流言教室

 

時代演進、科技日新月異,電子產業的開發讓夢想不再遙不可及,二十年前機器人還在手動操作,如今這許多人的兒時玩伴,竟已進步到令人難以想像的科幻境界

 

說到機器人,一般人對於這科技產物的第一印象,也許多來自於電影中,那種擁有自我思想、情緒,且運行自如的機器人。但如果現在你還覺得,這只是電影製造出來的科幻情節,那…可就大錯特錯了!目前有報導指出,美國已發展出類似於電影『機器戰警』的殺手機器人,這一種機器人可以代替咱們人類,投入無情可怕的戰場中。如此一來,猶如電影般機器人追殺人類的劇情,會不會將真實上演了嗎?

而在機器人的各種傳說中,最讓人不可置信的,就是據說台灣一名大學生能夠運用意志力來控制機器人!

換句話說,也就是不用搖控器,更不用接觸機體,只要集中精神、用意志力發功一下,這名學生就可以任意指揮機器人做各式各樣的動作。

有這麼神奇的能力,那不就能運用在醫學界造福大眾了嗎?但是這麼超現實的流言,你…相信嗎?

  校園調查局

 

你相信人類可以用意志力操控機器人嗎?

 

我們在高雄縣鳳新高77名高中學生做了調查

結果有   50人選擇相信  (65%)

27人選擇不相信  (35%)

 

科技始終來自於人性,難道用的真的就能控制機器人動作嗎?在破解流言前,蔓蔓決定先帶大家來了解機器人

  流言大追擊

面對有關機器人這棘手的流言,蔓蔓來到了台中『財團法人精密機械研究發展中心』,這是一家齊聚了各類型機器人的研發機構,蔓蔓決定要來好好弄清楚這個科技新玩意兒!

 

Robo Fun --超乎想像的機器人世界

在研發中心裡,蔓蔓找到了林春福 副理,要來幫我們解說什麼是機器人?

機器人三大元素

為了用最快、最簡單的方式讓我們馬上了解,副理特別整理出了製造機器人的三大元素:

一、機構=>故名思義也就是機器人的構造,像ROBONOVA就是『人形機器人』,而因為是兩隻腳的,所以也可以叫做『雙足機器人』,

另外也有恐龍、蜘蛛這類仿照生物外型的『仿生機器人』,

或者以輪子滾動行走的『輪型機器人』。

不過因為機器人的款式上千萬種,所以如果光憑機器人的外型來區分,也不是那麼絕對。總之不管咱們機器老兄長相如何,『機構』的設計,基本上是決定機器人要怎麼動作的重要關鍵哦!

二、馬達=>機器人要,就必須要馬達,它就好像我們人體的關節一樣,會影響每個角度的運行。所以只要馬達設計的好,機器人要做各式各樣的動作,包括前進、後退,甚至前滾翻、後滾翻這類小技巧,就完全難不倒它的哦!由此可知,雖然一顆馬達也能讓機器人前進、後退。但如果希望機器人的動作能多一點,馬達自然也就要放得比較多,而放的角度也要設計好才行。像可以前翻、後翻還能打太極拳、做健康操各種動作的I sobot,就多達15顆馬達,難怪動作超靈活呢!

三、軟體=>最後一個元素就是軟體,也就是玩家可以透過網路設定,來編輯希望機器人做的動作,這就是屬於軟體的部份。現在已經越來越多機器人可以有這樣的功能嘍!

外型不像機器人的機器人?

如果你以為全身冷冰冰、兩隻腳的才叫機器人,那可就大錯特錯嘍!

療傷系機器人—paro

打破一般人對機器人的印象,paro的外型可是一隻全身毛絨絨,有著一雙無辜大眼睛的小海豹!

不過雖然paro長得如此卡哇依,但是當初日本人設計它,卻是專門用來陪伴老人家,撫慰他們心靈的『療傷系機器人』。主要是因為它內部安裝的感知影像、視覺、聽覺、觸覺和姿勢等的傳感器,總共多達30-40組,這讓小海豹可以根據人們對它的觸摸方式,相應地調整動作、反應,達到與人互動的主要功能哦。 除此之外,paro還有一樣人性化的設計,那就是它的充電器竟然是一個奶嘴耶!而且最讓蔓蔓得意的是,這隻由日本製造的paro,可是全台灣唯一一隻哦,不用出國就可以抱到最先進的小海豹機器人,瞧蔓蔓可樂得呢!

