会思考的机器人、用水做燃料的宇宙飞船、多年生的麦子、能“感觉”到苍蝇落下的人造皮肤……这些科学家的研究和发明各有所长，但都与众不同，充满野心。

　　欧文·霍兰德

　　思想者机器人

　　欧文·霍兰德的机器人一点都不可爱。它只有一只乌贼似的大眼球，配上热塑性塑料制成的惨白骨架，还有卷成一团、暴露在外的机械内脏，看上去就像是《太空堡垒卡拉狄加》里塞隆人(C ylon)的上半身。

　　如今的机器人都不同凡响，本田研制的A sim o机器人会翻跟斗，iR obot公司推出的R oom ba家居清洁机器人能钻到沙发底下打扫卫生，霍兰德的机器人对这些花活一窍不通，任何时候都没机会参加商业表演，但他信心满满，理由是它将能完成更加惊人的任务：思考。

　　在人工智能和机器人技术领域，“思考”是一个难以捉摸的词儿。“机器人制造本质上是一门工程学，在这个领域研究机器意识，你是走不了多远的。”坐在英国苏塞克斯大学的实验室里，从心理学转攻机器人制造的欧文·霍兰德侃侃而谈，“但我都快退休了，不在乎这个。”他设计的这个ECCE机器人 (Em bodiedCognitionina Com pliantlyEngineeredR obot，指该机器人不但在工程学上适应性好、顺从性强，而且表现出类人的认知能力；同时，“ecce robot”也有“瞧！机器人”的双重含义)，就是通过一个“仿人”的“人体结构”来实现认知，其椎骨、肌肉和肌腱都与真人相仿。霍兰德说，EC C E机器人那松软的身体“没有内在的固性”，“如果我们关了电源，它会瘫软成一团，跟你我一样。”而这就是设计的创意所在———知道如何控制这一系统，你可能就明白了大脑是如何控制人类的身体的。

　　为此今年霍兰德打算升级ECCE机器人，给它配上张力传感器，让它具备本体感受(也就是能够说出自己身体各个部件在哪里的能力)，再配上微软的体感交互式立体游戏控制器系统K inect，使它具备深度知觉。霍兰德的目标是让机器人与环境有更好的交互作用，他认为这是意识产生的基础。

　　那么，是不是到振臂欢呼我们的 “机器人之王”诞生的时候了？还没那么快。也许最后，E C C E机器人可以旋转着“走”进一个房间，看到桌上滚着一个球，伸手把它捡起来。“前提是我们的控制系统没有崩溃和烧坏，”霍兰德说。只是，如果ECCE机器人真的可行，它的身体将跟我们的相似，那么它一定会下意识地将自己的身体与我们的身体进行比较，这也是顺理成章的事儿，因此，希望以后几代E C C E机器人的外表能有所改进———就像弗拉京(frakking)烤箱那样，酷毙了。

　　布莱恩·迈克奈尔

　　太空牛仔

　　在一般人的观念里，将人类送往另外一个星球是一段昂贵、危险、不太舒适，而且依照目前的技术难以实现的旅程。但是电信大亨布莱恩·迈克奈尔认为他找到了解决之道：只要加水就成。

　　在《英国星际学会志》上发表的一篇文章中，身为工程师和太空迷的迈克奈尔说，他的水能“太空梭”可利用现有技术，以不到10亿美元的成本，将宇航员送往火卫一。要把人送到火星，最便宜大概要300亿美元，约为美国宇航局年预算的两倍，相对于发射人造卫星或者送机器人上去的成本，可以说是一笔天文数字。但就太空旅行而言，重量是与成本成正比的，为了保证宇航员的生存，以及把他们安全送回地球，你得同时发射很多饮用水，那玩意真的很重。同样，推送着飞船穿越茫茫太空的火箭的化学燃料也不轻。“这是一个非常花钱的事业，”迈克奈尔说。“要脱离纸上谈兵，落到实处，谈何容易。”

