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进博会上的“黑科技”,离我们日常生活还有多远?

来源:蝌蚪五线谱作者:蝌蚪君

能让皮肤感受到虚拟世界里的触碰,能根据电信号改变汽车外观,还能让机器人自己判断乒乓球的落点……第九届中国国际进口博览会上,一批前沿科技展品集中亮相。


第九届进博会展馆。

第九届进博会展馆。(图片来源:新华社)

从触觉交互到人工智能,从医疗设备到6G通信,这些技术看起来离日常生活并不遥远,却也让人产生疑问:有的技术已经进入医疗和消费产品,有的还停留在样机或特定场景演示阶段。它们分别靠什么工作?从展台走向实际使用,又各自还缺哪些条件?

让皮肤“看见”信息,设备也能改变外观

我们认识世界,离不开视觉、听觉和触觉。手机和电脑主要通过屏幕、声音传递信息,但如果设备还能把信息转化成触感,人与数字世界的互动方式就会多出一种可能。


上海进博会创新孵化专区,观众正在体验触觉可穿戴设备。

上海进博会创新孵化专区,观众正在体验触觉可穿戴设备。(图片来源:澎湃新闻)

本届进博会展出的一款触觉可穿戴设备,尝试通过压力、振动等刺激,让皮肤感受到不同的触觉反馈。它可以嵌入手环、手套、贴片等载体,未来有望用于虚拟训练、远程操作和辅助交互。

这背后涉及人体的触觉感知机制。皮肤中分布着不同类型的感受器,帮助我们感知压力、振动、冷热等变化。其中,压力和振动会使相应的感受器产生反应,形成神经信号并传向大脑。一些触觉设备正是通过对皮肤施加振动或压力,模拟部分触感。

比如,远程操作人员触碰虚拟物体时,设备可以通过不同强度的压力或振动提供反馈,让操作者感知接触状态。不过,机器产生的触觉并不等于真实触摸。要模拟柔软、粗糙、滑动等复杂感觉,还需要更精细的刺激控制,也要解决设备舒适度、响应速度和成本问题。


进博会创新孵化专区展示的可变色车身。

进博会创新孵化专区展示的可变色车身。(图片来源:澎湃新闻)

另一项展品,则让汽车外观有了更多变化的可能:电子墨水车身。它的原理与电子阅读器使用的电子墨水类似。材料内部包含带不同电荷的微小颗粒,施加不同的电场,可以让不同颜色的颗粒移动到靠近表面的位置,从而改变人眼看到的颜色或图案。

许多电子墨水显示材料在改变画面时需要用电,保持已经显示的图案时通常无需持续供电。不过,控制电路等其他部分仍可能耗电。

当这项技术应用到汽车上,车身颜色和图案便可以根据需要变化。它还被探索用于辅助车辆热管理,但要用于实际车辆,还需要验证显示材料在日晒、雨雪、温度变化和刮擦等条件下的耐久性,并考虑成本、维修和车辆管理要求。

从触觉反馈到电子墨水,这些技术都在做一件事:让设备不再只是信息的显示工具,而是能够以更多方式与人和环境互动。

AI不只会回答问题,还要学会感知和行动

近几年,大众熟悉的人工智能应用,往往是处理文字、图片和声音。与此同时,研究人员也在持续探索,让人工智能通过机器人等设备感知环境、完成现实中的任务。


乒乓机器人

乒乓机器人(图片来源:中新网)

本届进博会现场,一种AI自主决策乒乓机器人可以与人对打。它需要通过视觉系统识别乒乓球的位置和运动状态,预测球的飞行轨迹,再规划击球动作。球速和落点不断变化,机器人必须在很短时间内完成感知、判断和执行。

这其实是一套连续的反馈过程:摄像头等传感器负责收集信息,算法分析球的运动状态并预测落点,控制系统再指挥机械结构完成动作。击球之后,系统还要根据新的画面调整下一步决策。与提前编排好的动作不同,自主决策要求机器人能够根据环境变化实时作出反应。

不过,从场地固定、任务明确的乒乓球对打,扩展到物品位置经常变化、任务随时可能调整的环境,还需要更强的环境理解、灵巧操作和异常处理能力。


人形机器人在第九届进博会国家展中国馆演示茶道。

人形机器人在第九届进博会国家展中国馆演示茶道。(图片来源:新华社)

另一方面,茶道机器人展示了人工智能与精细操作结合的另一种可能。泡茶包含取茶、注水、控制水量和冲泡时间等一系列步骤。机器人可以按照预设流程完成这些动作;如果还要适应茶具位置变化、调整注水量,或处理操作中的意外情况,就需要相应的感知和调整能力。现场演示体现了哪些能力,还要看具体系统的设计。

从医疗产品到未来通信,落地路径各不相同

医疗科技是观察技术落地过程的一个窗口。本届进博会展出的一款医用粘合膜,在全球首发前已经取得二类医疗器械注册证。它是一种透明的医用薄膜,据展台介绍,即使创面存在血液或渗液,也能保持一定的粘附能力,透明材质还方便医护人员观察伤口。


医用粘合膜。

医用粘合膜。(图片来源:新闻晨报)

这类材料要解决的核心问题,是如何在复杂的创面环境中保持稳定粘附,同时满足安全性和生物相容性要求。所谓生物相容性,就是材料与人体组织接触时,不应引起不可接受的毒性或不良反应。取得注册证意味着产品获得了相应市场准入,但具体适用范围仍要以注册信息和产品说明为准。


脑机接口闭环生态系统。

脑机接口闭环生态系统。(图片来源:澎湃新闻)

还有一项容易被误解的技术是脑深部电刺激。它通过植入电极向特定脑区释放电脉冲,调节异常神经活动,可用于部分帕金森病等运动障碍患者,帮助改善震颤、僵硬等症状。部分新型系统还尝试根据采集到的神经信号动态调整刺激参数,形成闭环调控。它并不是读取想法的“读心术”,也不等于让人用意念控制机器,而是一种神经调控治疗技术。


高通6G终端原型机。

高通6G终端原型机。(图片来源:澎湃新闻)

与已经有临床应用基础的医疗设备相比,6G终端原型机距离普通消费者更远。它主要用于验证未来通信技术,但一代移动通信要真正商用,不只是手机终端需要升级,还涉及通信标准、频谱资源、基站设备和网络建设,以及芯片和应用生态的配套。原型机能够完成技术测试,并不意味着6G手机很快就会上市。

把这些展品放在一起看,会发现科技走向生活有不同的路径:有的通过医疗器械注册进入临床应用,有的还在探索新的使用场景,有的则需要整个产业链共同推进。技术能否落地,不仅取决于原理是否先进,还要看它能否稳定、安全地工作,是否真正解决现实需求,以及成本和使用门槛能否被接受。


本届进博会有162个国家、地区和国际组织参与,4142家境外企业参展,展览总面积首次突破44万平方米。

本届进博会有162个国家、地区和国际组织参与,4142家境外企业参展,展览总面积首次突破44万平方米。(图片来源:央视新闻)

进博会让我们提前看见了未来生活的许多可能。但一项技术被展示出来,只是故事的开始。真正值得期待的,不是展台上的科技有多炫酷,而是它经过反复验证之后,能否切实解决生活中的问题。


进博会部分产品目前应用阶段一览表

进博会部分产品目前应用阶段一览表


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作者:蝌蚪君
审核:刘颖 李培元 张超 杨柳
审核专家:兰名荥 北京邮电大学数字媒体与设计艺术学院副教授,信息通信全国科普教育基地副主任


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