電子寵物機器人—Pleo

2008年春季電腦展』才在台灣首賣而造成一陣搶購的pleo,沒想到這次咱們在研發中心也看到了!這隻可愛的小恐龍可以說是『有生命形態的寵物』,因為Pleo會對主人搖頭擺尾,順著它的毛摸,它會高興得搖尾巴,會打噴嚏、打哈欠,搔它的背,它還會一百八十度回過頭來看,甚至主人抱著讓它睡熟時,它還會打呼!而更特別的是Pleo的程式設計把它設計成一開機,是在零歲還趴著的狀態,但卻會隨著和主人互動的程度,而開始有一樣的反應與變化。如果主人很常陪它、抱它,經常給予關心和愛,它就會慢慢變得行動比較活潑好動,表情也比較開心。反之如果主人都不理它,那這隻孤獨的小恐龍可能就一直站不穩,甚至還會常常可憐的哀哀叫呢!

Pleo的內建有什麼?

一隻小恐龍內部有七百個零件、八個電腦晶片,運算速度高達6千萬次/秒。而且內含三十八個感測器,用來偵測光線、動作、觸摸與聲音,用以將週遭環境的訊息蒐集起來,回傳到中央微處理器系統。最後,Pleo目前裝配14個馬達以讓動作更流暢。

 

現代高科技機器人的額外配備!

近接感應器=>這是運用磁場、電場交互感應的原理做出來的零件,我們把它放在機器人裡面,這樣機器人前進、後退的時候,就能避免它去碰撞到東西。

語音辨識系統=>利用原先設計好的程式,可以做出一些互動式的對話。

色彩追縱系統=>這個零件是模擬機器人頭部可辨識顏色並追蹤物體。所以只要先指定希望機器人追蹤的顏色,機器人就會跟著顏色跑嘍!

電子羅盤=>將這組零件裝在機器人的頭部,只要機器人移動了,代表它所在位置的數字就會跟著變化,這就是好像羅盤一樣,可以讓機器人知道自己現在是在什麼位置、面對著什麼方向哦!

機器人的未來發展!

科技發達,不但製造機器人的技術不斷進步,甚至也讓機器人越來越人性化。

如此發展下去,機器人會不會有一天反過來控制人類,或是發生流言中說的,人類被機器人追殺的恐怖事件呢?

林副理覺得這都是不可能發生的情形。因為設計機器人的主要目的,並不是用來傷害人類,而要來服務人類的。雖然說有一些特務機器人,的確已經設計成在戰場上可以當哨兵,或是監視敵方、偵測一些炸彈等功能,但其目的就是要讓士兵的傷亡率降至最低,所以最終還是來服務士兵的。另外,也有用來服務一般人的,比如說機器人可以幫忙做家事,或者陪我們聊天、玩遊戲等。總而言之,林副理認為機器人是我們設計出來的,所以基本上,主導、控制權是在我們人類手上,機器人要想反客為主,在可預見的未來是不可能發生的!

 

  流言大追擊

 

以意志力控制機器人!

為了破解流言,小兵來到了中央大學,拜訪兩位據說能以意志力控制機器人的同學。

王聖凱同學=>中央大學碩士班學生,從小學氣功,目前正努力訓練腦波控制。

林青森同學=>中央大學博士班學生,是設計腦波控制機器人的程式系統者。

 

操作方式

乍見之下,聖凱同學只要想一想,就能夠讓機器人正確的做出前進、後退、跳舞及旋轉等動作。但以科學的角度來深究,就發現這原來是青森同學所設計的腦波程式。

一、設計腦波程式:也就是當聖凱在想著要機器人往前走時,青森先將聖凱此

時的腦波圖形記錄在電腦中,並設定此圖形出現時,機器人就會往前走。而以此類推,其他的動作也都如此事先設定完成。因此這套以意志力控制機器人動作的程式,可說是完全根據聖凱而量身訂作的。而聖凱也必須做到每次下達指令時,要非常準確的控制腦波變成此一圖形才行。這也就是為何聖凱得要常常訓練自己的腦波控制能力嘍!

