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3D机器人和瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)一起推出了Pixhawk,一个开源的自动驾驶仪平台。这不是第一个开源的自动驾驶系统:Paparazzi早在2003年就在法国国民航空学校出现了。另一个开源平台是PX4,由瑞士苏黎世联邦理工学院在2009年启动。2014年,Linux基金会建立了一个更通用的开源项目Dronecode,创始成员包括3D机器人和百度。此外,AeroQuad和ArduCopter分别是基于Arduino的制造四轴飞行器的开源硬件和软件项目。到目前为止最具影响力的结果是,这些开源项目可能成为“万能自动驾驶仪”。
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这些开源项目的能量总是惊人的:2016年,一个水平一般的业余爱好者都可以使用DIYDrones的资源建成一个价格低于1 000美元的无人机,但功能却可以跟美军用1.4亿美元制造成的用于阿富汗战争的“全球鹰”无人机不相上下。
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便宜小巧的无人机目前的主要用途是供个人和家庭拿来玩的,但也有不少有用的地方,比如好莱坞使用它们作为摄像机平台,有些国家公园也利用它们来监视野生动物。
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2015年,瑞士的邮政系统开始与加利福尼亚州的公司Matternet(一家起源于奇点大学的硅谷创业公司,致力于无人机快递包裹)展开合作,采用无人机进行邮件投递。Facebook正在测试一种名为“阿奎拉”(Aquila)的太阳能动力无人机,它由前美国航空航天局的工程师设计,致力于将高速互联网传送到世界的贫困地区。2016年,创业公司Flirtey制造了一台无人机,它在内华达州寄送了一个包裹,这是美国第一次用这种方式寄包裹。
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现在有几十家公司都在为“爱好者”的市场制造无人机,其中包括Hoverfly、DJI Innovations、MikroKopter和3D机器人等。有摄像头的无人机,比如中国制造DJI幻影(DJI Phantom)和法国制造的鹦鹉AR无人机(Parrot AR Drone),都很快成为常见的玩具。再比如,Nixie是一个小的配备摄像头的无人机,甚至可以作为腕带佩戴。瑞士洛桑联邦理工学院创新发明了一种新的无人机:Gimball,这是一种很小,又超级轻的,像昆虫一样的球状体,它并没有装传感器,然而,它可以弹开墙壁和障碍物。而该学院孵化出来的一个创业公司Flyability专门为工业勘探制造无人机,让它们探索对人类来说过于困难或危险的地方。
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我们倾向于认为一个无人机是一个单独的实体,跟其他无人机都没有多少关系。但在2008年,瑞士苏黎世联邦理工学院的拉法埃洛·安德烈亚(Raffaello D’Andrea)却想要发明一种需要跟其他无人机合作才能完成目标的无人机。这里的“合作”指的是“合作发明一种更高水平的无人机”,目标就是飞行。也就是说,单一的一个无人机不能飞,但如果跟其他无人机组合成特定的结构,他们就变成会飞的了。这种自我组装的飞行机器人也被称为“分布式飞行阵列”。
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如果无人机想要成为一个“严肃”的大市场,而不是仅仅局限于周末玩具,它们就需要扩大潜在的应用范围。例如,乔纳森·唐尼(Jonathan Downey)在旧金山的Airware公司正在为无人机制造一个操作系统,该软件将能使应用于企业的无人机可被编程。
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最后,为什么无人机会在今天突然流行?而不是十年前或五年前?很简单,因为今天的智能手机已经无处不在,而制造智能手机跟制造一架无人机其实相差无几。制造两者所需部件其实是相同的:嵌入式处理器、传感器(陀螺仪、磁强计、加速度计)、全球定位系统芯片、无线通信装置、存储芯片、相机和电池。最近几年来,苹果和三星这样的大公司又正在推动这些部件性能不断提升,而且这些部件的价格在不断下降。也就是说,一个业余爱好者完全可以便捷地买到便宜的部件,自己组装一架无人机。
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总之,无人机今天的流行要感谢智能手机行业。正如我一开始所说的,无人机本质上是一个飞行机器人,但如果你看它的部件组成的话,它更像是一台飞行的智能手机。
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人类2.0:在硅谷探索科技未来 硅谷声音
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克里斯·麦凯:寻找“第二个创世记”
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克里斯·麦凯是NASA埃姆斯研究中心的行星科学家,也是NASA的天体生物学家,他侧重于研究太阳系的进化和生命的起源,也是人类探索火星任务的重要参与者,他曾多次在地球上类似火星环境的地方进行研究,如南极干谷、西伯利亚、阿塔卡马沙漠等,曾是美国“凤凰号”火星探测器项目的联合研究员,参与了2008年“凤凰号”的火星登陆任务和2011年美国“好奇号”火星探测器项目。克里斯也是人类未来探索月球和火星的NASA项目的科学家。
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2016年4月初,我们在NASA埃姆斯研究中心采访了克里斯,除了墙上那张人类登陆月球的照片之外,克里斯的办公室和其他办公室几乎毫无差别。他是那种将所有热情都投入工作的科学家,只为满足一个简单的好奇心——“宇宙中到底有没有别的生命?”在浩瀚的太空背景下,人类显得如此无知和渺小,人类的生命也显得如此短暂,在克里斯的讲述里,我们更能体会到那种强烈的求知欲和深深的无奈。
