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但当供应缩减时,情况就会有所改变,我们就不能像现在这样不加节制的消耗石油了。
在蒸汽工业革命时代,高能煤成为首选燃料之前,燃木能满足大部分的能源需求。
现在煤仍然大量的用于发电站,满足我们1/4的能源需求。
但自从我们开始大量开采石油之后,煤的使用就已经在逐渐衰退。
煤是使用效率最低、最不健康、最不环保的化石燃料,但因其供应充足----煤的储量是石油的6倍,煤的使用量又有所回升。
今天石油作为一种从地表层挖掘出,用于生产汽油、柴油和其他各种化学物质的矿物油,供应着大约40﹪的世界能源需求,其中大部分用于供给机动车辆。
美国消耗着世界1/4的石油,同时排放出大约全球1/4的温室气体。
大部分的石油来自中东,中东拥有50﹪的世界已勘探石油储量。
其他石油产地包括俄罗斯、北美、挪威、委内瑞拉和北海。
阿拉斯加北极国家野生动物保护区最新成为美国能源的又一主要供应地,减少了美国对国外进口石油的依赖。
尽管意见和评价各有不同,但大多数专家预测人类将在50年内轻而易举的耗尽现有的所有储备石油。
未来的几十年,当供不应求时我们很快会陷入能源危机。
当常规能源不容易获得时,代之使用的可能是诸如油页岩和沥青砂等能源。
石油也可从煤中提炼获得。
自从我们开始使用化石燃料,我们已经释放出4000亿吨炭,当化石燃料全部用完时,世界温度将上升13度。
更恐怖的是,这将会导致所有热带雨林被破坏和北极冰的溶解。
第十九篇音乐机器人伴侣提升音乐欣赏体验
(MusicalRobotCompanionEnhancesListenerExperience)
Shimi是佐治亚理工大学音乐技术中心研发的一款音乐伴侣。
他可以根据听者的反馈推荐合乎节拍的歌曲、舞蹈;
并不断播放音乐。
这款高一英尺的机器人是由智能手机系统支持的,因此被标榜为“一个可以互动的音乐朋友”。
GilWeinberg教授是该机器人的发明者,他解释说:
“shimi设计的宗旨是改变人们欣赏音乐、认识音乐的方式”他将在今年6月27日在旧金山的谷歌I/O大会上展示这款机器人。
一个由三个机器人组成的乐队将为来宾演奏,并伴随着音乐起舞。
而音乐是根据不同的运动形式编制的。
Shimi实际上是一个扩充基座,他的大脑由安卓手机控制。
一旦连接上机器人便从用户的移动装置获得传感和音乐生成能力。
换言之,只要有应用程序,机器人便能使用。
例如,通过手机的照相机和辨认脸型的软件,shimi就能在房间周围跟踪到听众,然后安置好他的耳朵或扬声器,以确保输送最佳声音。
另外一种识别特征是基于节奏和速度。
如果用户打出某个(音乐)拍子,shimi会对此进行分析,然后浏览手机的音乐库,并立即演奏最符合要求的音乐。
一旦音乐响起来,shimi就会随韵律起舞。
“许多人认为机器人受到程序指令的限制,而shimi给我们展示了机器人可以具有创造力和与人交互的能力。
”音乐技术博士研究生MasonBretan如是说。
正在研发中的程序将使用户能够通过摇头或摆手表示不同意,来提醒shimi跳到下一首歌或增减音量。
机器人还可以根据用户对歌曲的选择推荐新音乐,并对音乐播放列表提供反馈。
Weinberg希望其他研发者会因此获得灵感,开发更多的应用程序,来扩展Shimi的创新和交互功能。
“我认为我们中心正在引领这场将更多机器人应用到家庭中去的变革。
”
Weinberg正在通过获得佐治亚理工学院的独家授权来对Shimi进行商业推广。
Weinberg希望到2013年的节日季消费者可购买到Shimi。
Weinberg说:
“如果机器人进入家庭,我们认为就应该是这种类型的机器人:
小巧、令人愉快和有趣,它们能提高我们的生活质量,为更多智能服务型机器人进入我们的生活做好准备。
第二十篇深海探索器
(ExploreroftheExtremeDeep)
海洋覆盖了我们地球2/3的面积,但被开发的地下水却只有很小一部分。
目前,马萨诸塞木洞海洋学研究所的科学家们正在开发一种能载探索家们深入水下6500米(21320英尺)的水下交通工具。
作为一种载人潜艇或人工操作工具,这种新的机器将代替世界上第一个深海潜水器Alvin。
Alvin潜水器已经保持了惊人的记录,在各种重要和有名的深海考察中发挥着重要作用。
