未来的智能公路

来源 :科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:beauty85123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  如今,我们的家已经被各种智能电器所包围,但是科学家们并不满足于此,他们还想要智能公路。现在,已经有一些智能公路诞生了,我们可以想象,未来的公路将充满各式智能。
路况全知的智能公路
路况全知的智能公路

汽车开过就能产电的公路


  由于气候的变化,以及环保意识的深入人心,科学家第一个想到的就是建造出能够产电的公路。能生产电能的公路并非天方夜谭,早在2013年,美国科学家就已经进行了成功的实验。如今,他们正打算将之应用到实际生活当中。
  产电公路将由一种叫做压电晶体的物质来建造。压电晶体是一种非常有意思的晶体,当它受到压力时,在被挤压或拉伸的情况下,它的两端就会产生不同的电荷,从而生成电流,而这种生电现象被称为压电效应。产电公路生产电能所利用的就是这种效应。
  产电公路的沥青路面下将会埋藏着一层由压电水晶制成的路层。当汽车开过产电公路时,汽车会挤压路面,并挤压路面下的压电水晶,进而生成电流,电流会被运输到附近的住宅或电厂等地。根据2013年的实验,一条近乎满载的1千米产电公路每天所生产的电能,就可以满足105个美国家庭每天的用电。
  有人或许会问,用太阳能电池板来铺造公路,这样的公路的产能是不是更高些?科学家也确实已经建造出了太阳能电池板公路。2016年,世界上第一条太阳能电池板产电公路在法国建造完成,然而不久后,这条公路失去了产电的功能。因为太阳能电池板承受不住汽车所带来的压力而产生形变,所以那条公路刚开放没多久,就被汽车给压坏了。

公路信息全知道的智能公路


  尽管我们如今可以从汽车广播或各种软件那儿获取交通信息和天气信息,但是交通播报具有滞后性:事故发生后,要等交警到达现场才会播报;天气预报则只是一个地区性的预测,并不能精确到具体路段。
  为了使人们获得更为及时的交通信息,而且也得益于无线网络的迅速发展,美国的一家公司正在研制能够直接联网的智能公路。有了这条智能公路,我们能随时随地获得实时的交通信息和天气信息,不管在车里还是家里,亦或在其他地方。
  跟传统公路不同的是,这种智能公路由一个个模块组成,并非一整条。模块依然用混凝土、沥青或高分子材料等制成,模块的内部才是其核心所在。模块四个角分别钻有4个圆柱形的孔,里面装有数据发送器,发送器会把模块接收到的数据直接发送到云端,如果附近的住户安装了相关软件,那么数据也会直接发送到住户家。
压电水晶公路

  模块里还会埋有两块光纤传感层,而模块之所以能知道路况,主要靠的就是它。光纤传感层对压力的变化非常敏感。当汽车压过路面时,传感层就会被激活,然后它会根据压力的变化情况来判断路况。如果传感层感受到了持续不断的压力,那么这就说明堵车了;如果传感层感受到压力变化的频率很高,那么就说明交通繁忙;如果传感层受到了激烈的压力变化,那么这就说明很可能发生事故了……另外,光纤传感层的布局是按照汽车轮胎的排列来布置的,这样,传感层不仅能感知路况,还能感知公路上车的数量。
  模块四条边的中间还分别安装着检测仪,检测仪里安装着极其敏感的天气探测器。探测器能探测周围的温度、湿度和水,然后把数据通过数据发送器传到用户那里,实时告知这条路上的天气情况。
  由于这种智能公路由一个个模块组成,所以较为容易维护和维修。工程师只需把需要处理的模块拆卸下来,换上新的模块就好了。
  鉴于电动汽车的迅速发展,这家美国公司还打算给智能公路多配置一个无线充电的功能。

能加热融雪的公路


  给结冰的公路除冰一直是一个难题,而公路不除冰的话,又很有可能引起一些重大的交通事故,所以科学家们想了各种各样的办法来给公路除冰。目前,科学家大多用盐和防冻剂等物质来给公路解冻,但这些物质不仅解冻时间较长,而且还会损坏路面或路边的基础设施。在不远的将来,公路解冻困难的状况很可能会得到改善。
能加热融雪的公路

