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“大白”离我们有多远

      ①“你好，我叫大白，是你的私人健康助手，在你嗷地叫一声的时候，我会察觉出你需要医疗护理。”这是《超能陆战队》里大白出现的场景。这个腿很短、软绵绵、喜欢“抱抱”的充气医护机器人，不仅憨态可掬，萌值爆表，更有不少酷炫技能，电影一上映俘获众多影迷的心。可是这个“萌萌哒”大白究竟离我们的现实生活有多远呢？

      ②事实上“大白”并不是那么乌托邦的。不管是它的外形、动作，与人交流时的反应，还是它所拥有的贴心服务功能，离我们的生活都并不遥远，都可以在现实的机器人实验室中找到出处。

      ③大白的外形灵感源自于卡内基梅隆大学的软机器实验室，在这个实验室中，机器人都是用可拉长可膨胀的材料制成，有点像人们在危急的情况下所穿的正压衣物。这样的设计，使人们在受到伤害时，不会被机器人坚硬的外表割伤或碰伤。

      ④而大白可爱的动作和面部表情也是有原型的，麻省理工学院的媒体实验室在2011年发明了一种叫做Boxie的纸板机器人，电影制作者很喜欢Boxie灵活有趣的一面，就在大白的设计中借鉴了Boxie的外貌特点，例如那两个圆圆的眼睛。

      ⑤至于本田汽车公司制作的机器人Asimo，则在人机交互上为大白的设计提供了参考。制作团队将Asimo与人类交流时的反应与“性格特征”移植到了大白身上，一开始大白略显呆萌的反应便是这一设计的体现。

      ⑥迪士尼将这些现有机器人的优势集合起来，给我们带来了一个外形完美的大白。但其实大白的服务功能接近现实也是可以实现的。从一个技术者的角度看，大白的设计切中了当今科技界两个热点：机器人和医疗健康领域。

      ⑦在医疗功能上，日本的医疗机器人为大白的设计提供了太多参考。大白的“熊抱”的设计则来源于一款名为RIBA-II的人体交互助理机器人，目前该款机器人已研发出了第三代Robear，轻巧灵活，可以抱起最高80公斤体重的病人，带有滚轮的腿也可以扩展或者弯曲，新的智能橡胶电容触觉传感器和力矩传感器也让Robear在托举病人时更加温柔。此外，大白灵活的手部动作极似日本早稻田大学发明的模拟人类护工的机器人。这种机器人的手指甚至可以捡起吸管、挤番茄酱，预计在今年就会投入使用，用来照顾老人和病人。

      ⑧美国的医疗机器人研究则为大白提供了长期跟踪一个患者的生活，监督其生活习惯的功能。美国一家老牌移动医疗公司，与他们的战略投资方一手打造了“远程医疗机器人”系列。这些机器人发挥着巨大的作用，例如他们可以在社区医院、患者家、病房等地方发挥医生替身的作用，只需要一个医生远程控制机器人。

      ⑨总而言之，大白身上，既有着现代机器人研究的缩影，更蕴含着科学家们对未来医疗的疯狂猜想。可植入传感器、仿生骨骼、基因排序、个性化精确药品，其中一些将会慢慢成为现实。科技延伸了头脑，也会武装起我们肢体，生活在一个离科幻小说越来越近的世界里，对未来医疗的畅想不那么遥远，或许也不那么疯狂。

会飞的火车

    ①我们通常所见到的火车都是有轮子的，但也有一种会“飞”的火车，它不需要轮子就可以在轨道上行进，这就是磁悬浮列车。磁悬浮列车的发明者是海曼·肯佩尔。

    ②海曼·肯佩尔出生在位于德国与荷兰边境的下萨克森州的一个小镇拉腾。一天，肯佩尔异想天开，希望火车也可以像天上的飞机一样，没有轮子就能够飞行于地面之上。他为了实现自己的梦想，努力钻研电学知识。功夫不负有心人，最终他从电磁铁的特性中获得了灵感。

    ③大家都非常熟悉磁铁，磁铁具有同性相斥、异性相吸的特点。如果是电磁铁，断开电源，铁芯由于没有了电流立即去磁，肯佩尔想，如果把很多电磁铁装在火车上及地面的轨道上，这样火车就会因为它们产生相互排斥的力量而悬浮起来，如果再找到可以令悬浮的火车前进的方法，那火车就可以抛开轮子了，而且这样的行驶速度会远远大于普通火车。