Alvin潜水器已经运行了40年,但它只能深入水下4500(14784英尺)。
木洞海洋协会的研究者说,潜水工具该升级了。
Alvin潜水器下水始于1964年。
海洋地质学家兼木洞海洋学研究所深海探索协会主任DanielFornari说,自1964年后,Alvin潜水器你每年运行200-250天。
在整个航程中,它载12000人进行过3000多次潜水。
Fornari说,新式的Alvin潜水器必将揭示这个依旧充满神秘的水下世界的许多奇妙之处。
它也可能会使水下探索更容易些。
Fornari说:
“我们在陆上把许多东西想当然,我们会四处行走,用我们的双眼看周围的东西的大小。
我们会看到各种颜色,各种特殊的布置。
这种新的人工操作机器与Alvin潜水器很相似,大小适中。
长约37英尺,里面环境将是个小球体,约8英尺宽。
和Alvin一样它将载一名宇航员和两名乘客,可调动。
在其他方面,它将使乘客有更多的机会欣赏风景,因为旧式Alvin只有三个窗户,新式的将有5个窗户,其中有很多折叠,乘客和宇航员可以看见相同的事物。
旧式Alvin潜水器可以每秒上下30米,最快时速是2节(约2.3英里/小时);
而新式潜水器将能每秒上下44米,它最快时速将达到3节(3.5英里/小时)。
第二十一篇植物,沼气的又一来源
(Plantgas)
德国马克斯.普朗克核物理研究所地球化学家FrankKeppler提到,科学家已经研究沼气几十年,但一直不认为植物能产生沼气。
现在Keppler和同事们发现从草到树的植物也可能是温室气体的来源。
这的确是令人惊讶的,因为大多数科学家认为沼气是在缺氧环境下产生的。
以前,研究人员认为植物不可能产出大量的气体。
他们认为微生物需要在无氧环境下产生沼气。
沼气和二氧化碳一样都是温室气体,它们在地球大气中吸收热量导致全球变暖。
在实验中,Keppler一组使用内含与地球大气中同等密度氧的密闭室来测量从活植物和干植物如落叶中,释放的沼气量。
研究人员测量干植物时温度在30-70OC之间。
30OC时,他们发现1克干植物每小时释放3微克沼气(1微克是1克的十亿分之一)。
温度每上升10OC,每小时释放的沼气量约会增加一倍。
对于正常温度下生长的活植物,每克植物组织每小时释放出370微克的沼气。
当活的或者死的植物暴露在阳光下时,沼气释放量会增加两倍。
由于有大量的氧气,正常生产沼气的细菌不可能加入。
在对生长在水中而不是土壤中的植物进行试验时也发现有沼气释放。
这也表明气体产生于植物而不是土壤微生物。
圣保罗明尼苏达州大学生物地球化学家JenniferY.King说,这些新发现是一项“有趣的观察记录”。
因为一些土壤微生物消耗沼气,它们会阻止植物产生的沼气到达大气中。
JenniferY.King指出,需要对土地进行测试以判定植物的影响。
第二十二篇(新增)现实世界中的机器人
(Real-WorldRobots)
当你想到机器人的时候,你脑海中浮现的是不是一个有着大致人类轮廓的、能够发挥像人类一样功能,并且能用夹杂着高音的单调音调回答你的问题的有光泽的金属装置。
很多人想象中的机器人都是这个样子的,但是,在现实世界中,机器人和人类长得一点都不像,与之相反,机器人通常是一个不会说话盒子状的机器,能够代替人类高效率的完成一些重复性或者危险性的的工作。
现在的机器人不仅仅是一台能够重复同一任务的自动工具。
而是具有不同程度的人工智能。
也就是说机器人内置了一个计算机程序,能够指导机器人完成完成与人类智能有关的任务,比如推理、得出结论,以及从过去的经验中学习。
机器人不具备人形的原因是:
如果机器人有两条腿的话,保持平衡会很困难。
机器人的移动主要依靠轮轴结构旋转来实现。
有的机器人甚至还能够通过结合点和发动机旋转移动手臂。
机器人依靠多种内置的感觉器来帮助寻找路径,连接在机器人底部的天线能够探测到机器人撞到的任何物体,在斜坡上移动的时候,如果机器人开始摇晃,机器人内部的陀螺仪和钟摆仪就会探测到水平方向的变化,机器人探测自己与其他物体的距离以及达到该物体的时间的方法是发射激光束和超声波,通过反射的信号来判断这些信息,这些探测器不断地向计算机提供信息,计算机将这些信息进行分析从而纠正或调整机器人的进一步动作。
随着科技的进步,机器人也会在功能和人工智能程序等方面上取得发展。
第二十三篇风力发电?