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太空探索“很慢”
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太空探索是一个进展非常缓慢的领域,我从事火星探索35年了,这期间我们共完成了5项任务,一次着陆,四次探测。35年,其他人可能已经做了成千上万件事情,然而们天文学界只完成了5项任务。这对其他科技领域的人来说,是很难理解的,尤其在新技术更新速度快到不可思议的硅谷,这个领域更显得完全不同。以我正在做的土星探测为例,就算任务现在开始,也要20年后才有可能传回一些数据。按照物理定律,我们不可能在十年内到达土星,建一艘宇宙飞船就需要十年,而且,地球到土星太远了,把太阳到地球的距离视为一个太空单位的话,地球到土星的距离就是十个太空单位,去土星的难度系数估计是去火星的20倍。
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太空领域实质性的探索不是每一年都有的,而是每二十年。这种情况暂时也不会因为科技的进步而改变,因为我们还受限于去太空的运输工具。强调这个是因为,和其他科技领域相比,我希望公众对太空领域的期望能降低一些。
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“第二个创世记”
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我对太空探索有两个兴趣点,都是关于生命的。我的第一个兴趣是想知道,在其他星球上,过去或现在是否存在生命。这需要寻找生命存在的证据,最有趣的结果是,我们发现了一种和我们不一样的生命体。一个星期前,我在圣塔克拉利塔一个会议上发表演讲,一个学生举手问道,难道树不就是一种和我们不一样的生命体吗?确实,在很多人眼里,树和人是截然不同的,但实际上,你能从树、人体乃至细菌里找到一样的DNA,三者的相似程度非常之高。在地球上,所有的生命本质都是一样的。这种情况有点像一个英文图书馆里的书,不管是什么书,它们都是用英文字母写成的,如果你去找里面的单词,往往能找到一样的,比如这本书里有“that”,另一本书中里也有“that”,你还能找到一样的词组,乃至一样的句子、段落。地球上的生命也是如此,有机体间也存在共享一大段DNA的情况,所有的生命都只是因为“单词的排序不同”而有差别。
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当我想在宇宙中寻找不一样的生命时,我想寻找的是“一本语言不是英文的书”,比如,“一本中文书”。这其实是一个很好的比喻,因为中文书和英文书都是用纸张和油墨做成的,很可能它们的内容都是关于旅行的,不同的是它们的信息组织方式。我在另一个星球上发现的生命可能也是如此,我们不是要去找多么奇异或怪诞的东西,生命依然是基于碳和水的,而不是基于硅或等离子体的,它们依然有一样的“纸张”和“油墨”,一样需要阳光和水,但它们没有和我们一样的氨基酸,也没有和我们一样的DNA,它们会使用一套完全不同的分子与信息储存库。或许会有点像苹果的第一台个人电脑Mac(麦金塔电脑)跟当时的桌面电脑的区别一样,它们都是用金属和硅为材料做成的,都运行程序,但里面信息的呈现方式是不同的。我将这种不一样的生命称为“第二个创世记”(A second Genesis),“创世记”是基督教《圣经》中第一卷书的名字,这个词能给很多美国人带来强烈的情感冲击,我就是故意要用这个词让人们震惊。
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我的第二个兴趣是希望未来能将生命带出地球,散播到别的星球,散播到整个宇宙。这两个兴趣之间有着微妙的矛盾,因为,如果火星上发现了生命,发现了“第二个创世记”,我们很可能不想把地球生命再带到那里。某种意义上,这两个想法或无法两全其美。但没有关系,我们可以“边走边看”,到时候再决定。
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探索太空的意义
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为什么寻找和我们不一样的生命这么重要?这个问题我对政府和公众都回答过很多次。一个是哲学意义上的答案,另一个是实用意义上的答案。我们先来说哲学,计算机科学领域有一个被称为“0—1—无穷”的规则,因为编码中需要的数字只有0、1和无穷,其他数字统统毫无意义,该定理在宇宙论中同样适用。这一说法第一次是由艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)在一本名为《上帝他们自己》(Gods Themselves,关于不同宇宙间交流)的科幻小说中阐述的,他说,神或者没有,或者有一个,或者有无数个,不可能有三个或十六个神。适用到宇宙论上,目前地球上只有一种生命形态,如果我们能找到两种,那么我们就可以推断出宇宙中必定存在无穷尽的生命形态。
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如果答案是“1”,意味着我们是宇宙中唯一的生命,这一点也非常重要;如果答案是“无穷”,意味着我们还有很多“邻居”,我们必须学着跟他们和睦相处。这就是寻找“第二个创世记”的哲学意义,是我们认识宇宙的一个基本问题,这个问题会决定我们对人类自身乃至宇宙的认知,以及未来很多的选择。
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在实用意义上,如果我们能够找到另一种生命形态,我们将有能力去研究比较生物化学(comparative biochemistry)。目前地球上的所有生命都有一种生物化学属性,有一张“生命之树”的图表可以揭示地球上所有生命之间的关系,从动物、植物再到细菌、古生菌等。这张图表是基于DNA序列做出来的,你能从表上发现,地球上所有生命的DNA之间的关系都是密切的,即所有地球生命在生物化学和基因层次上都是互相联系的,这是过去50年间的一个重要科学发现。
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