,通过分析,找出其在设计中值得借鉴合利用的地方。
⑤ 运动规律分析
利用现有的高科技手段,对生物体的运动规律进行研究,找出其运动的原理,针对性的解决设计工程中的问题。
当然,我们还可以就生物体的其它方面进行各种可行性分析。
仿生是高科技的代名词,它是指运用尖端的科学技术,来模仿生物的各种官能感觉和思维判功能,更加有效地为人数服务。各国都在不遗余力地加大在仿生学方面的研究。可以说,仿生学研究程度的高低,是国家综合国力的重要标志之一。荣事达集团研制开发的“仿生搓洗”全自动洗衣机最近推向市场,将仿生技 术运用于洗衣机领域,产生了革命性的影响。
据了解,这种洗衣机首先具有神经智能网络功能,可以模仿人的恩维判断能力,根据衣物的重量、质地、脏污程度来自行决定洗涤程序、洗涤时间和水位的高低,从而达到最佳的洗涤状态。其次,具有搓衣板的功能。洗衣机内的搓洗棒能够像手一样随心所欲地来回搓动,这种搓动被控制在300度以内,能够保证把衣服洗干净又防止衣服缠绕。三是它去除了传统洗衣机因机械传动装置所包含的机械连杆、曲柄、齿轮等部件转动所带来的噪音,采用直流永磁无刷电机直接驱动,有效地防止噪音的产生。
直流永磁无刷电机可节电50%
采用直流永磁无刷电机,在电子驱动器的控制下可实现无级调速,并可精确地控制搓洗棒每次转动的次数和角度。因此,不同的衣物质地、脏污程度可以设定不同的洗涤程序,有效地模仿了人工搓洗的快慢节奏和力度,实现“仿生”搓洗。另外,采用直流永磁电机比采用交流电机节电50%。
电子刹车技术把噪音降到最低
有洗衣机的消费者会有因噪音大而烦恼的体会,他们在换购洗衣机时总希望拥有一台没有噪音的洗衣机。“仿生搓洗”洗衣机则恰好能满足这一点。
这主要是因为“仿生搓洗”洗衣机采用电子擎实现电子刹车,刹车时由电机本身迅速降速,从而避免了像其他洗衣机采用机械摩擦刹车时产生的噪音和振动,实现了静音运转。
搓洗棒确保洗涤过程中不产生碎屑
有洗衣机使用经验的消费者知道,洗衣机的洗涤桶上部都有一个过滤网,用来过滤衣物在洗涤时产生的碎屑。但是“仿生搓洗”洗衣机却没有这种过滤网,为什么呢?业内专家解释,这是因为“仿生搓洗”洗衣机的内部构造根本有别于波轮式和滚筒式洗衣机。“仿生搓洗”洗衣机采用的驱动擎是竖立的搓洗棒,能够使动能从中央向四周传递。当洗衣机启动时,搓洗棒带动衣物沿着桶壁运动的角度不超过300度,有效避免了衣物因连续旋转而形成的缠绕,以及与桶壁摩擦产生的碎屑,洗得干净、不缠绕、无摩擦,当然不需要过滤网。衣物沿桶壁来回运动与衣物在搓衣板上的来回运动极其相似,并能达到手洗效果,“仿生搓洗”洗衣机也由此得名。
飞机在夜间行驶不撞东西
人们都知道,飞机在夜间行驶是不会撞上东西的,是因为通过蝙蝠的启示,蝙蝠嘴里发出一种超声波,人是听不见的,但它能听见,假如有障碍物,声音就会反射回来,蝙蝠就立即改变飞行的方向,飞机也是它他通过天线发出一种无线电波,有障碍物也会反射回来,显示在荧光屏上,
摘 要 阐明制造过程与生命现象之间的相似之处:基于自组织机制的有序化、基于信息模型的个体复制,以及通过进化过程形成的高度适应性。论述仿生制造的基本内涵,指出现代制造科学应该从生命现象及生命科学中学习与借鉴的主要内容,它们包括完善的信息技术、由基因控制的生长型的加工成形方法、性能超群的有机材料、奇妙的生物智能、高效的寻优与趋优方法,以及先进的组织结构和运行模式。提出关于加强学科间的联合,促进仿生制造技术研究的建议。
-- 结构构件
对于构件,在截面面积相同的情况下,把材料尽可能放到远离中和轴的位置上,是有效的截面形状。有趣的是,在自然界许多动植物的组织中也体现了这个结论。例如:“疾风知劲草”,许多能承受狂风的植物的茎部是维管状结构,其截面是空心的。支持人承重和运动的骨骼,其截面上密实的骨质分布在四周,而柔软的骨髓充满内腔。在建筑结构中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板结构、空间薄壁结构等都是根据这条结论得来的。
-- 斑马
斑马生活在非洲大陆,外形与一般的马没有什么两样,它们身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。在所有斑马中,细斑马长得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圆又大,条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共外,以抵御天敌。人类将斑马条纹应用到到军事上是一个是很成功仿生学例子。