轻而易举
(PoweringaCity?
It’saBreeze)
与木鞋、郁金香一起被视为荷兰象征的风车,在荷兰平原上优雅地矗立了几个世纪,可是它的作用早已早已为笨拙的涡轮所代替。
现在风车已经进入了一个新的领域。
虽然还处于萌芽阶段,城镇使用的涡轮机已经是一种高科技的风车,他们从大城市的平顶房上产生能量。
它们利用了城市中的风所特有的乱流和快速转向,比起乡村风车来,它们更轻、更安静、更有效率。
这种风车的样品已经成功的在荷兰的几个城市得到测试。
海牙市镇府最近已经同意在2003年开始大规模发展这种风车。
目前的风车模型花费8000-12000美元,每年能够产生3000-7000千瓦时的电。
一个典型的荷兰家庭每年使用3500千瓦时的电,而在美国,这个数字则要上升到大约10000千瓦时。
但是到目前为止,这些风车大多不是为私宅而是为公共建筑或商业建筑而设计。
目前最小的风车模型大约有200千克重,而且不需要吊车就可以将它安装在屋顶上。
德国、芬兰和丹麦都已经开始这项技术的实验,但是荷兰的空间狭小使得它在城市风力发电上始终是最实际的先驱。
荷兰有1600万人口,挤在斯洛文尼亚两倍大的土地上是欧洲人口密度最高的国家。
尽管如此,问题任然存在。
比如公共安全问题,因此对潜在的制造商必须制定严格的标准。
高耸入云的涡轮机最主要的问题是振动。
人们无法想象在一个巨大的涡轮机旁边的办公室里如何工作。
那一定是闹哄哄的。
与此同时,使用小型风车为救生船、路灯和便携式发电机提供能量的计划也在进行之中。
“我认为风力能让人在在许多情况下都可以使用。
”欧洲风能协会的克林.米莱斯说,“这是一种因地制宜的技术,人们在自己家的后院就可以使用。
我想没有人希望在自己家的后院里有一个核电站。
第二十四篇地下煤着火-即将来临的灾难
(UndergroundCoalFires-aLoomingCatastrophe)
科学家们警告说,中国、印度和印度尼西亚的地下煤矿着火将严重威胁自然环境和人身安全。
在丹佛举行的美国科学促进协会的会议上,一个专家小组的科学家表示,大规模的地下大火将会提高地面的温度,烧死周围的植物,由此产生的气体会导致温室效应,升值有可能会引起森林大火。
他们还警告说,大火释放出来的砷、汞等有毒物质还会污染当地的水源和土壤。
美国东佐治亚大学斯维因斯博罗分校的副教授格兰.司徒阿彻说“煤矿失火是一个全球性的灾难。
”但令人惊奇的是很少有人知道这一点。
煤能够自己提高温度,存在充足的氧气时,它能够自燃。
它产生的热量并不会消失,在适合的阳光和氧气条件下,就会自燃。
这种情况可能发生在地下煤矿的煤堆、废弃的煤矿,甚至在煤的运输过程中。
司徒阿彻教授告诉与会代表,每年在中国,这种情况会消耗掉2亿吨的煤。
相比之下,美国每年的用煤量为10亿吨。
司徒阿彻教授关于由煤引起的大火的影响分析已经在《国际煤生态学期刊》上发表。
煤一旦燃烧起来,就可能燃烧几十年,甚至燃烧几百年。
在这个过程中,会排出大量的温室气体、有毒气体和黑色颗粒到大气中。
专家们讨论了这些大火对地球和地区气候变化的影响,一直认为火灾地点发生在地下使得火灾不容易被发现。
小组的一个成员,来自荷兰国际地质信息科学和地球观测研究院的帕罗沃迪科助理教授已经同中国政府合作探测和控制中国北部地区的煤矿识货情况。
