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知新
2006-12-20
刘县书

    用大脑遥控机器人

    美国华盛顿大学的研究人员发明了一种新技术,使用者可以通过自己的脑波信号控制机器人捡起东西并拿到某处。

    使用者靠头上带电极的特制帽子收集脑波信号,并将指令输入电脑。通过安装在机器人身上和上方的两台摄像机,使用者可以从电脑屏幕上观察机器人的移动。当机器人身上的摄像机看到需要捡起的东西时,图像传输到电脑屏幕上,屏幕上每件东西随机闪亮,当使用者想捡起的某件东西正好闪亮时,大脑就会发出一个信号,这一信号输入电脑,并发出指令给机器人,机器人便能将该物捡起。根据同样的方法,机器人将知道把东西带到何处。

    实验中,大脑指令与机器人移动之间的匹配准确率达到了94%,但目前能实现的指令还比较简单。科学家相信,将来能利用这种机器人帮助残障者,或让它们做日常家务。

    我们的鼻子比想象好使

    美国和以色列的科学家最新研究发现,人类蒙起双眼也能靠鼻子在草地上追踪巧克力的气味,就像猎狗追踪一只野鸡的气味。

    以前科学家发现,人类有关气味受体的基因比其他动物如老鼠和狗少得多,可能是因为人类在直立行走过程中失去了部分嗅觉能力。为检验这种看法,美、以科学家进行了一系列实验。

    他们在草地上留下10米长的巧克力的气味痕迹——那些气味可以察觉到,但并不是很浓烈,然后让32名大学生蒙上眼睛堵上耳朵,开始在草地上追踪巧克力气味。每个学生有3次在10分钟内找到气味的机会,结果2/3的学生完成了任务,并且当学生练习了3天之后,能更好地做到。实验中,学生在追踪气味时像狗一般不断地抽吸鼻子,而当堵住一个鼻孔时,其追踪成绩下降,说明两个鼻孔同时工作对于确定气味的空间位置很重要。

    研究证实人的嗅觉能力并不是那么差。如果你肯在地上爬着到处闻,那么,实际上你完全能闭上双眼靠你的鼻子找到面包房。

    嗅觉原理与量子效应有关?

    人和动物如何分辨那么多种气味?嗅觉原理其实还是个未解之谜。有一种“钥匙-锁”理论,认为嗅觉细胞上的受体分子像锁,而气味分子像一把把钥匙,当分子形状契合时钥匙就打开锁,产生特定的嗅觉。但这一理论不能解释一些形状几乎相同的分子为何闻起来气味却大相径庭,比如乙醇闻起来是酒精气味,而分子形状类似的乙烷硫醇气味却像臭鸡蛋。

    早在1996年,生物物理学家和香料商图林就提出了有争议的分子振动理论,认为气味分子与受体分子之间并不是钥匙与锁的关系,而更像信用卡与刷卡机的关系,其中起作用的是一种分子振动和量子隧道效应。最近英国伦敦学院大学的一项研究部分证实了这一理论。

    根据图林的理论,在某些情况下,气味分子和受体分子之间会通过量子效应发生电子转移,因此打开受体分子的开关,产生嗅觉。当电子在气味分子与受体分子之间转移时,气味分子的电磁场会像弓弦似地发生振动。新的计算表明,这是可能的。而目前对图林理论最强的实验支持证据,是一项用同位素原子取代气味分子中某些原子的研究,同位素替代后导致气味分子的振动频率改变,那么按照图林理论的预言,它的气味将改变。动物实验似乎证实了这一预言。

    

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