一八ОΟ年左右,英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形,找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线,对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期,法国生理学家马雷,对鸟的飞行进行了仔细的研究,在他的著作《动物的机器》一书中,介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中,发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿,根据鸟类飞行机构的原理,终于制造了能够载人飞行的滑翔机。
动物仿生学的例子
1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。
7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
16.树叶的排列和悉尼大剧院的建设
17.潜水艇和鱼的沉浮
18.声纳 海豚
19.雷达 蝙蝠
据国外媒体报道,无人驾驶汽车是汽车产业前景最为远大的技术发展之一,此外还有环保汽车和联网汽车。全球顶尖汽车制造商和诸如谷歌、思科等IT界巨擘都一直斥巨资开发无人驾驶汽车,而现代汽车也加入了这个行列。
现代汽车让《韩国时报》的记者坐上了无人驾驶的Ioniq混合动力轿车,
行驶在韩国京畿道省华城的南阳研发中心的道路上。现代汽车工程师Kim Jin-hak则坐在驾驶员的位置上。该车的无人驾驶技术很好地把握了未来移动性特点。与该车搭载的导航系统一起,无人驾驶模式通过激活巡航控制来启动。自动驾驶Ioniq轿车利用了10个传感器,此外还有两个摄像头安装在后视镜及后侧的上方,两个雷达和6个传感器则被安装在车身周围。这两个摄像头监测其他汽车和物体以及交通信号灯。它们还能够确定行人、摩托车和自行车。当汽车突然改变车道时,车道偏离警报就会响起。
据悉,在栅栏条、前后保险杠内,雷达和传感器则起到了360度无死角监测车辆的作用。
Kim Jin-hak表示:“现代汽车已经将先进的驾驶辅助系统摄像头传感器的运动算法芯片组外包给了Mobileye——全世界最大的先进驾驶辅助系统芯片组供应商,但是它早于2010年就在开发自己的运动检测算法。
在今年于拉斯维加斯召开的消费电子产品展上,现代汽车副总裁(参配、图片、询价) Chung Eui-sun利用无人驾驶的Ioniq轿车宣传了该汽车的无人驾驶技术。当他在展示期间驾驶该车时,他曾把手从方向盘上拿开,端起一杯咖啡喝或者拿起一本书阅读。在展示中,Chung所测试的无人驾驶Ioniq轿车达到了美国汽车工程师协会设定的四级标准。美国汽车工程师协会四级标准意味着高度自动化,而五级则意味着完全自动化。
行驶在研发中心的道路上时,无人驾驶Ioniq轿车检测到靠近的车辆的预期运动,在防止碰撞的同时安全操纵汽车向前行驶。安装在汽车运行追踪器上方的一个7寸显示屏则向驾驶者展示了检测到的物体以及它们的运动。它还能显示前方路标和诸如行人、摩托车等可能出现的障碍物。
在研发中心预先设定的线路上,该车能够以每小时20至45千米的速度平稳和顺利行驶,记者和工程师Kim甚至能在驾驶的同时进行采访。工程师Kim表示:“我相信搭载无人驾驶技术的汽车有望于未来五年之内行驶在高速公路上。没有行人和其他可能出现的物体,在高速公路上行驶相对简单。我认为相关技术将可能先应用到那里。至于城市内无人驾驶技术,我们还有很多路要走。不仅像现代这样的全球顶尖汽车制造商,而且包括谷歌在内的IT公司也在开发这项技术。”
去年5月,一辆处于自动控制模式的特斯拉汽车与一辆横穿马路的拖车碰撞,而特斯拉汽车的驾驶者因此丧生。在这起事故发生后,特斯拉汽车的芯片组供应商Mobileye发布公开声明表示,这项技术在2018年以前还不能被视为完全的自动控制,并且于7月结束了和特斯拉的合作关系
工程师Kim指出:“在道路环境中存在着许多的可变因素,这些因素可能影响无人驾驶汽车的安全性。
当感应器因天气恶劣无法检测到车道或者路标时,汽车就无法像人类驾驶员那样自动避开物体或者行人等。为了最小化这样的可变性,现代汽车正在开发无人驾驶技术所谓的深度学习。”
深度学习是一项能令汽车记忆道路上物体的移动模式,并且对其进行研究从而更有效地避免事故发生的技术。Kim表示:“如果无人驾驶汽车的算法能够理解并且学习交通中的模式,它就能成为游戏规则改变者。我相信再花超过10年时间就能在自动驾驶技术中应用深度学习算法。
中国人比美国人健康吗?