　　迈克奈尔的计划解决了燃料问题。在太空中，飞船不需要利用瞬时能量来加速，它们可以随着时间的流逝自行加速。这意味着它们可以使用比较经济的电热推进系统 ———环地轨道设备常用的动力。这些设备的发动机用微波把气体加热到高温，然后推动气体通过一个喷嘴，产生冲力。它们使用的燃料是什么？水。在太空飞梭上，这些水可以用来浇灌菜园、花园，为宇航员解渴，也可以形成一道屏障，阻挡外太空防辐射，最终它将用作燃料，以补偿自身重量带来的运载成本(可将维持整个旅程所需要的水以冰冻形式储藏在船体内)。人们可以使用较小的火箭先把太空梭送往环地轨道，然后转而使用水驱动方式。这种技术较为简单，现在已经存在。

　　虽然听上去既先进又优雅，但就目前来说，迈克奈尔的设想还有些乐观。不过，向来知难而进的他准备启动一种类似X大奖的竞赛，由Lam inar Research资助，以改进技术，提高知名度。因为对太空旅行来说，最难迈出的就是第一步。

　　玛拉·斯皮瓦克

　　蜜蜂皇后

　　最近几年，一种名为蜂群衰竭失调(CCD )的奇怪病症开始在蜜蜂王国里蔓延：这种综合症会使蜂群里的工蜂突然死去，只剩下孤零零的蜂王在蜂箱里做垂死挣扎。关于此病来源，人们说法很多，其中之一就是瓦螨。这是一种长着八条腿的小寄生虫，以吸蜜蜂的血为生，还会把卵产在蜜蜂卵里。鉴于蜂群每年损失大约 30%到40%(2008年，CCD导致美国失去近36%的商业蜂箱，法国、比利时、意大利、葡萄牙和西班牙的蜂箱也面临威胁)，科学家和商业集团不惜一切代价寻找能够帮助这些“花媒人”存活下去的办法。

　　怎么办？玛拉·斯皮瓦克的想法是：如果不能击败正在大批杀害蜜蜂的疾病和害虫，那就试着培育出更好、更强壮的蜜蜂吧。斯皮瓦克是明尼苏达大学一名昆虫学者，是麦克阿瑟“天才基金奖”(号称“美国的诺贝尔奖”)获得者，她培育出了一种可对抗雅氏瓦螨的“超级蜜蜂”。

　　斯皮瓦克实现突破的方法非常酷。她首先用液氮将一小部分蜜蜂幼虫杀死在蜂蜡封住的六角形孵化巢房内，然后静静等待。在一些蜂巢中，蜜蜂永远不会打开这些巢房，将幼虫尸体清理出去。但是在一些有洁癖的蜂群里，尸体会在24小时或者更短时间内被清走。斯皮瓦克要挑选的正是具备这种特性的蜜蜂。她找到一批这样的蜜蜂，取名为明尼苏达卫生蜂。在明尼苏达卫生蜂蜂群中，一旦有雅氏瓦螨入侵，蜜蜂就会赶在雅氏瓦螨的幼虫孵出及繁殖之前，打开孵化巢房，清理出被感染的蜂蛹，这是一种自卫式还击。

　　然而，商业养蜂人却不太情愿亲自挑选出这样的蜜蜂来。斯皮瓦克不得不到田野里，跟养蜂人一起工作。她离开了实验室，到加利福尼亚州——— 美国商业养蜂业中心——— 整整忙活了三年。

　　目前，不少养蜂人利用她发明的冷冻法挑选及培育卫生蜂。斯皮瓦克派出一名学生，确定了大约2000个这样的商业蜂群。他们的目标是将强壮的蜜蜂与生病的蜜蜂分开，将卫生习惯最好、最喜欢打扫的蜂群与最抗病的蜜蜂结合起来，培育出新的蜂种。斯皮瓦克现在专注于研究蜂胶——— 这种树脂状物质含有特殊的抗菌、杀菌成分，野生蜜蜂会把它涂在蜂巢内部，作为集体免疫系统使用——— 也许它会为培育出更好的蜜蜂指明道路。

