机器人的“五官”

韩吉辰

神奇的机器人要称为“人”，这五官必不可少，否则一个又聋又哑的机器人，还谈什么“人工智能”呢？

科学家成功研制出了“电五官”，就是各种传感器——能将外界各种刺激变成电信号的元件.在精密电脑的控制下，机器人上天入地，发挥了极大的作用．

机器人的“眼睛”——光电传感器

科学家要给机器人装上眼睛，首先要找到一些对光有感觉的材料.金属铷和铯，在光线照射下会产生电流，硫化铅在光的照射下导电能力会增强……利用它们制成“光电转换器”，再与电脑结合就形成了奇妙的“电子眼”．

神奇的“电子眼”不但能“看见”可见光，还可以“看见”红外线、紫外线，将它装到飞机或卫星上，能够日夜连续监视地面情况，在农业、气象、环保、城市管理和军事上有特殊的用途．

机器人的“耳朵”——振动传感器

人的耳朵为什么能听到声音？原来声音是一种振动波，传到耳中引起耳膜振动，再传到大脑，人就可以感知声音了.但是人耳只能听到频率范围约为16 Hz～20 000 Hz的声音，频率过低的次生波和过高的超声波，我们的耳朵是听不到的!

有一类天然材料如石英、磷酸二氢钾等，当它们受到压力时会产生电压，仿佛成了一个小电池，压力不同产生的电压高低也不同，这种现象叫“压电效应”.

后来人工制成的一些材料，如钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅、铌酸钡钠等，都有“压电特性”，而且更为灵敏，用手指轻轻敲一下，材料两端竟可产生100 V的电压.

利用这些材料制成压力传感器，与电脑结合，就成了奇妙的“电子耳”.当声波传来时，由于振动会引起压力的变化，“电子耳”会将振动信号变成相应的电信号传入电脑，这样，机器人就听到外界的声音了.它还能听到人耳听不到的超声波呢！

机器人的“鼻子”——气体传感器

要制造“电子鼻”，必须找到这样的材料：第一要能“呼吸”气体；第二要能随着呼吸气体的不同而改变自己的导电能力.

这种奇妙的物质找到了，像二氧化锡、氧化锌、氧化钛等，利用它们可以制成气体传感器——“电子鼻”.

传统的“电子鼻”体积比较大，使用起来不方便，而且需要经常校正，否则灵敏度会受到影响.最近，科学家又研制出了微型“电子鼻”，它是由最新的纳米技术制成的可以呼吸气味的导电聚合物制成，由这种复杂的导电聚合物构成的微型芯片，大小只有1 cm2，仅需微量电流即可工作，能够轻便地拿在手中，使用起来非常方便.它比人的鼻子还灵敏，有的气体，比如一氧化碳（俗称煤气），人的鼻子是闻不到的，而“电子鼻”却能感觉到．所以它的用途很大.

利用“电子鼻”还可以揭开火星上是否有原始生命的秘密呢！最近，人类发射宇宙飞船，前去“拜访”遥远的火星，探测器内就装有先进的精密“电子鼻”！在火星表面上，人类的使者——“电子鼻”一旦闻到甲烷等有机气

体的气味，就会将信号发回地球，那意义非常巨大，可以揭开火星是否有生命的秘密啊！

机器人的“舌头”——味觉传感器

日本科学家成功研制了味觉传感器，它是由一种名叫DOPH的合成脂质薄膜制成，能辨别咸味、甜味、酸味和苦味，再与微型电脑相结合，就成为“电子舌”.在做菜时，将一个探测器伸进菜中或汤中，便可马上显示出咸淡程度、酸度数值以及糖分含量，很有实用价值．

机器人的“皮肤”——温度传感器和“触感器”

现代机器人的“皮肤”主要有两方面的感觉：冷热和软硬.科学家研制成功的热敏电阻，就是利用一种本身电阻值随温度变化而变化的材料制成的（大多数是由半导体材料制成），可以将外界的冷热变化输入电脑，使机器人有了冷热感觉．

有的高级机器人还装上了“触感器”，能感知物体的形状和软硬.它由三层组成，中间一层尼龙网不导电，底层是密密麻麻的触点，与电脑相连，顶层是有弹性的导电橡胶，内外两层只有在压力作用下才能接触，并由相应的触点向电脑发出电信号，转换成完整的物体形状．另外，外界压力大小（软硬）不同，触点发出的电信号强度也不同，因此机器人可以感知物体的软硬、粗细程度，从而发出相应的指令.这就是有的机器人能够拿鸡蛋、摘水果、挤牛奶的原因．

【责任编辑：穆林彬】

芝诺悖论——阿基里斯与乌龟

悖论是有趣的，而且是数学的一个非常重要的部分．它突出地表明，在陈述或证明某种想法时小心地使它不出现漏洞是多么重要．在数学中，我们常常试图使数学思想覆盖尽可能多的方面，例如我们试图概括一个概念以使它能够用于更多的对象．概括无疑是重要的，但它也可能导致危险．我们务必谨慎从事．一些悖论就说明了这种危险的存在．

公元前5 世纪，芝诺用他的无穷、连续以及部分和的知识，引发出以下著名的悖论：他提出让阿基里斯和乌龟举行一场赛跑，并让乌龟在阿基里斯前头1 000 米开始．假定阿基里斯能够跑得比乌龟快10 倍．当比赛开始的时候，阿基里斯跑了1 000 米，此时乌龟仍然在他前面100米处．当阿基里斯跑了下一个100 米时，乌龟依然在他前面10米处．

芝诺辩解说，阿基里斯能够继续逼近乌龟，但他绝不可能追上它．那么芝诺的理由正确吗？如果阿基里斯追上了乌龟，那么他是在赛程的哪一点追上的呢？