远程感应以及其它技术最终将能够允许科学家们估计出究竟这些大火释放出多少二氧化碳,好孩子工程公司的盖瑞克莱兹提出了一种控制火灾的方法,他们公司已经开发出一种隔热水泥浆(一种稀灰浆用来填充裂缝),它可以被灌注到失火的煤矿中以切断氧气供给。
第二十五篇为生存而食
(EattoLive)
粗茶淡饭或许能给你健康和长寿,但这并不有趣---很有可能也没必要。
即便在年老以后才开始节食,我们也能在很大程度上保持住青春活力。
加州大学河边分校的斯蒂芬.斯潘德尔及其同事发现,只要连续四周限制一些衰老的老鼠进食,它们的肝脏基因就会像衰老前一样清春活力。
虽然老鼠的肝脏部基因回复活力不会逆转它们在其他方面的变化,但是却有助于这些老鼠的肝脏对药物的新陈代谢和清除毒素。
斯潘德尔的队员们一直给其中三只老鼠正常量的饲料,而给另外三只老鼠正常量饲料的一半,给三只34个月大的老鼠(相当于人类年龄的70岁)喂了一个月的半量饲料,之前这三只老鼠的饲料量是正常的。
研究者们检查了这些老鼠肝脏的11000种基因的活性,发现正常饲养的老鼠有46种基因随年龄的改变而改变。
这些改变都与机体组织的无限激增有关---这对老鼠的健康来说不是什么好消息。
而对于那些终身都在节食的老鼠来说,那46种基因中的27种任然继续保持着青春活力。
但是最令人吃惊的发现却是那些只在老年时期节食的老鼠们受益于百分之七十的基因变异。
“这只是第一个这些效果迅速起作用的暗示”,来自华盛顿特区周边的国家老年学学院的哈勃华纳说。
至今任然没有人清楚卡路里的控制对人类来说是否如同对老鼠那样有效,但是斯潘德尔对此充满了希望:
“有足以引人注意的证据表明这同样有效。
如果这确实也对人类有效,我们有理由相信肝脏也可能回复活力。
举个例子,随着我们一天天衰老,我们的身体对药物的新陈代谢越来越没有效率。
短时期内的节食,斯潘德尔说道完全足以保证药效。
但是斯潘德尔并不确定这个方法值得尝试。
“老鼠患病少了,寿命延长了,但是它们很饥饿,”他说,“即使能清楚地认识到节食的功效,人们任然很难在餐馆中说自己只能吃一半的食物。
斯潘德尔希望我们根本就不用节食。
他的公司,加利福尼亚州的寿命遗传学公司,正在寻找有限制卡路里效能的药物。
第二十六篇男女飞行员引起飞行事故的差异
(MaleandFemalePilotsCauseAccidentsDifferently)
在美国专用航空的男性飞行员更容易因为精神不集中或错误决定而坠机,二女飞行员坠机的原因更多的是操作不当。
这些是约翰.霍普金斯大学布鲁姆博格公共健康学院的研究人员所做的一项研究的结果。
这项研究根据坠毁情况和飞行员失误类型鉴别男女飞行员之间的差异。
“在美国,专用航空飞行事故占所有坠机死亡人数的百分之八十五。
同机动车驾驶员情况相似,男性飞行员的坠毁率超过了女性飞行员。
”布鲁姆博格公共健康学院的健康政策及管理教授苏珊.帕.巴克尔解释说,“因为飞行员的年轻和缺乏经验是已经确定了的造成飞行事故的原因,我们主要集中在成熟的飞行员身上,研究由于性别差异导致的坠机。
研究人员从一项关于飞行员的年龄增长与飞行安全的研究中获取数据用于这个项目。
这些数据收集于1983年至1997年间的飞机和直升机专用飞行的坠毁情况,其中包括年龄在40-63岁之间的144名女飞行员和267名男飞行员。