　　艾德·亚当斯和丹·米勒

　　雪地爆破手

　　如何弄明白雪崩是怎么一回事？最好的办法莫过于亲自引发一次雪崩。艾德·亚当斯和丹·米勒就是这么做的。他们是蒙大纳州立大学的土木工程师，经常滑雪进入一些荒僻无人的地方，用炸药测试新的雪崩预防方法。很多雪地巡逻救生人员会提前炸掉一些雪堆，以防它们积聚下去引发雪崩，但他们并不总是做得很好。如果爆破地点选得不对，更可能发生滑坡。2008年以来，在美国，在原以为控制住险情的地方发生的雪崩已经掩埋了至少26人，其中7人遇难。

　　对于这种危险，亚当斯和米勒深有体会。到蒙大纳州立大学攻读工程学博士学位之前，亚当斯在犹他州滑了好几年雪；而出生于蒙大纳州的丹·米勒基本上是在滑雪撬上长大的。亲眼看着亚当斯进行了几次实验后(有一次，亚当斯故意把自己困在一个小房子里，然后在屋顶上制造了一次雪崩)，米勒觉得自己可以转行帮亚当斯一起干。“这些都是那种‘别在家里尝试’的危险行为，但我尽量告诉自己我们是安全的。”亚当斯说。

　　如今他们的试验没有那么初级和小儿科了。他们在研究霜层，这些冻结的灰白色物质被雪压住后会变得粉碎，进而引发雪崩。一般来说，雪地巡逻人员会使用直接爆炸的办法摧毁霜层，但米勒认为，更好的办法是用冲击波来将整个雪堆压实，他使用传声器加速计来测量爆破实验造成的冲击波(他的日常工作是为空军进行超音速地面测试)。

　　他们发现，总的来讲，炸弹放置地点比爆破规模更加重要。雪堆里含有的空气就像减震器，有缓冲作用。他们还发现，把炸药安放在竹竿上，能让冲击波有更多时间向外扩张，作用于更大范围，把积雪压得更实。峡谷的两壁是很好的放大器。“我们认为这解决了最基本的问题，”米勒说：“目前还没人发现这一点。”当然，除了研究的乐趣，一边引爆炸弹一边从难度极高的双黑道上滑下，也是美妙的享受。

　　韦斯·杰克逊

　　种植高手

　　一万年来，人类耗尽了地下水，污染了土地和海洋，把曾经肥沃的原野变成了贫瘠的荒地——— 而这都是为了能种点吃的。植物遗传学家韦斯·杰克逊希望改变这一切，他的计划是：培育出多年生农作物，让农业重新焕发生机。

　　杰克逊认为，传统农业几乎所有问题都源于一个事实：农作物是一年生的———在一年之内，它们发芽、生长、结出果实，然后死掉。每季都要重新种植，撕碎了土地，扰乱了脆弱的土壤生态系统。但我们不能简单地责怪20世纪的“大农业”或高投入、高产出的“绿色革命”，要怪只能怪新石器时代那个率先省下一把种子撒到地里，而没有把它们放到锅里煮了吃的人。

　　最初的农民“驯化”的都是一年生作物，比如小麦、玉米、大麦、小扁豆、豌豆，这些作物种子最大，产量也最高，但它们只是“寄生”作物，对环境回报有限。只有多年生植物才会生长出发达的根系，造就健康的土壤，能保存水分并循环利用养分(秋天收割之后，春天它们又会从根部重新长出来)。只有多种多样的物种共同生活在一起，自然界才处于最佳的运转状态。但我们的做法却是让遗传意义上同质的作物覆盖了大片土地，而且我们还犁地、喷药、施肥。杰克逊认为，现代农业这样的做法是无法持续发展的，“不来一次新的绿色革命，我们将毁掉整个土壤。”

