美国科学家研制出一种可供青光眼病人使用的植入式眼压监测器，据信这是世界首个完整的毫米级计 算系统原型。辅之以一套无需调谐便可找准频率的紧凑型无线电设备，多个毫米级计算系统就能搭建成一个无线传感器网络。这两项进展是朝着毫米级计算进军征程 上的重要里程碑，而毫米级计算被认为是未来电子学研究领域的前沿。研究人员已在22日举行的国际晶体管电路研讨会上提交了相关论文。
 

　　按照计算机发展的有效经验法则之一贝尔定律的描述，大约每过10年，技术进步就会促成一个全新的尺度更小、成本更低的计算机平台的出现，从大型 主机、个人电脑、笔记本直至智能手机，这一定律得到了充分印证。研究人员表示，他们新开发的这种几乎微不可见的毫米级计算系统将会推动计算机工业的未来 ——普适计算（一种全新的计算理念，强调把计算机嵌入到环境或日常工具中去，让计算机本身从人们视线中消失）的发展。
 

　　该眼压监测器由密歇根大学电子工程和计算机科学系教授丹尼斯·西尔维斯特和大卫·布洛乌以及助教大卫·文茨洛夫负责研发，他们将一个超低功耗微 处理器、一个压力传感器、存储器、一个薄膜电池、一块太阳能电池和一个带有天线的紧凑型无线电设备整合在一起，整个系统大小不过一厘米见方。该系统每隔 15分钟进行一次测量，平均功耗为5.3纳瓦，暴露在室内光线下10个小时或者阳光直晒1.5个小时就可完成电池充电，并能够储存一周之内的测量信息。研 究小组称，该装置有望在未来几年内投放市场。
 

　　这套新系统虽然是专门针对医用人体传感器网络而开发的，但其在追踪环境污染、监测结构的完整性等方面也有广泛的应用前景。
 

　　不过，这一毫米级计算系统虽然很完整，但所携带的无线电设备还无法让它和类似的其他系统进行“交谈”，而这种节点对节点通信是一个无线传感器网 络必须具备的重要特征。为此，研究人员正在研制一种带有集成片上天线（on-chip antenna）的无线电设备。他们采用先进的互补型金属氧化物半导体（CMOS）工艺来控制天线的形状和尺寸，由此可控制天线对电子信号的反应，从而避 免使用目前两个孤立的设备之间“通话”时必须依赖的粗重的外置平衡线，大大缩减了无线电系统的尺寸。
 

　　研究人员现正在研究如何降低该无线电设备的功耗，以使其与毫米级电池兼容。他们同时也希望为这些看上去微小但意义重大的进展申请专利，并寻找商业伙伴将这些技术推向市场。

　　（陈丹） 

利用意念操控汽车的“神话”有望实现(科学网-kexue.com 配图)

　　德国柏林自由大学17日宣布，研究人员已将人脑思考时产生的脑电图转换为计算机指令，在试验场成功实现利用驾车者意念操控汽车的“神话”。

　　按研究人员说法，一套人机对话系统充当了意念和指令之间的转换平台。它能让车载电脑读取驾车者头戴传感器测量出的人脑生物电波数据，并将其转译成“向左”、“向右”、“加速”、“刹车”等驾驶指令。

　　柏林自由大学公布的一段视频显示，研究人员首先在实验室内让驾车者戴上装有16个传感器的头盔，并让他用意念发出上述4种驾驶指令。在此过程中，通过分析、甄别驾车者思考不同指令时产生的脑电图，电脑系统“读懂”驾车者意念。

　　而后，研究人员在已经废弃的柏林滕珀尔霍夫机场内用一辆装备有摄影机、雷达和激光传感器等环境监测设备的汽车实地测试新技术，试验获得成功。

　　美中不足的是，电脑系统对驾车者意念的“解读”略慢，从驾车者产生意念到电脑系统发出指令控制汽车之间存在时滞。另外，这套人机对话系统无法甄别驾车者产生的是真实意念还是“杂念”。

　　研究人员强调，意念导航汽车现处于概念演示阶段，尚无法投入实际运用。但作为一项远景项目，意念控制与自动驾驶相结合具有不小的实用潜力。

大脑神经网络的12个与爱情有关区域

    纽约雪城大学心理学和神经学助理教授斯蒂芬妮－奥蒂克（Stephanie Ortigue）说“在了解爱情之前，大脑里已经充满了爱情。因为当遇到心上人时，大脑的这些激活并不会被感觉到，但是，通常会感觉到心跳加速，或是不自觉发抖。其实，这些表象都是因为大脑下意识给身体发送的信号所致。”

    随后，这些情绪再反馈回大脑，产生一个能自身永恒存在的爱情循环。换句话说，爱情开始于大脑，在身体和大脑的双向通道无限循环。奥蒂克说：“总会有人问我，坠入爱河是心，还是大脑？我一般都会回答，坠入爱河的是整个人。”

