机器人|“科学家的回信”第2期来啦!


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飞机上为什么不能带液体呢?
青少年该如何在日常生活中保护自己免受不必要的伤害呢?
发现有人触电我该怎么办呢?
......
上面这些生活中的问题是不是也曾困惑过你呢?其实它们都属于“公共安全” 。
“青年科学家科技前沿课”第2期由清华大学工程物理系(公共安全研究院)研究员陈涛老师为青少年讲授有趣的“公共安全” 。 同学们参与的热情十分高涨 , 课程开始前就线上发来好多问题希望得到科学家的解答 。 陈老师讲课后对优秀问题进行了精彩的回答 , 不仅如此 , 被选中问题的小朋友 , 中国科技馆还向他们寄出了由科学家亲笔签名的“科学家的回信” 。

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想更多地了解“回信” , 请戳这里 有一封科学家的回信请接收...
收到一封“科学家的回信”是不是很让人心动呢?快来看看被选中的同学们都提了哪些问题吧!
问题一
消防安全是公共安全非常重要的一部分 , 我们人类可不可以利用机器人灭火?我们怎样能让机器人听从指令?对于机器人的控制 , 我们有哪些具体的方法?

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陈老师:这是一个好问题 。 消防安全是公共安全非常重要的一部分 , 消防机器人其实从十几年前就开始用了 , 比如大型的体育场馆、展厅里面会有消防水炮 , 它可以自动对火灾进行识别、定位 , 然后喷水去灭火 , 这是最简单的一种机器人类型 。 现在正在研究履带式的、可以爬楼梯的机器人 , 当隧道、地铁里面发生火灾的时候 , 这个机器人可以进入隧道里面找到着火的地方 , 一边排烟一边灭火 。
因为机器人有硬件、软件 , 我们会按照机器人的编程方法来控制它 。 一些科幻电影里有很多液体、金属机器人 , 现在的技术还无法做到 。 控制机器人的具体方法 , 我们现在用到的有图像识别技术 , 可以在一片烟雾中识别火源;定位技术 , 定位火源的位置、机器人该往哪个方向走;还有机器人行走的技术 , 怎样在楼梯上行走、在复杂的环境下行走、在废墟里行走等加强机器人自身稳定控制的技术 , 用以保证机器人可以尽快到达灾害现场 , 尽快灭火 。
问题二
怎样发现地震后残骸里有生命的人?

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陈老师:大家在电视上经常会看到大型地震后救援队拿着各种各样的仪器 , 在废弃的建筑、瓦砾堆里面去探测生命的迹象 。 2005年的时候 , 美国超视安全系统公司已经把生命探测仪研究出来了 。 美国麻省理工学院的博士大卫·席斯(David Cist)创造性地将雷达超宽频技术(UWB)应用于安全救生领域 , 探测生命迹象 。
瓦砾之下 , 人的体温和周围建筑的温度是不一样的 , 还会有声音、动作等迹象 , 这些都是我们研发生命探测设备最主要的方向 。 当前生命探测仪有以下几类:第一种红外生命探测仪 , 可以穿透建筑等固体找到高温的物体;第二种是通过声音振动的方式 , 检测废墟里面哪些地方是有声音的 , 哪怕是呼吸都能听得到;还有一种现在正在研究的蛇眼生命探测仪 , 仪器可以用很小的导管或者玻璃纤维深入到废墟里面去 , 看到人在什么地方 , 是否有生命的迹象;第四种就是前面提到的超宽谱雷达生命探测仪(UWB) , 去探测瓦砾下是否有人的存在...随着科学技术的发展 , 相信会有越来越多的新技术运用到地震废墟下的人员探测过程中 。 除此之外 , 警犬也会用在废墟下的生命搜救中 。
问题三
公共安全与我们每个人都息息相关 , 涉及到卫生、交通、消防、食品等很多方面 , 如果在抢险救援中 , 仪器设备失控或者出现问题时 , 应该怎样应对呢?

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陈老师:这个问题非常好 。 由于灾害现场的环境条件非常恶劣、复杂 , 比如有强风暴雨、高温、极寒等条件 , 抢险救灾中仪器设备失控或者出现问题确实是常见的 , 例如:在零下30摄氏度的时候 , 电池就不能正常使用了 。 所以我们要做的 , 就是加强对救援设备在极端条件下使用的检测 。 清华大学合肥公共安全研究院就建立了一个大型的风洞 , 风速为0-80米/秒 , 相当于19级台风的速度;能模拟0-250毫米/小时的降雨量 , 0-150毫米/小时的降雪量 , 10%-90%的湿度 , 零下40摄氏度的温度等 。 把所有这些极端灾害条件在风洞中耦合在一起 , 来检测、验证这个设备是不是过关 。
此外 , 机械故障的原因也会造成设备、设施没办法使用 , 只能通过在灾害救援过程中多备份一些仪器设备来应对 。
问题四
我坐过几次飞机 , 为什么坐飞机不能带液体呢?

