科技報導11月號 443期

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模仿螳螂蝦雙眼 自駕車將更安全

【本刊訊】汽車的自動駕駛系統的市場潛力十足,只要安全獲得保證,自駕車的發展便能邁向一大步。而就在近期,科學家從來自海洋生物獲取靈感,改進自駕車的偵測系統。

根據車輛製造商的不同,自動駕駛汽車利用各種方式獲取周遭的畫面,包括光雷達、相機及衛星定位系統等不同方式。只是,目前普遍所使用的相機對於起霧的天氣的感測功能較差。近期研究指出,一種以螳螂蝦(mantis shrimp)的雙眼為靈感所製作出的相機系統,可望幫助自駕車更好地測量周遭環境。這種新型態的相機擁有大約50萬個感測器,而每個感測器能在畫面中的每一幀(frame)內捕捉來自周遭的亮點與暗點,就如同螳螂蝦的雙眼看世界。

美國伊利諾州大學香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)研究人員表示,盼這項技術能透過模仿動物檢測各種光源強度的能力,以提升照相機的捕捉畫面清晰度。研究人員認為,甲殼類動物的視覺系統可以讓牠們在進出淺水區的黑暗處時,清楚地分辨出明暗區域。

利用獨腳金內酯對抗低重力 太空中竟也能種植植物

【本刊訊】由於外星球的土壤營養成分與地球不同,加上重力上的問題,若要在月球或其他的星球上種植植物,恐難以想像。近期,瑞士蘇黎世大學(University of Zurich)的植物學家表示,一種名為「獨腳金內酯(strigolactone)」的植物激素或許能讓植物順利栽種於外太空及外星環境中,這種激素能夠保持真菌與植物之間的共生關係,即使處於嚴苛的環境中,植物仍然能夠穩定生長。

在外太空栽種植物的想法行之有年,除了NASA外,一些私人太空探索公司也有相同的願景,希望未來有朝一日在其他星球建立殖民地之時,這項技術能夠為太空人解決糧食問題。然而,由於外星球的土壤成分與地球大不相同,甚至有可能當地的土壤營養成分較地球低,因此在當地種植勢必是一大挑戰。當然還有另一種選擇,就是將營養成分豐富的土壤與肥料從地球運送上外太空,但這樣一來將會提高運輸成本。

為解決在外太空種植植物的問題,蘇黎世大學的研究團隊深入探究真菌與植物根部之間的共生關係。在這樣的共生關係中,真菌的菌絲能夠為植物根部提供額外的水分、氮、磷酸鹽及其它養分,而植物也會產生糖分及脂肪作為對真菌的回報。植物與真菌的共生關係是由獨腳金內酯相關的激素產生連結,而對於養分較低的土壤,這樣的互利共生可以增加植物的生長,也因此能夠提升農作物的產量。

克服天氣干擾的超強雷射光 傳遞訊息量更大更安全

【本刊訊】地下的光纖電纜或無線電波,為現今傳遞訊息最常使用的方式;然而時至今日,無線電波技術已逐漸無法滿足龐大的訊息傳播。近期,許多研究開始轉向利用雷射發射器進行訊息傳遞,雖然技術上十分複雜,但其擁有許多的優勢及便利性,如訊息傳送的安全性。一般來說,雷射較無線電波傳遞不易攔截,安全性大增,然而這項尚處於實驗階段的新技術面臨到一個重大問題:雲層的干擾。由於雲層具有厚度與綿密的密度,使得雷射容易受到干擾並被阻擋傳遞。近日,瑞士日內瓦大學(University of Geneva)的研究團隊發表於Optica期刊的一篇研究指出,他們設計出一種雷射裝置,能夠將包含資訊的雷射光射穿雲層。

過去,縱使利用衛星進行無線電波傳遞訊號的功能十分強大,但到了現代,已無法滿足日常訊息的流量。無線電波的長波長會限制傳遞的訊息量,而且無線電波容易遭到攔截,有安全上的疑慮。日內瓦大學沃夫(Jean-Pierre Wolf)教授表示,雷射光的短波長可以攜帶比無線電波多出1萬倍的訊息量,且可以用來進行單一位置的傳輸,這也就代表雷射是項安全的傳遞方式。然而如果天氣不良,雷射會因為雲層的厚度而阻擋傳播,該如何解決這項問題呢?