將熱能顯示為影像的紅外線熱像儀
追蹤紅外線,就可以看到熱能
熱能是什麼?我們通常只將熱能理解為一種溫暖的狀態,就像即使眼睛看不到,但只要我們用手觸摸就可以感受到溫暖一樣。科學中對熱能的解釋是,當物體之間出現溫差時,能量會從一個物體轉移到另一個物體去。當熱從溫度較高的物體轉移到溫度較低的物體時,透過傳導和輻射就可以實現能量的傳遞。
帶有熱能的物體,是以電磁波的形式釋放輻射能。根據物體的溫度,熱能是按照「無線電波<紅外線<可見光<紫外線<X射線<伽馬射線」的順序釋放電磁波的,而探測熱能的裝置就是追蹤紅外線。從廣義上來說,紅外線是一種光線,但已經脫離了人眼可見的光域,又因為它偏向於紅色,所以稱為紅外線。
由於紅外線能傳遞熱能,因此也被稱為熱線。就像人或動物的體溫、汽車引擎的熱氣一樣,會發熱的物體就會釋放紅外線,因此只要使用可以探測紅外線的探測儀,就能用肉眼看見熱能。
協助人們工作的熱像儀
熱像儀是一種探測紅外線,並將之顯示在螢幕上的裝置。透過探測帶有熱能的物體身上所釋放的輻射熱(紅外線),就可以將其轉換成可見圖像顯示在螢幕上,無需額外的照明裝置,也能在暗處觀察周邊環境。軍方為了在暗夜裡觀察四周環境,開發了看得見紅外線的夜視鏡,這個方法就此廣為人知。
最近,利用紅外線探測到的影像經過電腦處理後,可以根據溫度顯現不同的顏色,在辨識上有更進一步的發展。新冠肺炎疫情期間,機場為了在入境旅客中找出發燒的人所使用的攝影機,就是熱像儀。由於熱像儀能穿透煙霧偵測到熱氣,森林大火發生時也會用來尋找火災地點。用熱像儀拍攝建築物或工廠的話,就可以找出熱能外洩點,預防事故的發生。
昆蟲形外骨骼機器人
像衣服一樣可穿脫的外骨骼機器人
人類的骨骼是以脊椎為中心支撐整個身體,其外覆蓋著肌肉和軟組織。而昆蟲的身體裡沒有骨骼,只有堅硬的外殼包裹住整個身體,保護著內臟。像人類一樣,骨骼在體內的稱為「內骨骼」;像昆蟲一樣,由外殼形成的骨骼稱為「外骨骼」,由這一層外殼擔當起骨骼的作用。
外型像人的類人型機器人,內部設計有類似人類的骨骼作為支撐,並在機器各處安裝馬達發揮關節和肌肉的作用藉此行動。但如果將機器人做成像昆蟲外骨骼一般的殼狀,人們就可以在必要時才像穿衣服一樣穿起來使用。根據這個想法製造出來的機器人,就是「外骨骼機器人」。由於它可以穿脫自如,因此也稱為「可穿戴式機器人」。
為需要幫助者提供力量的機器人
目前已研發的外骨骼機器人,都是設計成穿戴在腿上、手臂上或全身的型態,以此強化肌肉力量。在工廠裡工作的勞工如果穿戴了外骨骼機器人,無需堆高機之類的設備就可以輕鬆地搬運重物,也使他們的工作更舒適、安全。軍人穿戴外骨骼機器人的話,就可以攜帶重型裝備高速進行長距離移動。
特別是外骨骼機器人如果能夠普及,將成為老年人或身障人士等需要他人幫助者很大的助力。隨著社會逐漸進入高齡化,能夠照顧老人的照護者越來越少的情況下,如果老年人能穿戴外骨骼機器人自主行動和生活,就能進一步提高社會福利水準。近來,針對全身癱瘓無法動彈的人士,科學家們正在開發利用腦波操縱的外骨骼機器人,受到了大眾的關注。