美国人均一年肉类的消耗量是中国人的10多倍,是不是说中国人比美国人健康?美国是世界上人均肉食消费量最高的国家之一,但是早在上一世纪九十年代初,中国肉食的生产总量就已经超过了美国和欧盟,跃居世界第一,人均肉食消费水平约为美国的1\/4。自1990年起,中国肉食生产量和人均消费量以平均每年7%至8%...
相比美国人,中国球迷对“第一”的偏执性是不是太高了?
第一阶段:看球前···个个闷着头不说,各回各家 打开电视机不声不响的鬼使神差的把台换到直播比赛的频道准备看国足的比赛,骂道:我看看国足今天怎么丢人的。第二阶段:比赛中··· 提心吊胆但是却要装作一种漠不关心的样子,就算周围没有人也要装给自己看。其实早已经做好对手先进球的心理...
以色列人大多数都是犹太人,应该比美国人聪明,为什么还没美国发达!
呵呵,民族问题不应该这么去想。一个国家的发展情况,很大程度上取决于外部环境。看看以色列的周边,这个世界上最为动荡的地区。而且都是阿拉伯人的圈子里建立起来的犹太人国家以色列。自从以色列建国以来,伴随其成长的是各种战争与冲突。而且美国的发展已经持续了多少年了,要以色列超过它,现在来说不现实。...
为什么中国人擅长考试
不知道在中国的朋友们是否遇到过美国人问他们为什么中国人做数学的能力一般比美国人的强。我在犹他州上高中的时候,是我们学校三个中国人之一。我在数学班考得好的时候,经常有美国同学说考得好是应为我是中国人。我不知道他们这样说是好还是坏。他们的意思是中国人天生就善于学数学还是中国人的教育方式...
为什么我们被称为黄种人,美国人被称为白种人?
在他们的眼中,中国人当时是介于白种人和黑种人之间的群族,所以被称为了黄种人。第二,美国位于欧洲,欧洲的崛起使他们获得了一些比较好的词汇。在近代的时候,世界上的各个区域开始明显出现了在文明发展上的差距,欧洲也开始领先于亚洲,所以正是在这个时候,欧洲在整个世界版图中开始脱颖而出,他们也...
为什么奥巴马当选美国总统N多中国人比美国人还激动?
我看主要是美国现在的国际影响力实在是很大,美国总统大选其实不知我们中国人关注,全世界的人都很关注,在国际外交中美国的政策的影响力实在是太大了,有很多事如果缺少美国就很难办成,就看自2007年开始今年爆发的美国金融风暴在全球掀起的海啸至今尚前途不明!仅凭这一点就可以看见美国的影响力确实不...
中国人和美国人比,谁更厉害
过了一会,又超重了,于是美国人走到舱口说:“美利坚合众国万岁!”也跳了。后来又超重了,中国人走到舱口,日本人见状,上前拉着中国人的手说道:“谢谢!我会永远纪念你的!”中国人大喊一声:“中华人民共和国万岁!”当!一脚把日本人踢下了飞机! 实例三:比枪法一个美国人,一个英国人,一...
关于中美文化差异对比的权威资料
美国人更重视不受外部制约的“自由”。 社会关系:中国人的社会关系比美国人更加正式,等级更分明。中国人似乎非常习惯于等级分明的结构,他们可基于自己在结构中的位置和惯例确定自己的行为方式。 美国人则更侧重于非正式和平等关系。美国人通常和社会地位相同的人在一起最自在;他们不太重视社会等级。 友谊:与美国人...