女飞行员和男飞行员根据年龄,医疗和飞行证书的等级,事故地点和事故年份按1:
2的比例分配。
然后不考虑飞行员的性别,对相关的事故环境和飞行员的失误进行分类和编码。
研究人员发现,不论男女,起飞和降落时的失控是最常见的情况,在男女飞行员的事故比例中,分别占百分之三十六和百分之五十九。
机械故障、燃油耗尽和降落时不放下起落装置是男飞行员更常犯的错误,而飞机失速则更容易发生在女飞行员身上。
绝大部分的坠毁事故—女飞行员中的百分之九十五,男飞行员中的百分之八十八----至少由飞行员的一项失误引起。
降落时错误的动力学是所有飞行员中最常见错误,但是,在女飞行员中更为常见(占事故的百分之八十一,男飞行员为四十八)。
可是男飞行员更容易做出错误或冒险的决定,注意力不集中,比如对天气和能见度判断失误或驾驶一架明知有故障的飞机。
比起他们的男同行来说,虽然女飞行员有时更容易操作不当,但她们更加小心。
第二十七篇分散注意力驾驶
(DriventoDistraction)
JoeCoyne滑进驾驶座,发动机朝城里开去。
空荡荡的那段州际公路结束了,进入到拥塞的城市。
这时,一个行人突然从Coyne的车前穿过,他急忙紧急刹车。
但是,就算Coyne来不及刹车,那个妇女也不会有事。
因为他是一个假人。
整座城市也是假的。
Coney不是真的在开车。
他只是在演示一个计算机操控的驾驶模拟器,帮助OldDominion大学的研究者们监测车内导航系统如何影响开车人。
研究人员希望了解这些能够提供语音或书面指示的系统是否干扰太大,或者这些干扰能否与这些系统给驾驶员在陌生环境里指路的益处相抵消。
主持研究的心理学助理教授CarylBaldwin说:
“我们一直关注着驾驶员的表现和精神负荷”这包括驾驶员在对听觉和视觉提示做出反应时的反应时间和大脑活动。
研究人员刚刚完成了一项关于在不同环境中,如果交通畅通或交通拥挤时驾驶员精神负荷的调查。
Baldwin说,初步的调查结果显示,人们“在更富挑战性的环境中驾驶时,并不会对周围环境变化做出更大的反应”。
她说,两种提示的交替使用还是很有效的。
下一步,他们将测试为驾驶员提供导向信息的不同方法以及这些方法如何改变驾驶员的精神负荷。
Baldwin说:
“是给驾驶员看类似地图那样的显示图好,还是让他们听到知识信息好呢?
现在市场上的导向系统会按照预定的路线一个点一个点的给出指导。
Baldwin说“这些系统通常不会原谅认得错误。
如果驾驶员错过了一个转弯,他们就会变得非常生气。
这种指导信息的方式通常会使更喜欢笼统信息的驾驶员产生一种受挫感。
Baldwin说笼统的信息却会使更喜欢线路知识的驾驶员感到困惑。
她说,也许系统制造商们应该允许驾驶员能够选择自己喜欢的指示方式,或者改变系统与驾驶员跟喜欢的方式提供某些信息。
有意思的是其他研究者表示百分之六十的男性更喜欢这种提供调查系统的导向系统,而百分之六十的女性则更喜欢线路指示系统。
Baldwin说,这也就可以解释为什么女人喜欢下车问路,而男人却不喜欢的经典例子。
第二十八篇睡眠促使记忆归档存储
(SleepLetsBrainFileMemories)
睡觉。
说不定就是在整理归类记忆?
