它们不是你想有就能有

小cool龙+王小北

哆啦A梦，当我的小跟班吧

锵锵！可可豆们对萌萌的“蓝胖子”哆啦A梦可不陌生，它是来自22世纪的猫型机器人，一路陪伴在大雄左右。大雄需要一日三餐为身体提供能量，你有没有想过哆啦A梦靠什么维持运转呢？难道是它最爱的铜锣烧？一起来考据一下吧！

漫画中有提到，哆啦A梦是由核能提供动力的。传统的火力发电通过燃烧煤炭为水加热，再用水沸腾后的蒸汽推动发电机上的涡轮来发电。核能发电的过程也大致如此，只不过能量来自核裂变。

那么一个核电站到底有多大呢？以我国的三门核电站为例，其占地面积大约740万平方米，相当于1000多个标准足球场的大小，即使是最小的核反应实验室，也得有半间教室的大小。这么看来，哆啦A梦小小的身体是无论如何也装不下一个核能发电站的。

好吧，就算22世纪的科技已经强大到可以把偌大的一个核电站凝聚在哆啦A梦小小的身体里面（哆啦A梦的造价一定不菲），设计者有没有考虑过核安全问题呢？万一哆啦A梦受到了严重伤害，势必会发生核泄漏，这会对周围的小伙伴造成严重伤害，甚至是致命的。我们可不能冒这样大的风险！

就算未来的科技能够确保哆啦A梦的核安全问题，核裂变产生的核废料处理同样令人头疼。大雄家对于这些放射性核废料显然束手无策，这就背离了哆啦A梦从未来回到大雄身边给予陪伴和帮助的初衷，反而留下了一大堆麻烦。

等等，如果我们考虑核聚变呢？核聚变反应不像核裂变，不会产生核废料，非常清洁。但核聚变反应太过剧烈，目前还没有办法长期、稳定地控制其反应程度。就算到了22世纪，未来的人类真的可以把控核聚变的过程了，但核聚变所需的氘（dāo）和氚（chuān）的来源也是问题。虽然氘、氚在海水中大量存在，氚也能通过氘来制取，但是获得它们的过程非常复杂，目前还处于实验阶段呢！

因此，就能源方面来看，想要以目前的科技水平来维持哆啦A梦的活动还非常困难。不过可可豆们也不必灰心，勤奋的科学家们夜以继日地研究，说不定哪天，我们就能解决以上难题，让核能变得更安全、清洁，也能装进哆啦A梦的身体里了呢！

大白，我想抱抱你

“你好，我叫大白，你的私人健康助理，我察觉到你需要医疗护理……”

超能陆战队中萌萌的大白是小宏的好朋友，能够行走，会拥抱。可是可可豆们有没有想过，机器人和人类是有差别的。

我们人类之所以能够行走、拥抱、做运动，都是由心脏这个动力泵为我们全身的运动提供驱动，再由大脑控制我们的肌肉，肌肉支配关节和骨骼来进行不同的动作。以人为例，人的手掌、手肘、肩膀在关节、肌肉及骨骼的帮助下不仅可以进行伸屈，还可以旋转。

再来看看机器人。机器人的控制系统相当于人类的大脑，同样，机器人由控制系统发出指令，传输到执行机构（如机械臂），来实现各种运动。大白的控制系统就是它身上的那枚芯片。

想让机器人自由行动？最简单的方法就是在机器人下方安装轮子，现在被广泛使用的扫地机器人就是靠轮子移动的。那么，如何让机器人像人类一样行走呢？

我们从只会爬行的小婴儿，到会走、会跑、会跳，需要花两到三年时间。为什么需要这么久？因为和四肢爬行相比，直立行走需要更精确地掌握身体重心，才不至于摔倒，同时也需要大脑发出更精确的指令，难度系数可不在一个层级上。机器人也一样，仿人形（有两条腿像人一样）机器人要像人类一样灵活行走和完成各种高难度动作，在如今的科技水平上，还需要再突破。

机器人的运动稳定性一直是专家研究的难题，尤其是如何让它们在走路、跳跃、上楼梯时调整重心而不摔倒。即便是现今最厉害的人形机器人——谷歌公司的阿特拉斯（Atlas），也很难做到随时随地保持身体平衡。不过，在科研人员的努力下，阿特拉斯已经可以像人类一样用双腿直立行走，虽然有些笨拙，但它已经能够在户外穿越严酷地带，使用手脚攀爬。甚至在被推倒后也能自己爬起来，这已经是个奇迹了。