    ④因此，肯佩尔开始在自己家的地窖里创造高速火车模型。他把发动机的部件——转子（转子是电动机的转动部分，由转轴、转子铁芯、转子绕组、风扇等部分组成）和定子线圈（定子是电动机的不动部分，由定子铁芯、定子绕组和机座等构成）平铺在地面上，并且让10万赫兹的振荡电流通过它，果然和预想的一样，电磁力使火车模型悬浮了起来。1934年，肯佩尔申请并获得了磁悬浮列车专利。

    ⑤1969年，第一台磁悬浮列车在德国研制成功。

    ⑥1974年，日本研制出小型碰悬浮列车，并于1985年在国际科学技术博览会上进行现场表演，总计约有11万人次试乘。

    ⑦1994年，世界上第一条从柏林到汉堡的磁悬浮列车铁路正式开始动工修建。运行于其上的列车速度快于高速列车2/3，而票价则与高速列车相差无几。

    ⑧我国已经在上海至杭州建造了一条磁悬浮铁路，全长170千米，列车速度可达500千米／小时。乘客乖超高速磁悬浮列车，仅需20分钟就可从上海到达杭州。

⑨磁悬浮列车的发展前景十分美好，如今，它正期着超导磁悬浮列车和真空隧道磁悬浮飞车方向发展。超导磁悬浮列车用的是没有电阻的超导电磁线圈，即使经过很长时间，电流量也不会衰减，又进一步提高了列车速度。真空隧道磁悬浮飞车是设想修建一条长距离被抽成真空的地铁隧道，由于运行中几乎没有空气阻力，列车速度可达2.3万千米／小时。当理想变成现实以后，磁悬浮列车便会真的飞起来。

（摘自《科学百科大讲堂》2018年3月版）

从”天宫”归来，神十五飞船返回舱有话对你说(节选)

亲爱的朋友们，我是神舟十五号飞船返回舱，我想你们已经得知了我搭载着3名航天员成功返回的好消息，相信你们一定是振奋不已，而我的内心也是心潮澎湃，久久不能平静。

首先简单介绍一下我自己吧。我和轨道舱、推进舱相连，共同组成了神舟飞船。和人体结构类似，我也有”内脏”“骨骼”“皮肤”， 甚至”外衣”，我的“皮肤”和”骨骼”是紧密连接的，航天科技集团五院的研制人员把它们叫做”蒙皮+筋”结构。蒙皮类似于”皮肤”，起到舱体密封作用，筋类似于”骨骼”，起到支撑加强作用，而为了让我能够在太空超2009C的巨大温差环境下维持舱内适宜的温度，研制人员还会为我穿上一层特殊的”外衣”——热控涂层。在我的体内，还有 降落伞舱、航天员座椅等产品布局。

至于我是如何成长为这个样子的，都需要经历哪些步骤，可以用6个字”铣”“吹”“卷”“缝”“热”“穿”来简单概括。下面，让我给大家科普一下其中的四个方面吧！

“吹”座椅，护航天地往返

大家都知道，我们神舟飞船返回舱内航天员座椅有着特殊的外形轮廓，航天员坐在其中就像胎儿在母体中的姿态，在强过载冲击下，能够最大程度地减轻伤害。但是好多人并不知道这套座椅是怎么生产出来的。实不相瞒，它们是”吹”出来的。工艺人员常常挂在嘴边的”吹”，其实是一种比较先进的热成形工艺方法，它的学名叫做”超塑成形”。这种工艺方法在约500℃和4个大气压的条件下实现铝板大变形量复杂轮廓零件的整体精密成形。生活中一些豪华跑车的变化流线车身上也有应用。

‘缝”舱体，确保天衣无缝

我的身体是由多个部分组成的，为了保证航天员的安全和舱体密封要求，需要通过焊接的方法实现，而负责焊接的操作者们也常常被称为”铁裁缝”。

其实，要让我的身体”天衣无缝”，难度很大。告诉大家一组数据吧，在我的身上有50余条焊缝，总长度近70米，焊点数量2600余个。为了把我完美打造出来，需要用到10余套工装、70余道工序，上百个零件，会涉及到手工焊和自动焊两种方式。

为了保证焊接质量，焊接时要时刻观察”缝合”质量，因此焊接技能大师们往往一趴就是半天，每次身上都会被汗水湿透。而每当看到美丽的”鱼鳞”状焊接纹路时，我都会在心中为他们的高超技艺点赞！

