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科学家开启VR直播,揭秘天体物理、脑机接口等科学突破

将科学的目光投向星辰大海

  “今天,人类的技术能力越来越强大,不应只局限于自身发展,还应该将探索科学的目光,望向更辽阔的星辰与大海。”腾讯首席探索官网大为如是说道。

  11月6日,腾讯WE大会举行,今年大会请来了以两位诺贝尔奖获得者领衔的6位全球顶尖科学家,为人们揭秘黑洞研究等科学最新突破。从黑洞探寻到意念打字,再到畅游万米深海的软体机器人,他们与观众分享了天体物理、脑机接口、深海探索……这是腾讯WE大会连续第9年邀请全球顶尖科学家登台分享科技最前沿突破。

  文/广州日报全媒体记者王纳

  “柔性电子之父”:柔性屏为何未普及?

  当天下午,全球柔性电子技术研究的领军人物、美国西北大学教授、被誉为“柔性电子之父”的约翰·罗杰斯(John A. Rogers)在腾讯科学WE大会分享了关于电子皮肤的最新研究和应用成果,他研发的用于监测早产婴儿生命体征的电子皮肤等产品,已在全球五大洲的23个国家临床应用,守护着婴儿健康。

  科幻作品中有个桥段,每个人耳后都被植入了“记忆芯片”,它成为人身体的一部分,帮助储存、调取甚至删除记忆。“记忆芯片”或许还停留在幻想中,但贴合人体的芯片已经走进现实。这种将硬质材料电子器件制作在柔性基板上,让其可以满足更大的灵活性的新兴电子技术,就是柔性电子技术。为了实现碳基人体和硅基芯片的有机结合,约翰·罗杰斯课题组重新设计了电子设备,让电子设备像人体组织一样与人体兼容,同时保持多样化的电子功能。

  约翰·罗杰斯在演讲中指出:“现在我们有了这样的人造皮肤,它非常薄,就像孩子的临时文身一样,可以置于人体任何部位的表皮,成为人体的一部分。你会忘记它在那里,而它会通过无线的方式持续工作。”

  目前,约翰·罗杰斯团队和同行已开发出各类表皮电子设备。他强调,这不只是一种可穿戴设备,更是一种皮肤接口,不需要电池,可实现无线连接,通过无线的方式输送电量,无须去医院或实验室就可以实现持续的精确监测,在家中和任何其他环境中都可以持续监测。“我们并不是要完全取代具有硬件连接的传统设备,而是提供全新的解决方案。”

  不过,柔性电子、柔性屏、柔性电池等在生活中的应用尚未普及,瓶颈到底在哪里?约翰·罗杰斯当天在接受采访时表示,原因不只在于材料或技术障碍,而是人们希望科技能带来切切实实满足人们需要的必需品,而不是锦上添花的产品。

  据了解,约翰·罗杰斯过去二十年致力于研发柔性电子器件,共发表了750多篇论文,他本人是100多项专利和专利申请的发明者。

  王朝阳:飞行汽车何时成现实?预估是2025年

  “快充电池技术是未来飞行汽车实现商业化的最重要的先决条件。飞行汽车是我个人的梦想,希望能在退休之前驾驶飞行汽车去上班。”动力电池、储能与燃料电池技术科学家,宾夕法尼亚州立大学教授王朝阳在大会上如此预估着未来。

  王朝阳在演讲中表示,飞行汽车要求电池高能量密度、高功率密度,此外,飞行汽车每次降落后需要对电池进行快速补能,因此要有高功率快充电池,才能让飞行汽车变成现实。

  他表示,在过去10多年中,他和他的团队一直在寻找和探索可调控界面的电池,最终利用热调控原理发明了10分钟快充电池。他说:“我们目前能够做到的最好水平是,充电10分钟,获得200Wh/kg的能量,然后重复快充上千次以上没有损害。”

  从飞行汽车的应用上来看,王朝阳预估可能会是在2025年左右成为现实,飞行汽车首先可能应用在出租等公共出行领域,比如市中心和机场的穿梭交通等,以商用的出租车车队服务出现,然后才是私人飞行汽车,自由飞行穿梭,这是人类的梦想。

  新技术让机器人深入海沟

  “黑洞只是一种理论上的可能,还是在真实宇宙中自然形成?宇宙在大爆炸之前是什么?”当代最伟大的数学物理学家之一的罗杰·彭罗斯通过数学计算解答了黑洞形成的问题,并于2020年凭借“发现黑洞的形成是对广义相对论的普遍预言”获诺贝尔物理学奖。他与斯蒂芬·霍金共同发展出彭罗斯-霍金奇点定理,奠定了现代宇宙论的数学基础。此外,他还依据数据计算,提出了新的宇宙起源假说——“共形循环宇宙论”,即宇宙并非只经历一次大爆炸,而是在从大爆炸到死亡的过程中不断循环往复。

  本次WE大会上,彭罗斯带来数学在广义相对论和黑洞研究中应用的分享,也让大众深入了解宇宙的“前世今生”。

  如果说用数学方法证明黑洞的存在是理论上的贡献,同样为2020年诺贝尔物理学奖获得者的天体物理学家莱因哈德·根泽尔,则通过观测手段,进一步完善了黑洞存在的证据,并开创了超大质量天体研究的新领域。他凭借先进设备对银河系中心观测长达数年,最终获得确切证据,证明银河系中心存在一个质量巨大的黑洞。在演讲中,根泽尔为观众揭秘了用观测手段验证黑洞存在的全过程。

  “仅凭意念就能写字”也从科幻场景变成了现实。斯坦福大学克里希纳·谢诺伊教授带领团队,首次破译了与手写笔记有关的大脑信号,进而将人脑中的写字意念转为屏幕中的一行行字句,准确率超过99%。演讲中,他分享了这一神奇技术的背后原理。该技术也将帮助无法行动和说话的“闭锁综合征”患者更好地交流。

  “85后”的浙江大学教授李铁风是本次大会最年轻的演讲嘉宾。继2019年获得科学探索奖后,他在今年3月凭借“万米深海操控软体机器人”的科研成果,登上国际顶级期刊Nature杂志封面。首个潜入马里亚纳海沟10900米深处的中国软体机器鱼,是他此次和观众分享的主题。“我们对于未来还有一个大胆的设想,就是把这种软体机器人应用在星球或太空探索中。”他说。

 
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