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用“足球场大”离心器把卫星甩进外太空,每小时速度达7200公里

2020-3-7 环球解密

北京清华大学的企业科学家彭天放先前针对2月的硬科技发展,提出了《硬科技报告》。报告中有2项重要进展,其一是让卫星靠着离心机,向外太空发射;另一则是卷积神经网络计算第一次完全靠着忆阻器硬件来完成。虽然两者都仍需要一段时间继续研究、测试,但已是一大推进。

彭天放的《硬科技报告》提到了2项硬科技的重要进展,第一个是“把卫星『甩』进太空”,以往如要发射卫星,都会仰赖火箭,不过据美国杂志《连线》指出,美国一家初创公司打破传统,试图在地面架设巨大的离心机,将卫星“甩”到外太空中。

离心机可以透过高速的旋转来产生离心力,并将较重的物体向外甩出。美国的那家初创公司预计建造比足球场还大的离心机,藉由几十米长的旋转机械臂,将物体“甩”往外太空。根据计算,这个离心机可以将100公斤的物体甩到距离地面60公里的高空,且速度每小时高达7200公里。

虽然距离地面60公里的高空还没抵达卫星轨道,但60公里处的空气稀薄、阻力较小,因此可以再点火,让物体继续爬升至外太空。传统火箭在升空时,离地面0至30公里的这段高度,空气阻力最大,需要耗费最多的燃料,因此即便使用离心机仍需要火箭帮助射往外太空,但可以大幅降低成本。

使用离心机不但可以大幅降低成本、节省燃料,还可以让火箭的设计简化,传统火箭原先至少要200吨,但使用离心机后,则只需要200公斤左右的火箭即可,且这个方式的速度会比以往更快。

不过,在离心机发射的瞬间,卫星要承受的加速度比传统火箭发射的方式高出500倍,现在还没有太空设备能够承受这样的冲击,因此这个想法仍极具挑战性,目前仍处测试阶段。

《硬科技报告》提到的第2项重要进展则来自芯片领域,据杂志《自然》的一篇文章指出,清华大学的团队首次透过忆阻器芯片,进行人工智能算法的运算,有着很大的突破。

人脑被多数科学家认为是“存算一体化”。

虽然目前仍不清楚人脑的计算方式,但许多科学家都认为,人脑很可能是“存算一体化”,可以运算,也可以存储。忆阻器有别于一般的芯片,不但可以用来计算,还能存储,因此非常适合模仿人脑的计算方式,只是这样的计算设备耗能高,当然仍远远不及真正的人脑。

人工智能最基本的就是卷积神经网络运算,这个忆阻器芯片实现了高达96%的准确度,虽然仍有误,却是首次没有仰赖其余辅助器材就达成,已经在实用性的里程碑跨出一大步。然而目前忆阻器仍需要再多几年的时间继续研究、发展,短时间内还难以商业化。

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