好吧，大白的行走问题就算是解决了。再看看电影中，大白在空闲时会放掉体内的气体，然后把自己塞到一个箱子里，下次使用时再充上气。像这样的充气玩具或者充气城堡可不少见，虽然表面上看起来它们和大白一样，都是由软软的外壳包裹，皮肤内部由气体填充，可它们不能像大白那样灵活行走。因为它们缺少重要的执行机构来实现各种动作，就只能老老实实地待着了！

再来看看大白的制作材料。目前，我们还只能用固体材料作为机器人的执行机构，也就是充当机器人的骨骼和肌肉，比如机械臂、碳纤维骨骼等。本田公司（Honda）在16年前第一次向世界展示的人形机器人阿西莫（ASIMO），就是用高分子材料制造的。它的手指、脚掌与人类相近，其表面被安装了各种传感器，用来感知重量、方向，以便增加动作的精确度。阿西莫经升级换代后，现在已经可以帮助人类完成很多工作。而本田的最终目标，是让它进入百姓家承担起诸如照顾婴儿、老人以及残疾病人等护理工作，真正担当起家庭保姆的角色，这跟大白的设计初衷惊人地相似呢！

与阿特拉斯、阿西莫不同，大白用气体作为执行机构，缺少“关节”“肌肉”和“骨骼”这样的固体部件，却还能像人一样进行屈伸旋转等各种活动，以现代的科技还很难做到。我们只能期待在未来能有这样的大白穿过人海来拥抱自己了。

钢铁侠，想要和你一起飞

抬起手臂，脚一蹬地，“咻”的一下飞上天空，然后就可以用上帝视角找寻罪犯，惩恶扬善，伸张正义！这是多少可可豆的梦想呀！钢铁侠俨然就是这个梦想的化身：同样人形的大小，却拥有过人的力量，与邪恶的机甲打起架来毫不含糊；还可以摆脱地球引力的束缚，践行我们梦寐以求的“飞行”梦……

细心的你肯定忍不住要问：钢铁侠可是真人呀，怎么能放在这里和机器人一起讨论？没错，托尼·斯塔克叔叔的确是人类，但是他研制的MK系列装甲其实是非常正宗的“可穿戴设备”，叫作“外骨骼机器人”，是人的智能与机器人机械能量结合的可穿戴机械设备。先来看看钢铁侠那一身外骨骼都有哪些高科技能耐吧！

虽然钢铁侠那身外骨骼令大家馋涎欲滴，但是——泼冷水时间到！现实中的外骨骼研究远没有达到电影里这样近乎全领域称霸的程度。

在军事领域，外骨骼主要是增强武器装备能力，集合更多高科技设备，同时提升动力装置和行军能力，有效提高单兵作战的能力；在民用领域，外骨骼机器人则被应用于登山、旅游、消防、救灾等需要背负沉重物资、装备的情况；而在医疗领域，外骨骼用来辅助残疾人、老年人、下肢无力患者行走，也可以帮助他们进行康复运动。

你看，虽然涉及这么多领域，但外骨骼的研究仅限于运动辅助、增强力量，这与钢铁侠的科技水平差距，恐怕比地球到火星的距离还要远。目前最炙手可热的外骨骼——由以色列ReWalk公司出品的、致力于帮助截瘫患者重新站立行走的ReWalk外骨骼系统，售价高达6.5万美元（约合42万元人民币），看来，除了托尼叔叔还真没多少人能享用呢！

另一方面，飞行器在高速飞行时，表面会因与空气摩擦而产生高温。据驾驶过米格25和SR-71的飞行员回忆，战斗机全速飞行时，座椅会热得烫屁股（最高可达50℃）。虽然钢铁侠的MK装甲是由熔点高达1 600℃的钛合金制成，不会被融化，但高速飞行时，恐怕托尼叔叔那身装甲也会变成穿在身上的烤箱——此时，散热是个大问题。

钛合金材料，吸收和释放热量都比较快，既不隔热也不保温。但是在电影中，钢铁侠曾轻松飞出大气层。我们知道，高度每升高1千米温度下降6℃，假设地面温度是30℃，那么万米高空的温度只有零下30℃。钢铁侠要在这样极端的温差环境中高速切换，没有一套厉害的隔热、保温系统，就算是托尼变异过的身体也很难承受吧！

读到这里，好多可可豆是不是很失望，原来我们离穿上钢铁侠装甲还有好长的路要走。别灰心，其实我们已经踏出第一步了，至少在飞行这件事上——新近研发的飞行背包（Jet Pack）已经可以让我们飞起来了。感兴趣的可可豆们快去搜索一下吧！