二、傳送方式在進行控制機器人時,聖凱頭上得先貼上腦波線,可以將他的腦波傳到電腦裡,接著電腦再透過無線電及微波的方式傳達到機器人身上。以藉此控制機器人動作。

什麼是腦波?

簡單來說,我們腦波依照每秒的跳動次數,可分為β、α、θ和δ波四種波形,除了β波為意識態外,跳動次數在14赫茲以下的α、θ和δ波都屬於潛意識態。

而聖凱同學就是運用自己的意志力將β波抑制住,

然後控制自己的腦波在潛意識態!

破解

雖然用意志力控制機器人,還是必須設計程式,透過電腦儀器才能做到。不過至少証明了,人類的意志力的確是可以操控機器人的喔!

 

  流言大追擊

 

科學魔術再追蹤!

魔術中到底隱藏著多少有趣的科學原理?我們特別請到了建國中學物理科鄭永銘老師,來為我們秀出精采的科學魔術!

 

科學魔術--消失的銅幣

鄭老師準備了一個五百c.c.的燒杯、一枚銅幣及一壺水。

他首先將銅幣放在燒杯下,接著慢慢的將水倒進燒杯中。

此時從燒杯的側面觀察,突然間銅幣竟然活生生的在眼前消失不見了!天哪這是為什麼呢?

科學原理解釋

簡單來說,這就是物理學中的全反射造成的,也就是光線透過水面及空氣而產生的一種全反射。我們可以用潛水伕的角度來解釋。

當水面下的潛水伕抬頭看向水面時,因光線斜射入空氣,所以折射線會偏離法線,而當入射角角度增大,那麼折射角也會跟著增大。

而當入射角增加到48.5°時,折射光會沿著水面折射,這時的入射角也叫做臨界角,潛水伕看到的是水平面的影像。

但是當入射角超過48.5°後,以視覺來說,水面就如同鏡面,所有的入射光線都會反射回水中,潛水伕雖然抬頭了,看到的卻是水底下的影像。這種現象我們就稱為全反射。

而如果用”全反射”來解釋消失的銅幣這魔術,其實就是當我們視線與法線的角度小於48.5°時,也就是燒杯正上方的角度,這時銅幣還可以看到。

但是如果我們從側邊看時,因為角度大於48.5°了,所以這時候杯底就像平面鏡一樣,讓光線全反射"了回來,所以我們就看不到杯底下的銅幣嘍!

 

如何破解全反射現象

只要在銅幣上面灑滿水,讓銅幣上方的空氣與水之間沒有界面,如此全反射的現象就會消失。

這時無論倒進多少水到燒杯中,或是用任何一種角度觀察,都還是看得到銅幣哦!

★鄭老師舉例:就像我們把燻黑的湯匙放進水中,

結果黑色的湯匙竟然突然變成發亮的銀色,

這是因為碳黑隔絕了水與湯匙形成一個空氣膜,而造成光線的全反射,但如果將湯匙拿出水面,就會恢復成原來的黑色嘍!

 

 

科學魔術--自動轉向的箭頭

這個魔術鄭老師準備了一個直立的硬紙板,上面畫了一個橫向左方的箭頭,接著放了一個空燒杯放在箭頭前,

 

並準備一壺水,同樣慢慢倒進燒杯中。透過燒杯觀察箭頭,當水面超過箭頭的高度時,箭頭突然轉向了右方!

科學原理解釋

這個現象則是光線的”折射”所造成的哦!因為光線透過裝滿水的杯子時,光線就發生折射了!這時的杯子就好像是一個凸透鏡一般,能將物體變成顛倒的影像!

  不可不知

1.      沒想到真的可以用意志力控制機器人前進、後退,希望未來這項科技也可以幫助那些行動不便的人!

2.       今天最大的收穫,除了我讓知道怎麼解讀那些花花綠綠的腦波圖外,以後聽到”意志力”,我也不會覺得那麼遙不可及了!

3.      看了台灣各種最先進的機器人,真是讓我大開眼界.!我覺得那些研究人員真是太厲害了!

4.      我覺得科學魔術真是太有趣了!不但讓我加深了光學原理的概念,而且也讓我發現原來科學,竟然可以這麼巧妙的運用在魔術表演中!

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