科技时代(套装共4册)/科学美国人精选系列

要想研究像中微子这样神秘莫测的粒子，没有耐心和毅力是不行的。掌握中微子的秘密，对于进一步理解粒子物理学、天体物理学和宇宙学的相关问题至关重要，正因如此，我们不会止步。 ——阿瑟·麦克唐纳、乔舒亚·克莱因和戴维·沃克 《探索太阳中微子问题》 我们可以预见，基因打靶技术仍将得到不断改进，但现在它已经为操控哺乳动物基因组创造了大量的机会，而仅仅在数年前，这还是完全无法想象的。为了破解复杂生物过程，如哺乳动物发育和学习等背后的机制，研究人员必须竭尽自己的才智，谨慎决定该修改哪个基因，用什么方式改造基因才能得到信息量*大的答案。基因打靶技术极大地拓展了基因操控的可能性，对其*大的限制，或许就是我们有限的想象力吧。 ——马里奥·卡佩基 《改变世界的非凡发现·替换目标基因》 20世纪80年代早期，科学家研究四膜虫的染色体保护机制之时，并不是为了寻找潜在的抗癌疗法。端粒酶的研究提示我们，在探索自然的过程中，没有人能够预测重大发现会在何时何地浮出水面。你永远无法预料自己找到的石头是不是会变成一块宝石。 ——卡罗尔·格雷德、伊丽莎白·布莱克本 《改变世界的非凡发现·端粒、端粒酶与癌症》 整个发现过程就像一个生动的故事，阐释了科学研究的本质。非科研工作者总把科学发现想象成一个客观的过程，只要拥有智力和严谨的逻辑就能解决问题。这种观念低估了错误、偶然的好运和不断的努力在科研中的作用。从课本上的描述中根本体会不到这种追求真理的乐趣！对我们这两位作者来说，尽管分处大西洋两岸，每年只能互访一次，但是密切的合作还是给我们带来了很多这样的乐趣。 ——詹姆斯·罗斯曼、莱利奥·奥利奇 《改变世界的非凡发现·细胞中的囊泡是怎么产生的？》 把机器人的耳朵“叫醒” 在语音识别软件（例如iPhone的Siri）的帮助下，机器人已经能够识别语音命令并对此作出反应。但是，智能设备对其他声音的识别仍然很困难。位于美国波士顿的Rethink Robotics公司的机器人学家约瑟夫·罗马诺（Joseph Romano）解释说：“从某种意义上讲，这个问题其实应该更容易解决，只是目前还没有进行过很多关于环境声音方面的研究工作，环境声音还没有被整合进机器人的反馈回路中。”罗马诺试图让机器人尝试“聆听”除我们人类谈话以外的其他声音。他同美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员合作，编写出了一款名为《怒吼》（机器人操控系统开源音频识别程序）的工具软件，可以让机器人学家训练智能设备对更多种类的声音作出反应。根据于《自主式机器人》期刊上发表的一篇研究文章介绍，该工具软件所需的主要硬件设备仅仅是一部麦克风。 开始进行训练时，操控员首先会让机器人装备的麦克风捕捉周围的声音，《怒吼》软件会滤除其中的静电噪声。接下来，操控员将引导《怒吼》软件来识别一些关键声音。在识别过程中，操控员需要反复进行某一特定动作（例如关门或打开智能手机闹铃），并在机器人“聆听”声音时，为不同的特征音频做不同的标记，以此来实现声音识别训练。*后，在完成一系列训练课程后，《怒吼》软件会对与动作相关的所有声音建立一个通用模型。 该研究团队在一部单臂机器人上安装了《怒吼》软件，用以测试该软件是否可以增强机器人完成特定任务的能力。其中的一个实验设置是让机器人尝试自主抓取并启动电钻。在没有声音反馈的情况下，机器人在20次尝试中只成功了9次；安装了《怒吼》软件后，机器人在做抓取动作后，如果没有听到电钻马达运转的声音，它就会调整动作再试一次，从而将成功率提高了一倍。 该项研究的下一个目标，是确保软件在吵闹嘈杂的环境中也能正常运行。未来的某一天，机器人学家如果能将声音识别成功地整合进机器人的反馈回路中，与视觉识别和触觉识别共同发挥作用，机器人护士就可以迅速应对病人的呼叫，工业机器人也能对生产中的故障及时作出反应。虽然这项技术的研究才刚刚起步，但是罗马诺认为它的潜力巨大。“现在，我们甚至连（这项技术）能做什么都还没有开始探索呢。”他说。