刊登在本周网上出版的国家科学院文献汇编上的新发现进一步证明了这个理论:
当人体的其它部分在鼾声中安眠时,人体大脑就在整理和储存白天形成的记忆。
美国新泽西州立大学的GyorgyBuzsaki和他的同事们分析了睡眠中的小鼠和大鼠的脑电波。
他们特别研究了发源于学习和记忆的中心----大脑知觉新皮层(处理知觉信息的区域)和海马状的电流活动。
科学家们发现,这两个区域的脑电波变化仿佛处于交织状态。
而数十毫秒后海马状突起物发出的波动将紧跟着所谓的睡眠纺锤体(新皮层上的活动激增)。
这组科学家们假设这两个大脑区域的互动是理解增强记忆的关键。
接下来的研究,同样也是刊登在这周网上出版的国家科学院文献汇编中,是关于与年龄相关的由于葡萄糖浓度过高引起的记忆衰退。
之前的一项研究表明,患糖尿病的人一直受到记忆衰退的困扰。
纽约大学医学院的安东尼.康威特及其同事在一项新的工程中研究了30个平均年龄69岁的人,以调查是否随着年龄增长而增长的血糖浓度同样会影响健康人的记忆。
科学家们实施了回忆测试、脑部扫描和血糖浓度容许量测试,以便测量出人体组织从血液中吸收糖分的速度。
这组科学家发现,与最次的记忆相对的,是最低的血糖浓度容许量。
此外,他们的脑部扫描也显示出海马状突起的缩小要比那些更容易从血液中吸收糖分的人明显。
“我们的研究表明,这种海马状突起的缩小对随着人类年龄增大而出现的记忆衰退有着不可忽视的影响,”康威特指出,“这一发现大大激增了令人兴奋的可能性,及不断改善葡萄糖容许量可以完全改变对某些与年龄相关的认识问题。
”身体锻炼和体重控制能限制葡萄糖的浓度,因此,去健身房就有了另外一个理由。
第二十九篇我也能成为巴赫
(I,llBeBach)
作曲家大卫.科普发明了一个电脑软件他能编写出古典音乐的原创作品。
科普花了30年才完成这个软件,现在科普的电脑写出的作品与德国著名作曲家J.S巴赫写的作品很相似,很少有人能分辨出其中的不同。
这一切始于1980年的美国,那时科普正在写一部喜剧,但是他无法创作出新的旋律,于是他编写了一个电脑软件来帮他编曲。
最开始的时候,软件写出的乐曲并不动听。
科普是怎么做的呢?
他开始重新考虑人们的作曲方式。
他认识到作曲家的大脑就像是一个大数据库,他们先是吸收他们听过的所有音乐,然后去除他们不喜欢的,最后在根据留下的音乐来创作出新的旋律。
科普认为,只有伟大的作曲家才能建立好的数据库,并且能熟记于心,从而创造出新的音乐。
科普根据现有的音乐创造出庞大的数据库,最开始的时候,数据库包含了几百部巴赫的作品。
科普的软件将这些数据进行分析:
首先他将音乐拆成小的片段,从中找出固定模式,然后将片段组合成新的模式。
不久,这个软件就能够写出和巴赫风格很像的小曲子。
他们并不完美,但这只是个开始。
科普知道,他要做的还有很多---他得写出一整部歌剧。
他进一步完善他的软件,不久它就能分析更复杂的音乐了。
他还在数据库中加入了一些其他作家的作品,其中也包括他自己的作品。
几年后,科普的软件“艾米”已经能够帮助他创作歌剧了。
创作过程需要作曲家和艾米共同配合。
科普聆听艾米写出的音乐片段,从中选取他认为好的。
有了艾米的帮助,科普只用了两个星期就完成了这部歌剧,叫做《摇篮坠落》。
演出获得巨大成功,科普也得到了他有生以来最高的评价,但是没有人知道他究竟是怎样创作出这部歌剧的。
从那以后,艾米已经写出了上千部作品。
科普现在依然会给艾米反馈,告诉她那些音乐是他喜欢的,哪些是不
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