“热”处理，保持标准身材

西游记故事中，孙悟空经历太上老君的三昧真火，练就金刚之躯和火眼金睛。其实我也需要经历”三昧真火”，这样我的身形会更加标准。

在”塑形”的过程中，我先后经历490- 500℃及160- 190℃的高温历练，使我的骨骼更加健壮。另外，在加工阶段和整舱焊接过程，我的身体会产生内在的不适感，工程师把它称为”残余应力”。它的存在会导致我在任务执行时，产生裂纹、变形的风险，所以他们会设置1-2次”热敷”，采用100-120℃的温度，将我体内的残余应力进行释放，从而保证我在飞行时的良好状态。

“穿”外衣，呵护在轨冷暖

当我与空间站交会对接后，”身体”难免会被其他舱体遮挡，因此表面最低温度可低于零下100℃。不过，有时候我的局部又会持续受到太阳照射，最高可超过100℃。为了给航天员提供合适的环境，研制人员设计出了一款低吸收-低发射热控涂层，并喷涂在我身体表面。我就像穿了一件神奇的银色控温”冲锋衣”，能够在200℃大温差、长期低温及强辐射的太空中，将舱内环境温度控制在18-26℃，自在翱翔。

至于大家好奇的返回舱返回地球后，外表面金光闪闪的样子，那其实就是我们银色外衣在返回地球时，与大气层高速摩擦并氧化变黄后的样子。

介绍了上面这么多，不知道朋友们是否对我的成长经历有了更加深入的了解。回想二十年前，我的五哥(神舟五号飞船)圆满完成我国首次载人航天任务，成为我们”神舟家族”永远的骄傲。那时，还没出生的我，注定会肩负起更新更重的载人航天使命。

六个月前，我们神舟十五号飞船成功与空间站交会对接。那一刻，中国空间站组合体首次形成了由6个航天器组成的”三舱三船”的最大构型，6名中国航天员在太空首次上演”太空会师”。此时，不辱使命、安全回到祖国大地的我，依旧内心激荡、难以忘怀。

如今，中国空间站已全面进入应用与发展阶段。5月30日，我在中国空间站热烈迎接了十六弟(神舟十六号飞船)的到来。相信十六弟在新的征途上，将会悉心守护”博士”乘组，保障他们在新任务、新征程中工作和生活安全。期待几个月后，我们在美丽的地球家园再次相聚。

中国航天科技集团公众号

缺氧气，但不能缺志气

    ①“祖国的需要，就是我的选择！”1958年，21岁的吴天一响应党中央“支援大西北”的号召，带着这句誓言来到青海。

    ②那时的青海，遍地荒漠，满目苍凉。面对艰苦的自然环境，面对肆虐的高原疾病，吴天一像胡杨树一样，把根深深扎在青藏高原，以碧血丹心守护高原人民的生命健康，被藏族群众誉为“马背上的好曼巴（医生）”。每当谈起自己的经历，吴天一总是说：“中国的高原医学搞得好，不是我吴天一有多了不起，而是高原人民了不起，青藏高原了不起。这里，是我科研事业的‘江河源’！”

    ③吴天一清晰记得，一名退伍军人被紧急送到医院，他呼吸困难，脸色发紫，大口大口的白沫从口鼻中喷出……医生们两天两夜没合眼，也没能挽回他的生命。“战场上，敌人的飞机大炮没把我打倒，在高原上得了这种怪病，看样子是挺不过去了！”患者离世前的这句话，刺痛了吴天一的心。

    ④此后，这种要命的“怪病”接连出现。吴天一意识到，这不是寻常的肺炎、肺充血症，而是高原低氧环境中的特发性疾病。当时，国内关于高原医学的研究还是一片空白。吴天一暗下决心，要闯一闯这片“无人区”！经验表明，只有对自然人群的普查率达到90%以上，才能准确掌握疾病的人群分布和患病因素。而在高原上，牧民的毡房动辄相隔几公里，调查之难可想而知。

    ⑤“群体调查，一家也不能落！问题，可能就在这一家。”话音未落，吴天一蹬上皮靴，戴上毡帽，跃上骏马，置着冰雪风沙，向最高最远的地方奔去。吴天一边治病、边调查，这项调查持续多年，覆盖人群达10万。在系统摸底基础上，吴天一首先提出了“高原心脏病”“高原红细胞增多症”等理论，钻研出符合我国实际的高原病防治措施。

    ⑥吴天一写了一篇介绍高原藏族人群的科普文章，发表在《光明日报》上，这篇短文竟给他带来了意外收获。“吴天一，你在美国的父母来电话找你了！”1981年的一天，吴天一刚从昆仑山西大滩考察归来，同事兴奋地告诉他。