　　因此，过去30年来，杰克逊都在寻找替代方法。他在堪萨斯州萨利纳成立的土地研究院现在蓬勃发展，吸引了不少拥有博士学位的科学家。研究院里有可以抵御龙卷风的种子储存设备，有种子分拣机器人，也有相应的研究计划。杰克逊说，最近培育的“克恩莎”(小麦的亲缘植物，多年生)在10年内就可以投入实际种植；一种多年生的向日葵和耶路撒冷洋蓟杂交品种也在培育中，产量尚待提高；伊利诺斯合欢草(一种美国本土豆科植物)或许会成为最先被驯化种植的多年生豆科植物之一。毕竟，同1万多年土地耕种的漫漫历史相比，再进行30多年的努力也是值得的。

　　鲍哲楠

　　皮肤制造者

　　一个人得脸皮很厚才能在这个疯狂的世界好好生活下去，但是皮肤又必须保持高度的敏感性。今时今日，因为有了铝合金和碳纤维等材料，制造机器人和义肢面临的初步问题已经解决。但是脸面问题呢？要知道，没有什么覆盖物可以与真正的皮肤媲美———人类皮肤的触觉敏感度很难再创造，特别是大面积柔韧的表层。(南方都市报 www.nddaily.com SouthernMetropolisDailyMark 南都网)

　　化学家鲍哲楠立志解决这个问题。她一直在研发“压力像素”，它由可以伸缩、尺寸微小的有机场效晶体管制成，别小看这种弹性的薄片，它融合了硅片设计和纳米制作领域40年来的尖端科技。去年，鲍哲楠在斯坦福大学领导的团队精心地将一种名为聚二甲基硅氧烷(简称PDM S)的聚合体片插入有弹性的电极内，创造出了“电子皮肤”。当你施加压力，PD M S便会收缩，引起可以测量的电容变化。理论上说，这种材料可以“察觉”3帕斯卡那么小的压力(大约与一只苍蝇站在上面的压力相当)，而且感应速度很快，苍蝇每迈出一步，它都能觉察到(PD M S存储电荷的能力与其厚度直接相关。几年前，由东京大学的染矢高雄领导的研究人员曾利用这一特性，把PD M S作为柔性有机晶体管中的绝缘层，使其起到压力传感器的作用。但这些传感器具有局限性：当受到压缩时，PD M S分子改变构造，并且它需要时间恢复到原始状态。鲍通过模仿竖立在可触面上的聚合材料的微柱阵列来解决这个问题。这种设计允许材料弯曲并迅速回复到其原始形状，这意味着有可能进行接二连三的压力测量。)

　　鲍哲楠的目标是让人造皮肤可以完全摸拟人类皮肤的功能，但“这还需要很长时间”。高度敏感的人造皮肤应用很广，它可以成为烧伤皮肤移植手术的材料，给假肢以触觉，使它能够掌控小件物体，帮助机器人在拿起精巧的物品时不碰坏它们，或者用来制作遥控外科工具，使得外科医生不仅能看到，还能感觉到他们正在探索的内脏。

　　最酷的是，人工皮肤可以走得更远，而不只是停留在复制人类皮肤功能的水平上。“我们可以引进超越皮肤之外的其他功能，”鲍说。比如制作化学传感器———可以帮助美国交通运输安全署安检人员“摸”到火药的手套，或者制作生物探针，如果义肢与人体的接触点受到感染就能检测到。此外还有远程性爱的应用，等等。目前，鲍哲楠和其他研究小组正专注于开发新的传感材料，提高其信号处理能力。鲍说，人工皮肤与人类神经系统的全面融合“还十分遥远”，“但是随着技术的进步，你可以看到它们逐渐融为一体。”

　　编译：Dawn