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科技小常識:漫談美國的火星探測(三)
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YST
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文章推薦人 (5)

齋貓
ching
愛台也愛中
egjc888
Xuser

在 這 一 篇 我 們 要 談 的 科 技 小 常 識 是 遙 控 和 機 器 人 。

前 面 我 們 談 過 在 深 太 空 旅 行 的 太 空 船 和 地 球 之 間 的 通 訊 並 沒 有 特 殊 技 術 上 的 難 題 , 距 離 遙 遠 只 不 過 使 單 位 時 間 內 能 傳 輸 的 訊 息 量 變 少 而 已 。

所 以 單 位 時 間 內 訊 息 量 受 到 限 制 只 不 過 使 遙 控 的 方 式 改 變 而 已 , 並 不 能 完 全 阻 止 我 們 從 地 球 發 出 的 遙 控 指 令 , 少 發 一 些 指 令 就 是 了 。

當 遙 控 物 體 距 離 我 們 很 近 的 時 候 ( 譬 如 遙 控 玩 具 ) , 我 們 可 以 發 出 連 續 的 指 令 , 指 揮 被 控 物 體 作 連 續 變 化 。 這 個 被 控 制 的 物 體 不 需 要 有 很 多 智 慧 , 因 為 所 有 的 思 考 行 為 都 由 人 代 勞 了 。 這 些 被 遙 控 的 東 西 通 常 很 簡 單 , 也 很 便 宜 。

當 遙 控 物 體 距 離 我 們 越 來 越 遠 的 時 候 , 連 續 的 遙 控 指 令 就 變 得 不 可 能 了 , 也 沒 有 這 個 必 要 。 人 為 的 遙 控 和 設 計 在 飛 行 物 體 裏 面 的 自 動 控 制 系 統 是 相 輔 相 成 的 。 如 果 被 遙 控 的 物 體 的 智 慧 增 加 了 , 人 為 遙 控 的 指 令 自 然 可 以 減 少 。 譬 如 遙 控 的 無 人 偵 察 機 , 它 可 以 深 入 敵 國 的 國 境 , 根 據 預 先 設 定 的 程 序 執 行 任 務 , 飛 多 高 、 飛 多 快 、 什 麼 時 候 轉 彎 、 什 麼 時 候 啟 動 遙 感 器 和 記 錄 器 、 在 什 麼 狀 況 之 下 作 什 麼 反 應 等 等 通 通 都 可 以 設 定 在 電 腦 的 程 式 裏 , 完 全 自 動 化 , 不 必 勞 人 費 心 。 除 非 指 揮 官 在 偵 察 半 途 時 改 變 原 定 的 計 畫 , 否 則 連 一 個 控 制 指 令 都 不 必 發 。 如 果 設 定 程 式 , 當 燃 料 快 消 耗 掉 一 半 的 時 候 , 就 由 原 路 自 動 返 航 , 你 就 更 不 必 擔 心 它 會 迷 路 , 只 管 去 睡 大 覺 , 時 候 到 了 它 自 然 會 自 動 回 家 。

所 以 距 離 不 會 造 成 搖 控 的 問 題 , 只 要 太 空 船 或 機 器 人 有 足 夠 的 智 慧 , 地 球 上 的 控 制 中 心 只 需 要 偶 而 發 出 簡 單 的 指 令 就 可 以 完 成 任 務 。

火 星 距 離 地 球 遙 遠 , 最 近 的 時 候 , 也 有 八 千 萬 公 里 , 電 波 要 走 四 、 五 分 鐘 才 能 到 達 。 所 以 從 地 球 發 出 一 個 指 令 後 , 至 少 要 等 十 分 鐘 , 才 能 接 到 火 星 傳 來 的 回 答 訊 號 , 回 答 指 令 收 到 並 已 經 成 功 執 行 , 或 指 令 收 到 但 是 執 行 失 敗 , 或 根 本 沒 有 回 音 。 這 時 候 控 制 中 心 才 能 決 定 下 一 步 怎 麼 走 。 太 空 中 心 的 人 可 以 慢 慢 想 , 慢 慢 做 決 定 , 沒 有 時 間 上 的 壓 迫 感 。 指 揮 火 星 上 的 機 器 人 工 作 , 並 不 困 難 , 比 起 指 揮 載 人 太 空 船 返 回 地 球 的 實 時 操 作 處 理 ( real-time operation ) 要 簡 單 和 輕 鬆 多 了 。

現 在 各 國 做 的 機 器 人 五 花 八 門 , 在 火 星 上 面 工 作 的 那 個 機 器 人 並 沒 有 什 麼 特 別 令 人 印 象 深 刻 的 地 方 , 不 過 是 頭 戴 一 個 電 視 攝 影 機 , 能 到 處 走 動 撿 石 頭 , 這 有 什 麼 稀 奇 的 ? YST 有 個 朋 友 在 美 國 做 機 器 人 凱 弟 , 背 著 高 爾 夫 球 杆 跟 著 主 人 隔 著 一 段 距 離 走 , 會 自 己 避 開 水 塘 和 沙 灘 , 也 不 會 撞 樹 , 比 起 火 星 上 的 機 器 人 毫 不 遜 色 。 去 年 中 國 大 陸 南 昌 大 學 研 發 出 一 個 無 導 軌 、 無 導 向 、 無 須 事 先 編 程 式 、 會 自 主 爬 行 、 會 自 動 焊 縫 的 機 器 人 , 不 但 焊 縫 的 技 術 好 , 而 且 執 行 這 些 功 能 全 靠 機 器 人 本 身 攜 帶 的 特 殊 感 應 器 就 能 獨 立 完 成 , 在 技 術 上 比 火 星 上 的 機 器 人 有 過 之 而 無 不 及 。

至 於 火 星 上 的 機 器 人 很 耐 用 , 工 作 幾 乎 一 年 後 還 能 繼 續 工 作 , 這 並 不 奇 怪 。 電 子 零 件 的 天 敵 有 兩 個 : 一 是 輻 射 , 二 是 高 溫 。 這 兩 個 條 件 在 火 星 上 都 不 存 在 。 火 星 距 離 太 陽 是 地 球 的 一 倍 半 , 輻 射 量 不 到 地 球 的 一 半 ( 輻 射 強 度 和 距 離 的 平 方 成 反 比 ) ; 火 星 上 的 平 均 溫 度 是 零 下 五 十 度 。 只 要 遠 離 太 陽 , 電 子 壽 命 就 會 長 。 記 得 第 一 個 飛 出 太 陽 系 的 太 空 船 , 當 它 飛 出 太 陽 系 的 時 候 , 它 的 電 子 設 備 已 經 工 作 了 十 五 年 , 當 時 仍 然 能 夠 繼 續 工 作 。

YST 第 三 個 揭 開 的 神 祕 就 是 火 星 探 險 所 需 要 的 遙 控 技 術 和 機 器 人 的 可 靠 性 一 點 都 不 困 難 。 遙 控 是 緩 慢 的 零 星 指 令 , 一 點 都 不 難 。 機 器 人 的 可 靠 是 因 為 火 星 離 太 陽 比 較 遠 , 所 以 輻 射 小 , 溫 度 低 。 對 機 器 人 的 生 活 環 境 , 火 星 比 地 球 還 好 , 機 器 人 在 火 星 上 的 壽 命 超 過 一 年 , 有 什 麼 奇 怪 嗎 ?
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