   通过对坠入爱河的人们的脑扫描进行分析，奥蒂克和她的同事们发现大脑中的12个区域会连续反应，释放多巴胺、催产素、肾上腺素和垂体后叶素等，这些化学物质都与快乐、信任以及性欲有关。

   奥蒂克说：“在大脑中，它是非常具体的神经网络，在这个网络中，我们可以判定有三个主要的神经系统被激活。第一个被激活的系统与情绪有关，但是爱情不只是纯粹而短暂的情绪。第二个系统与动机在关，这一系统在期望得到爱情回报时被激活。第三种系统与成瘾有关，这与吸食毒品所激活的系统相同。这也是为什么一些人会认为爱情会上瘾的原因。”

    但是爱情不仅是这些，它也是一个复杂的情神过程，为了修复为爱受伤的心进行的长期康复过程可以证明这一点。

    这些研究成果将对神经科学和心理健康研究产生重大影响，因为当爱情不顺利时，它可能导致心理压力和抑郁情绪的重要原因。通过识别当恋爱时大脑哪些区域受到刺激，医生和理疗师可以更好的了解病人的痛苦，并做出有针对性的治疗。

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《环球科学》2010年第4期

　　德国航空航天中心 交通系统技术研究所专家日前展示了他们正在开发的一系列汽车驾驶和交通管理新概念技术，其目的是使未来汽车行驶更安全，更环保。
 

　　在日前举行的一个汽车技术研讨会上，这家位于德国城市不伦瑞克的研究所设立了特殊装备的实验场，并展示了一辆集一系列汽车驾驶和交通管理新概念技术于 一身的测试车。这辆名为FASCarII的测试车装备了可以辨别车道、物体、障碍物和测定前车车距的传感器及定位系统。此外，该车还配备了线控转向系统， 取消了方向盘和转向轮之间的机械连接，完全通过电信号实现连接。
 

　　FASCarII测试车另一个特别之处是装有特殊的无线通讯系统，可与同样装有无线传感装置的其他车辆和交通信号灯等交通设施进行数据交换，以帮助驾 驶者尽可能实现一路绿灯。其工作原理是交通信号灯通过无线信号把红灯或绿灯的剩余时间传送给汽车，而车内交通信号灯辅助系统经过计算给出建议速度，驾驶者 在通过交通信号灯之前可根据建议适当调整车速，从而避免急刹车或贸然加速，并达到节油目的。
 

　　某些特定情况下，FASCarII测试车可实现自动驾驶，比如自动沿车道行驶，与前车接近时自动决定跟随、变道或停止。该车还可以提高停车便利程度。 通过在车上和智能手机上安装一套特殊定位系统，驾驶者用手机呼叫座驾，测试车就会自行从车库中驶出。研究者的远景目标是让汽车自行寻找停车位。
 

　　航空航天中心交通系统技术研究所目前正计划为不伦瑞克市和周边地区装备一套智能交通系统，这样研究人员对FASCarII测试车的研发工作就可以搬到真实的城市交通环境中进行。（报道员赵向晖）

　　但是，现 有的大多数步行机器人看起来更像是一种双腿僵硬的金属怪物，距离人们的理想还有很大差距。美国佛蒙特大学科学家约什·邦加尔德近日对现有的多款著名步行机 器人进行了分析和研究，并开发出一种计算机模拟系统，系统显示机器人也可以像动物进化一样逐渐学会更好地步行。
 

　　1. 虚拟机器人原型

虚拟机器人原型

　　通过模拟系统，邦加尔德创作出一种虚拟机器人，这种虚拟机器人可以随着时间的变化改变自己的形状。最初，这种机器人身体像蛇一样，没有腿，靠腹 部运动。邦加尔德的模拟系统根据机器人脊骨的每一个片断采用了各种不同的运动算法。如果某种算法能够成功地让机器人更接近目标，就会被应用于下一个片断。 如果不成功，则被舍弃。在每个片断中，成功的算法还将会随着片断的轻微修正进行验证。当各种不同算法分别成功地适应各脊骨片断的运动时，机器人就已进化出 有效的运动模式。
 

　　腹部运动功能进化成功后，邦加尔德开始为机器人增加腿部。随着腿部的缓慢“生长”，模拟系统中的虚拟机器人的腿部运动开始从滑行到步行进化。邦 加尔德介绍说，“缓慢生长的腿部使得算法(控制器)以机器人的语言去处理一个问题，即首先能够摆动，然后再实现平衡。这种步行控制器与我们以前看到的有所 不同。”这样它就逐渐学会了如何更快地行走，并最终掌握了更加自然的步法
 

　　当然，在现实世界中很难让机器人改变它们的身体或让其腿部生长，但邦加尔德利用乐高机器人研制出一个概念验证版机器人。这款机器人拥有一个简单 的脊骨和四条腿。最初，一个额外的支柱帮助四条腿像蜥蜴一样向外伸展，然而逐渐将它们收拢，最终机器人可以用腿站立起来。邦加尔德表示，这一原型显示，真 实的机器人也可以利用相似的过程进化出有效的步法。
 