    ⑦原来，早在1948年，吴天一11岁时，就同远在美国的所有亲人失去了联系。30 多年来，他独自生活、求学、参军、从医。

    ⑧机缚巧合，大洋彼岸的妹妹翻看报纸时，“吴天一”的名字令她抨然心动。一番辗转联络，电话两端，无尽唏嘘。父母和妹妹向吴天一倾诉相思之苦，呼唤他来美国定居。

    ⑨吴天一渴望团聚，但他放不下晕爱的事业，更放不下肯氮高原和这里的人民。“高原医学只能诞生在青藏高原，我不能离开这里！等攻克‘高原人类适应和高原病防治’的课题后，我再去看望你们！”在给父母的信中，吴天一写道。这又是一次无悔的选择。

    ⑩常年穿行于高山、草地、冰川，吴天一数不清遭遇过多少回事故。如今84岁的他，虽全身曾14处骨折，却步履稳健虽经历两次耳联穿孔、多次白内障手术，却耳聪目明。每年，他都坚持带队到“黄果树”（黄南、果洛、玉树）等地又诊。

    ⑪2021年6月底，吴天一由西宁启程前往北京，参加“七一勤拿”颁授仪式。透过飞机舷窗，他深情凝望着这片扎根63年的土地————昔日的荒山，早已变了模样；天壁滩上，胡杨林蓬勃生长一条条江河，在高原流淌，百折不回，奔向远方……

（选自《光明日报》，有删改）

   ①近日，习近平总书记在给中国农业大学科技小院同学们的回信中指出：“你们在信中说，走进乡土中国深处，才深刻理解什么是实事求是、怎么去联系群众，青年人就要“自找苦吃”，说得很好。新时代中国青年就应该有这股精气神。”这告诉我们，青年人就要有“自找苦吃”、艰苦奋斗的精神。

   ②当下，有许多青年选择扎根乡村“自找苦吃”。河北省滦平县青年包村干部侯忠林就是一个典型代表。从开展森林防火巡视到向村民宣讲相关政策，从检查水体污染到入户指导厕改，从核定危房改造补助标准到督查散煤违规使用······这名青年包村干部要操心的事，远比工作本上的记录更加琐碎。可侯忠林不管多苦都拼尽全力，把每一件小事做好，成为扎根乡村的青年表率。

   ③习近平总书记强调：“无数人生成功的事例表明，青年时代，选择吃苦也就选择了收获，选择奉献也就选择了高尚。”所谓的“苦”，看似是品尝生活的味道，更是对青年人精神的淬炼。人们所说的“年轻就是资本”，并不单单是指青春焕发的身体，还包括乐于吃苦的精神和不怕困难的勇气。温室里长不出参天大树，懈怠者干不成宏图伟业。只有经历过无数困难的磨炼，才能收获成长，不断进步。青年人应该坚信，人生没有白走的路，也没有白吃的苦。

   ④青年“自找苦吃”的过程，正是本领提升、内心充盈的过程。青年在成长的过程中，会收获成功和喜悦，也会面临困难和压力，很可能尝到失败的苦楚。在现实生活中 ， 有些青年人过于计较得失 ， 甚至遇到挫折和苦难就放弃 ， 以致走不长远。与之相反 ， 更多青年人始终保持越是艰险越向前的勇毅 ， 在不断战胜各种挑战中超越自我 ， 最终苦尽甘来。

   ⑤当然，这里所说的“自找苦吃”不是白白吃苦，更不是用吃苦来安慰自己，麻木度日。青年人要在吃苦中锻炼才干，增强斗争本领。不可否认，青年人胜在年轻，但也囿于年轻，毕竟人生阅历、工作经验不足，面对各种错综复杂的局面难免手足无措、进退失据。一滴水的力量虽然微弱，但日复一日、年复一年对着一个点，终能滴水穿石。青年人的成长发展也是如此，唯有秉持一步一个脚印的实干精神和锲而不舍的韧劲，在挫折挑战中迎难而上，在经历风雨后愈挫愈勇，逐渐练就能担事的“铁肩膀”和能成事的“真本领”，才能成为可堪大用、能担重任的栋梁之材。

   ⑥青年人要有“自找苦吃”、艰苦奋斗的精神。只有如此，才能摒弃骄娇二气，争做新时代的好青年，书写无悔青春。因此，在全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴的火热实践中，要做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的青年一代。

（选自2023年5月28日《人民日报》，有删改）