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陈老师:不是所有的液体都不能带上飞机 , 也不是所有的非液体都能带上飞机 , 有些浆体或者粘稠的胶状物质也是不能带上飞机的 。 我们在安全检测的时候 , 将液体、胶体中的正常组成物质和有毒有害物质区分出来是很难的 。 如果能够在安检的时候明确出来这就是一瓶水或者一瓶饮料 , 当然是可以带上飞机的 , 因为飞机上也会正常提供饮品 , 不会造成灾害 , 但目前无法用快速检测的方法将水、浆体或胶状物质中的有毒有害物质检测出来 , 所以只能去控制单罐的携带容量和总容量 , 保证所带的剂量在飞机上不会发生重大的灾害 , 不会发生一些人为的、蓄意的恐怖事件 。 这就是为什么不能随身携带液体、压缩气体及凝胶状物体上飞机的原因 , 其实也是为了乘客的安全 。
问题五
当我看到别人触电的时候 , 我第一时间应该怎么做?

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陈老师:这种情况在日常生活中是经常能碰到的 。 触电的时候人常常会处于无意识的状态 , 可能由于肌肉的抽搐痉挛而抓紧带电体 , 不能自行摆脱电源 。 使触电人尽快脱离电源的方法有很多 , 我们要根据现场具体情况来定 。 触电情况大致可分为三类:
第一类是低电压的触电 , 通常电压为180V , 220V等 。 这时候我们首先要做到切断电源 , 拉闸断电;第二 , 就是切断电源线 , 在低电压触电的情况下可以把电源线剪掉;第三 , 就是用绝缘的棍棒、塑料、木棒等把电线从触电人身上挑开 。
第二类是高压触电 。 第一种方法也是切断电源 , 但在外面往往很难找到高压线;当无法拉闸断电或切断电源时 , 可以拿一些金属的物质扔到导电的物质上 , 使它出现短路 , 迫使高压设备启动自动保护装置 , 切断电源 。 高空抛掷时要注意防火 , 抛掷点尽量远离触电者 。
第三类是跨电压触电 。 跨电压触电就是有高压和低压两种触电的情况 。 我们经常看到一些麻雀站在电线上但不会触电 , 因为这时是等电位的 , 人也同理 。 但是当人受到跨步电压时 , 高电压和低电压之间马上就会产生电流 。 这时候 , 除了断开电源 , 救护人一定要穿绝缘靴或单脚着地跳到触电者身旁 , 紧靠触电者头部或脚步 , 把他拉成躺在等电位地面上(即身体躺成与触电半径垂直位置) 。
最后 , 关于急救 , 如果触电者神志不清 , 但呼吸和心跳正常 , 我们实施正常急救即可;如果触电者已经停止呼吸 , 应迅速用心肺复苏术进行抢救 。
想“听”科学家陈涛老师现场解答问题的同学 , 视频已经为你们准备好啦!
我问科学家——科技前沿课第2期(一)
我问科学家——科技前沿课第2期(二)
我问科学家——科技前沿课第2期(三)
我问科学家——科技前沿课第2期(四)
我问科学家——科技前沿课第2期(五)
上面这些回答 , 是不是也解答了你心中的疑惑呢?
好奇心是人的天性 , 相信生活中你也一定有许多问题想问科学家吧!爱因斯坦说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要 。 ”敢于提出问题 , 往往比提出一个问题更重要 。 提出问题往往意味着新的机会、新的可能性 , 甚至还需要我们的创造力和想象力 。 “青年科学家科技前沿课”每一期都将开设“我问科学家”活动 , 旨在激发青少年的好奇心 , 鼓励大家善于从生活实际中发现和提出问题 , 在好奇心和问题的驱使下勤于思考 , 了解更多科学知识 , 掌握更多科学方法 。
我们会在活动开始前发布“我问科学家”问题征集令 , 如果你在生活中是一个乐于思考的人 , 如果你有问题希望得到科学家的解答 , 欢迎积极参与 , 说出你的疑问 , 也许下一个获得科学家亲笔签名回信的就是你啦!
【机器人|“科学家的回信”第2期来啦!】中国科学技术馆展览教育中心李俊漪供稿

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