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【4K】當(dāng)我用《流浪地球》BGM打開J-20

攝影師：百歲山不甜pro，視頻制作：戴胤

噴出沖天藍光的行星發(fā)動機、洞悉一切的量子計算機、高聳入云的太空電梯……今年春節(jié)期間，中國原創(chuàng)科幻電影《流浪地球2》熱映，片中層出不窮的“硬科技”元素讓觀眾大呼過癮。從科幻回歸科學(xué)，想象中的它們能實現(xiàn)嗎？

“外骨骼”正逐步開啟商業(yè)化

實際上，《流浪地球2》中多次出現(xiàn)的“外骨骼”近年來正逐步開啟商業(yè)化。

據(jù)《中國基金報》刊文介紹，隨著感知計算技術(shù)和傳感系統(tǒng)發(fā)展日益成熟，機器人研發(fā)方向從人機協(xié)作逐步邁向人機融合，逐漸成為人類身體的一部分。

從流程上看，外骨骼即從依賴硬件傳感器收集人體生物電信號，發(fā)展成為將硬件客觀數(shù)據(jù)與人體主觀信息相結(jié)合的新型信息輸入方式。

信息接收后，機器的計算能力與人體的思維能力進行信息處理，再通過機器的算法能力與人體的決策能力互相協(xié)調(diào)、優(yōu)化判斷后進行智能輸出，將人體智能與機器智能相融合，從單向輸出轉(zhuǎn)為雙向互動，從而形成更高效的人機一體化智能科學(xué)系統(tǒng)。

值得注意的是，就在《流浪地球2》上映前不久，今年1月18日，工業(yè)和信息化部等十七部門印發(fā)了關(guān)于“機器人+”應(yīng)用行動實施方案的通知。其中也明確提到了對發(fā)展外骨骼機器人的支持。

與電影中稍有不同的是，工信部此番實施方案將外骨骼機器人的發(fā)展放在養(yǎng)老服務(wù)方面。

上述方案提到，加快推動多模態(tài)量化評估、多信息融合情感識別、柔順自適應(yīng)人機交互、人工智能輔助等新技術(shù)在養(yǎng)老服務(wù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，積極推動外骨骼機器人、養(yǎng)老護理機器人等在養(yǎng)老服務(wù)場景的應(yīng)用驗證。

方案還鼓勵養(yǎng)老領(lǐng)域相關(guān)實驗基地把機器人應(yīng)用作為實驗示范重要內(nèi)容，研發(fā)推廣科技助老新技術(shù)新產(chǎn)品新模式。研究制定機器人助老助殘技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，推動機器人融入養(yǎng)老服務(wù)不同場景和關(guān)鍵領(lǐng)域，提升養(yǎng)老服務(wù)智慧化水平。

2021年12月，工業(yè)和信息化部等部門發(fā)布《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，要求增加高端產(chǎn)品供給，面向醫(yī)療健康、養(yǎng)老助殘等領(lǐng)域需求，重點推進服務(wù)機器人的研制及應(yīng)用，推動產(chǎn)品高端化智能化發(fā)展。

2022年2月，國務(wù)院印發(fā)《“十四五”國家老齡事業(yè)發(fā)展和養(yǎng)老服務(wù)體系規(guī)劃》，強調(diào)加快人工智能、腦科學(xué)、虛擬現(xiàn)實、可穿戴等新技術(shù)在健康促進類康復(fù)輔助器具中的集成應(yīng)用，發(fā)展外骨骼康復(fù)訓(xùn)練等康復(fù)輔助器具。

此前曾有行業(yè)媒體預(yù)計，2025年中國外骨骼機器人行業(yè)市場規(guī)模將達到105億元，期間年復(fù)合增長率為98.5%，C端市場將增長最為迅猛。其中，中老年人群又是眾多企業(yè)的重點關(guān)注人群。