追蹤紅外線,就可以看到熱能
熱能是什麼?我們通常只將熱能理解為一種溫暖的狀態,就像即使眼睛看不到,但只要我們用手觸摸就可以感受到溫暖一樣。科學中對熱能的解釋是,當物體之間出現溫差時,能量會從一個物體轉移到另一個物體去。當熱從溫度較高的物體轉移到溫度較低的物體時,透過傳導和輻射就可以實現能量的傳遞。
帶有熱能的物體,是以電磁波的形式釋放輻射能。根據物體的溫度,熱能是按照「無線電波<紅外線<可見光<紫外線<X射線<伽馬射線」的順序釋放電磁波的,而探測熱能的裝置就是追蹤紅外線。從廣義上來說,紅外線是一種光線,但已經脫離了人眼可見的光域,又因為它偏向於紅色,所以稱為紅外線。
由於紅外線能傳遞熱能,因此也被稱為熱線。就像人或動物的體溫、汽車引擎的熱氣一樣,會發熱的物體就會釋放紅外線,因此只要使用可以探測紅外線的探測儀,就能用肉眼看見熱能。
協助人們工作的熱像儀
熱像儀是一種探測紅外線,並將之顯示在螢幕上的裝置。透過探測帶有熱能的物體身上所釋放的輻射熱(紅外線),就可以將其轉換成可見圖像顯示在螢幕上,無需額外的照明裝置,也能在暗處觀察周邊環境。軍方為了在暗夜裡觀察四周環境,開發了看得見紅外線的夜視鏡,這個方法就此廣為人知。
最近,利用紅外線探測到的影像經過電腦處理後,可以根據溫度顯現不同的顏色,在辨識上有更進一步的發展。新冠肺炎疫情期間,機場為了在入境旅客中找出發燒的人所使用的攝影機,就是熱像儀。由於熱像儀能穿透煙霧偵測到熱氣,森林大火發生時也會用來尋找火災地點。用熱像儀拍攝建築物或工廠的話,就可以找出熱能外洩點,預防事故的發生。
昆蟲形外骨骼機器人
像衣服一樣可穿脫的外骨骼機器人
人類的骨骼是以脊椎為中心支撐整個身體,其外覆蓋著肌肉和軟組織。而昆蟲的身體裡沒有骨骼,只有堅硬的外殼包裹住整個身體,保護著內臟。像人類一樣,骨骼在體內的稱為「內骨骼」;像昆蟲一樣,由外殼形成的骨骼稱為「外骨骼」,由這一層外殼擔當起骨骼的作用。
外型像人的類人型機器人,內部設計有類似人類的骨骼作為支撐,並在機器各處安裝馬達發揮關節和肌肉的作用藉此行動。但如果將機器人做成像昆蟲外骨骼一般的殼狀,人們就可以在必要時才像穿衣服一樣穿起來使用。根據這個想法製造出來的機器人,就是「外骨骼機器人」。由於它可以穿脫自如,因此也稱為「可穿戴式機器人」。
為需要幫助者提供力量的機器人
目前已研發的外骨骼機器人,都是設計成穿戴在腿上、手臂上或全身的型態,以此強化肌肉力量。在工廠裡工作的勞工如果穿戴了外骨骼機器人,無需堆高機之類的設備就可以輕鬆地搬運重物,也使他們的工作更舒適、安全。軍人穿戴外骨骼機器人的話,就可以攜帶重型裝備高速進行長距離移動。
特別是外骨骼機器人如果能夠普及,將成為老年人或身障人士等需要他人幫助者很大的助力。隨著社會逐漸進入高齡化,能夠照顧老人的照護者越來越少的情況下,如果老年人能穿戴外骨骼機器人自主行動和生活,就能進一步提高社會福利水準。近來,針對全身癱瘓無法動彈的人士,科學家們正在開發利用腦波操縱的外骨骼機器人,受到了大眾的關注。