　　2. “大狗”运输机器人

“大狗”运输机器人

　　无论是两条腿还是四条腿，步行机器人肯定比那些轮式机器人或非移动机器人更像动物。因此，步行机器人更容易融入人类的生活，它们也看起来更可爱，更酷。不过，科学家们研究机器人的腿部运动机制并不仅仅是因为它们看起来可爱，而是为了让机器人更好地为人类服务。
 

　　邦加尔德表示，“有腿机器肯定比那些轮式机器更擅长在崎岖的山路上行走。”这就是为什么美国军方能够慷慨斥资数百万美元资助波士顿动力公司研制 “大狗”运输机器人的原因。“大狗”是一种动力平衡四足机器人，载重能力达300磅(约合136公斤)，可以通过泥泞、雪地、冰面、煤渣等路面。“大狗” 的四条腿如此逼真，让一些人心里不安。即使在受到大力推挤的情况下，“大狗”仍然可以稳稳站立。邦加尔德的模拟机器人也显示出相似的稳定性。
 

　　3. “漫游者”机器人

“漫游者”机器人

　　征服崎岖山路并不是研制有腿步行机器人的唯一目的。事实证明，步行机器人也适合长途旅行。垂直的腿部(相对的则是像蜥蜴一样向外伸出的水平腿 部)可以像钟摆一样前后摆动，有助于向前迈进。像人类一样，机器人的这种运动几乎不需要耗费能量。邦加尔德表示，“这种方式能效很高，这也是两足性进化的 原因之一。我们人类不用花太大的力气就可以走很长的路程。”
 

　　由美国康奈尔大学研制的步行机器人“漫游者”去年以14.3英里(约合23公里)的距离打破了机器人的步行记录。“漫游者”尽管有四条腿，但从 技术上讲它属于两足机器人，因为它的腿是成对工作的。康奈尔大学研究团队介绍说，“漫游者”的步法也许并不优雅，但它走2万步所花掉的电费仅为1美分。
 

　　4. “火焰”机器人

“火焰”机器人

　　此前，步行机器人吸引人们的目光并非是因为实用，而是因为新奇，原因在于它们更难设计。事实上，研制一个成功的步行机器人需要一个完全不同的设 计方案。自上世纪90年代起，研究人员关注的一个领域就是“被动动力学”或“无动力运动”。航空工程师泰德-麦克吉尔所研制的两足机器人非常逼真，它可以 不用任何发动机，就可以走下斜坡。
 

　　荷兰德尔福特科技大学生物机器人实验室在这一领域更进一步，他们研制出的机器人要么是无动力的，要么是采用无动力运动的方式。就像人类行走时腿 部利用自己的动力自然摆动一样，这些机器人行走得更加自然，而且将动力自然地融合到步法之中。这些步行方式中持续变化的动力学对于机器人设计者来说是一大 挑战。他们必须要把生物学灵感更好地融入到机器人控制系统中。
 

　　德尔福特科技大学研制的“火焰”机器人的臀部、膝盖和踝骨中采用了弹性机制，这就意味着每个发动机和相关的关节之间都有一个弹簧，而不是发动机与关节直接相连。“火焰”机器人参研者之一马丁-维塞解释说，“这种方式吸收了足部踩踢地面时产生的冲击力。”

　　据世界卫生组织公布的《空气质量标准》，臭氧、可吸入颗粒物（PM10、PM2.5）、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、挥发性有机污染物、铅、苯并（a）芘、汞和二噁英11种污染物对人体均有较高程度的健康危害。

　　“这些污染物的潜在健康影响可分为短期接触急性影响和长期慢性影响。短期接触通常是指暴露剂量为1小时至1日间；慢性影响一般是指持续暴露在70年寿命期。”中国环境科学学会工程师朱忠军说。

　　《空气质量标准》显示，如短期接触臭氧、二氧化氮、一氧化碳和挥发性有机污染物，将导致肺部炎症和呼吸道症状等；如长期接触，将降低肺功能，影响心血管和中枢神经系统，提高死亡率。

　　近年来，我国各地铅中毒事件常有发生。人短期接触铅，将产生铅中毒，长期接触不但影响中枢神经系统、肾功能和生殖系统，还会造成儿童智力低下等问题；对人们而言，苯并（a）芘是一种较为陌生的污染物，短期接触会刺激眼睛和皮肤，长期接触将致癌、致畸和致突变；短期接触汞，造成血汞或汞中毒，产生腹痛、腹泻、血尿等症状，长期接触会有神经症状、四肢等震颤和口腔炎；二噁英是一级致癌物质、剧毒，危害尤其巨大。

　　北京大学医学部教授潘小川表示，对于可吸入颗粒物而言，相比PM10、PM2.5更容易长时间悬浮在空中，由于它粒径小，吸入几率变得更大，可抵达肺的深部，深入下呼吸道，甚至穿透肺泡膜，对人体健康造成巨大伤害。