...而且比老外也反应快,也会绕弯子,为什么就是比不上人家外国的高科技...
2、还有的美国人觉得中国人聪明只是片面的:“一般西方人遇到的中国人都是出国深造的,他们毕业于名牌大学,或是那些在‘科技’签证上取得成功的人。3、他们已在某些领域获得了高级学位和培训,所以你看到的是“优中选优”者。如果你去中国就会发现,他们不比世界上任何地方的普通人更聪明。”中美两国...
中国人与美国人有何区别
吃猫肉狗肉:美国——犯法判刑(这个有点假惺惺,其他动物肉可以吃);中国——美食家。中国——菜有菜味儿肉有肉味儿人有人味儿;美国——菜没菜味儿肉没肉味儿人没人味儿。胖人: 美国——胖人穷人多;中国——胖人当官的多。洗澡时间:美国——早上;中国——晚上。中大奖:美国人中大奖喜笑颜开...
仪严力能: 很简单,美国的特点是地方大,路好跑.3.5L V6发动机最受欢迎,而且寿命还长. 维护成本低,寿命长,平顺性好,在好跑快速的路上越来越快. 而涡轮增压发动机的特点是,提速性能好,可以在1800转左右就提供最大扭距.缺点是维护成本高,特别容易坏(没错特别容易坏).日本最好的涡轮增压也就能跑个10W公里,对于动不动就跑个50-100万公里的美国人来说,成本太高. 而中国人就不一样了,大部分人6-8万公里就换车了.
浑源县15276619118: 为什么中国人特别容易沉迷游戏相比起欧美玩 - ?
仪严力能: 相比较而言.欧美国家父母开放,对于游戏限制极少,而中国此类家长极少,对于孩子来说身边只要有朋友有游戏玩他们绝对羡慕,这是中国人的所谓传统——羡慕嫉妒恨,只要接触,绝对会被吸引,只为了那个我不用被朋友嫌弃,我还能让其他朋友羡慕,到了人多的时候,不玩的反而被独立,当然这样啦.希望能对你有帮助.
浑源县15276619118: 在中国,为什么是外国人优先 - ?
仪严力能: 一;中国人有“国”观、有地主观、还有多多少少的奴才观.中国人,对人形长的不一样很敏感.比较忽略:他会干啥、能干啥、隐藏的企图是啥.二:宣传自己、推销国风、礼多人不怪的目的展示.
浑源县15276619118: 中国的女人为何喜欢嫁给美国的男人 - ?
仪严力能: 实际上你提到的可能都有,但因人而异.我们不应该对跨国婚姻说三道四.我的一个朋友就嫁给了美国人,她说美国人也是千差万别,但一般来说,行事严谨,工作认真,对妻子爱的强烈,浪漫而体贴.性欲强烈.经济上一般也比较不错.这可能是中国女人愿意嫁给美国人的原因吧.但她也告诉我,文化和性格的差异需要很长时间的适应才能生活的和谐.
浑源县15276619118: 欧洲女人和美国女人相比,哪个爱中国男人? - ?
仪严力能: 美国吧..一般他们比较能接受中国的, 一般外国欧美的女人都不喜欢中国男人的..一是小气,大男人主义,暴发户,还矮小....你上外国论坛就知道了..
浑源县15276619118: 为什么与中国人相比美国人在拒绝对方时总是先说原因后拒绝 - ?
仪严力能: 也算是中西文化的差异吧,很大众的解释吧,就是东方含蓄,西方直接,所以中国人拒绝时首先找些理由否则不好意思开口说不,相反美国人先鲜明表达自己观点说不...
浑源县15276619118: 中国年轻人的思想为什么不像美国年轻人那么独立 - ?
仪严力能: 我前一阵子写过一篇关于国外大学不太愿意接受中国高考状元的稿子,不少人对此表达了自己的看法.除了一些一听是国外大学不收中国学生就愤而怒骂的人,多数人对此都有自...
浑源县15276619118: 中国女人比美国女人好的优势是什么??
仪严力能: 中国女人很美丽,美国女人也很美丽,天下的女人都是美丽的.但由于中美两国文化不同,国情不同,所以表现的方式亦不同. 1)中国女人比美国女人刻苦耐劳.无论是从事体力劳动,还是脑力劳动,中国女人远比美国女人更能吃苦,具有更...