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​别小看改良的力量,科技领域不需要那么多颠覆

经济学人集团  · 公众号  · 国际 财经  · 2016-11-05 11:47

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在高科技领域,颠覆每每被提及。从无人驾驶到人工智能,科技的颠覆勾勒出一幅幅翻天覆地的图景,却也昭示着许多现有产业岌岌可危的前景。不过,颠覆性科技并不总是能“一蹴而就”,其普及可能面临诸多挑战,比如过高的成本,或者淘汰大量存量设施所带来的浪费。这就给改良以更多机会。


提高电压,混合动力汽车的新方向


现有汽车蓄电池的电压是12伏。如果将电压提升到48伏,可以带来更高的能量输出。别小看这一小小的改良。额外提升的电压能让工程师们在设计汽车时采用新颖的方法提升发动机输出功率及效率,此外,48伏电路系统采用的铅碳电池比全混合动力方案所需用的电池组体积小且价格便宜,很可能是混合动力汽车发展的又一方向。

提升汽车启停表现只是高电压电路系统的功效之一,在刹车时启动装置会变作发电机以回收车辆的动能。48伏电路系统采用的铅碳电池充电及放电的速度比标准的12伏电力系统所使用的铅酸蓄电池要快。

提升电压也能提高驾乘体验。从48伏电池获取部分能量能提供“扭矩辅助”,让启动装置能够充当补充电动机,帮助车辆加速。若一辆汽车要以恒定的速度平稳行驶,仅靠辅助扭矩也许就可实现。有了电力的“扭矩辅助”可以使车辆减少包括氮氧化物在内的排放,从而降低车辆造成污染。

此外,有了高电压电力系统,车辆就可使用更小的发动机。如今,1.5升涡轮增压发动机所能产生的动力已经相当于从前2升的发动机。有了48伏的电压,或许1升的发动机就能产生同样的动力。车辆也无需像现在的某些车那样,为实现9速而在自动变速箱内塞满各种小机件;在48伏电压下,车辆可以减少档位,减掉的部分可由辅助扭矩来补充。更小的发动机和变速箱能够减轻重量,因而也可以减少燃料消耗及相应的排放。

改良的成本优势不可小觑。些汽车行业的从业人士估计,只需花费全混合动力汽车30%的成本,轻混合动力汽车就可实现前者70%的功效。

飞行自动驾驶的另类思考

汽车领域里的无人驾驶技术发展如火如荼,飞机是否也会进入无人驾驶时代,也正引发各路科学家的思考。现有的自动驾驶仪是编程时代的产物,在一定数量的场景下可以启动预先编制好的、清楚明白的应对策略,却无法应对突发场景。解决方案是引入机器学习或者干脆配上个机器人副驾驶。


韩国科学技术院的沈贤哲提出机器人副驾驶的概念。这个名叫PIBOT(即“飞行师机器人”的简写)的机器人拥有人体的造型,有脑袋、躯干、手臂和腿。其头部装有摄像头,位置等同于人眼,它的手臂和腿能操作飞机的控制系统,就像人所做的那样。

在设计PIBOT时,沈博士和同事们把开飞机的任务拆分成三部分——识别、决策和行动。他们研发出了所需的机器智能和传感软件,能让一个机器人很好地完成这三部分任务,从而成功驾驶一架飞机。这样的系统可以被快速安装完毕而无需改造一架飞机,且成本低廉。沈博士认为PIBOT在军事上的运用只是个开端,它同样可以在商业航空中替代人类副驾驶,从而节约成本。


民航客机的自动驾驶仪应付不了新状况:如果把自动驾驶仪置于一个编程员没有预见到的场景中,它就会别无选择,只能将控制权交给人类。因为飞行员已经过于依赖自动驾驶仪,常常在突发情况下手动驾驶飞机失误造成空难。英国伦敦大学学院(UCL)的人工智能(AI)专家正在研究一种驾驶仪,使用“机器学习”系统来应对突发情况,而不是简单地将飞机控制权移交给机组人员。

机器学习算法有可能从人类飞行员那里学习应对各种突发紧急情况,如突然遇到强烈气流、引擎失灵、甚或像法航班机所遭遇的关键飞行数据缺失。在UCL实验室的一次展示中,该自动驾驶系统自如地应对了各种飞行中的紧急情况,从引擎失去动力,到极端气流或遮天蔽日的冰雹。令UCL团队意外的是,该系统还能驾驭它没有受训飞行过的机型。

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科技领域内的改良与革命

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自动驾驶

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