行星發(fā)動機造得出來嗎？

影片中，人類計劃給地球安裝上萬座巨大的行星發(fā)動機，推動地球開啟“流浪之旅”，這些發(fā)動機依靠重核聚變產(chǎn)生的巨大能量。長期研究核聚變能源的中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所副研究員王騰介紹，核聚變反應(yīng)是將兩個原子核重新結(jié)合，生成一個較重的原子核的過程，其間能夠產(chǎn)生巨大的能量，“利用這一能量推動地球，原理上是說得通的?！?/p>然而實現(xiàn)重核聚變絕非易事，重核聚變是采用硅等元素作為聚變原料，這樣的聚變首先要克服原子核之間的靜電斥力，越重的原子核所帶電荷越多，越難以產(chǎn)生聚變。“我們當(dāng)前廣泛研究的可控核聚變均采用輕核聚變?！蓖躜v說，其聚變原料氘和氚是自然中最輕元素——氫的兩個同位素，相較重核聚變而言更容易實現(xiàn)。

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）。新華社記者 陳諾 攝

王騰表示，可控核聚變是目前世界最前沿的重大科學(xué)問題之一，經(jīng)過全人類70余年的共同努力，核聚變研究已從實驗裝置進入實驗堆和工程堆“章節(jié)”?！白尵圩兡芡苿有乔蚵眯锌赡転闀r尚早，但點亮一盞燈大有希望。”王騰說。

量子計算機真的無所不能？

電影中，擁有超強算力和自我意識的量子計算機550系列讓人驚嘆?！昂茱@然，它已經(jīng)是一臺優(yōu)秀的通用量子計算機了?！敝袊嬎銠C學(xué)會量子計算專業(yè)組秘書長郭國平教授認(rèn)為，未來量子計算有望在我們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮重要作用。

據(jù)介紹，學(xué)術(shù)界把量子計算發(fā)展分為“實現(xiàn)量子計算優(yōu)越性”“實現(xiàn)專用的量子模擬機”“構(gòu)建可編程通用量子計算機”三個階段。

一位國內(nèi)量子計算領(lǐng)域知名學(xué)者表示，目前國內(nèi)外量子計算機研發(fā)已實現(xiàn)第一階段目標(biāo)，達到第二階段目標(biāo)是當(dāng)前學(xué)術(shù)界主要的研究任務(wù)，距離科幻電影中所展示的應(yīng)用至少還需要10年到15年左右的時間。

量子計算原型機“九章”的光量子干涉實物圖。新華社記者 劉軍喜 攝

太空電梯的關(guān)鍵是什么？

電影中，高聳入云、連接天地的太空電梯運行場景震撼。“最核心的問題是要找到合適的材料用作電梯的纜繩?！遍L期研究新型材料的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副研究員管慶方認(rèn)為，“太空電梯”代表著人類對材料極限性能的追求。

一根合格的太空電梯纜繩需要具備如下能力：首先強度足夠大，其次需要考慮材料在極端條件下的服役性能。

“人類將不斷突破材料的極限性能，發(fā)展全新的材料。”管慶方說。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團隊研制的新材料“碳彈簧”（新華社安徽分社 制圖）

機器狗啥時能真正進入生活？

電影中，智能機器狗“笨笨”憨態(tài)可掬，令人印象深刻。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陳小平認(rèn)為，其實人工智能等技術(shù)已經(jīng)飛入尋常百姓家，活躍在生產(chǎn)生活的諸多領(lǐng)域。

世界制造業(yè)大會上展示的一款面向家庭場景的仿生機器狗。新華社記者 張端 攝

目前，人工智能還未能真正完全以人的姿態(tài)參與你我的生活。但是，學(xué)習(xí)能力、感知能力乃至決策能力在一些機器人身上已有體現(xiàn)。陳小平認(rèn)為，未來的人工智能將如何發(fā)展，有沒有可能、有沒有必要采用和人的智能一樣的工作原理？這對人類將產(chǎn)生怎樣的影響？還需要進一步探討。

來源：共青團中央