用「足球場大」離心器把衛星甩進外太空 每小時速度達7200公里
▲衛星竟有機會透過離心機發射出去。(示意圖/pixabay)
北京清華大學的企業科學家彭天放先前針對2月的硬科技發展,提出了《硬科技報告》。報告中有2項重要進展,其一是讓衛星靠着離心機,向外太空發射;另一則是卷積神經網路計算第一次完全靠着憶阻器硬件來完成。雖然兩者都仍需要一段時間繼續研究、測試,但已是一大推進。
彭天放的《硬科技報告》提到了2項硬科技的重要進展,第一個是「把衛星『甩』進太空」,以往如要發射衛星,都會仰賴火箭,不過據美國雜誌《連線》指出,美國一家初創公司打破傳統,試圖在地面架設巨大的離心機,將衛星「甩」到外太空中。
離心機可以透過高速的旋轉來產生離心力,並將較重的物體向外甩出。美國的那家初創公司預計建造比足球場還大的離心機,藉由幾十公尺長的旋轉機械臂,將物體「甩」往外太空。根據計算,這個離心機可以將100公斤的物體甩到距離地面60公里的高空,且速度每小時高達7200公里。
▲衛星以往多仰賴火箭發射至外太空。示意圖,與本文無關。(圖/記者楊鈞典翻攝)
雖然距離地面60公里的高空還沒抵達衛星軌道,但60公里處的空氣稀薄、阻力較小,因此可以再點火,讓物體繼續爬升至外太空。傳統火箭在升空時,離地面0至30公里的這段高度,空氣阻力最大,需要耗費最多的燃料,因此即便使用離心機仍需要火箭幫助射往外太空,但可以大幅降低成本。
使用離心機不但可以大幅降低成本、節省燃料,還可以讓火箭的設計簡化,傳統火箭原先至少要200噸,但使用離心機後,則只需要200公斤左右的火箭即可,且這個方式的速度會比以往更快。
不過,在離心機發射的瞬間,衛星要承受的加速度比傳統火箭發射的方式高出500倍,現在還沒有太空設備能夠承受這樣的衝擊,因此這個想法仍極具挑戰性,目前仍處測試階段。
《硬科技報告》提到的第2項重要進展則來自芯片領域,據雜誌《自然》的一篇文章指出,清華大學的團隊首次透過憶阻器芯片,進行人工智能算法的運算,有着很大的突破。
▲人腦被多數科學家認爲是「存算一體化」。(示意圖/達志影像/美聯社)
雖然目前仍不清楚人腦的計算方式,但許多科學家都認爲,人腦很可能是「存算一體化」,可以運算,也可以存儲。憶阻器有別於一般的芯片,不但可以用來計算,還能存儲,因此非常適合模仿人腦的計算方式,只是這樣的計算設備耗能高,當然仍遠遠不及真正的人腦。
人工智能最基本的就是卷積神經網路運算,這個憶阻器芯片實現了高達96%的準確度,雖然仍有誤,卻是首次沒有仰賴其餘輔助器材就達成,已經在實用性的里程碑跨出一大步。然而目前憶阻器仍需要再多幾年的時間繼續研究、發展,短時間內還難以商業化。