  最近,加拿大工程师研发了一条能自主加热融雪的智能公路。这条智能公路嵌有特殊合金制成的金属带网,每单条金属带直径为25毫米,当电流通過时,它可以迅速加热。金属带网能在15分钟内完全融化一条已经被冰冻了的公路。金属带网配有高科技传感器,这种传感器不仅能随时监测金属带网的表面温度,还能把这个表面温度数据和天气预报数据结合起来,计算出防止路面冷冻或融冰所需的功率,从而决定金属带网是否要运行,以及运行多久。而且,这整套融冰防冻系统不怕冷,它可以在-50℃的低温下运作。
  这种智能公路如今已经在加拿大某些地区的小公路和人行道投入实际应用检测。通过这些试点,工程师可以了解它在实际生活中的运作情况,以便对其改进以应用到更大的公路当中。
  以上的智能公路很可能只是未来所有智能公路的冰山一角,可以相信,随着科学技术的不断发展,未来的智能公路会更加先进和智能。
其他文献
一种微小的狂热蝙蝠,完全无视大自然最基本的寿命规律,寿命比它本该拥有的长10倍,而且依然能健康生存。它们是如何做到的,我们是否也能做到?  长寿的大鼠耳蝠  在法国西北部的布列塔尼,一支由科学家和志愿者组成的国际团队,连续7年在那里采集大鼠耳蝠的血液样本和组织。通过这些动物,他们了解到一些关于长寿与健康的信息。  该团队负责人、动物学家艾玛·泰林说:“自然有一个法则:体型小的东西长得快,死得早;体
期刊
有一位美国人出于好奇,做了一个基因测试来追溯他的祖先,结果证实了他本人一直怀疑且并不想接受的观点:他是东欧人和德系犹太人的杂交后代。之后,他又去医院分析了自己的DNA,结果了解到,他的基因组有患遗传病的风险。这时,他的心情很低落并開始反思自己的行为,为什么要花时间和精力去知道这些令人沮丧的消息——一些他其实根本不需要知道的信息!  日常生活中,有很多人会迫不及待地想知道很多消息,而且是知道地越快越
期刊
古诗有云:春种一粒粟,秋收万颗子。春天播种粮食作物,秋天收获种子和果实供人们食用,这是我们司空见惯的景象。但你有没有见过会“结”出金子、镍块或锂粒的植物呢?有一些科学家在种着这样的植物。  会“吸金”的植物  我们知道,人和动物的生长发育需要摄入一些金属元素,但是这些元素一旦过量就会对我们造成毒害。其实大多数植物也是如此,一些被重金属污染过的土地常常是寸草不生的。但是,人们发现,有些植物有着“吸金
期刊
现代社会,人们为了规划好自己的生活,在两性关系中常常需要采取避孕措施。从根本上说,人类的避孕方式,就是阻止两个过程——首先是阻止精子和卵子结合,避孕套是这个阶段常用的避孕工具;如果此过程没能够有效阻止,那就得阻止早期胚胎着床,吃避孕药是这个阶段常用的手段。  而一旦早期胚胎着床,女性就会进入怀孕过程了,这时候即使吃避孕药也没有用了。十月怀胎,一朝分娩,这个过程没有人能阻止,除非堕胎,而这对女性身体
期刊
自由潜水  ——一项危险的运动  众所周知,世界上最危险的运动是低空跳伞。相对于在飞机上起跳的跳伞运动,人们将在高楼、悬崖、高塔、桥梁等较低固定物上起跳的跳伞运动称为低空跳伞。因为高度的限制,低空跳伞打开伞包的时间往往只有5秒钟,导致飞行者很难在空中调整姿势和动作。由于危险时刻来的太快,使得致死率极高,低空跳伞令人畏惧。  但你知道世界上第二危险的运动是什么吗?答案是自由潜水。自由潜水是指不携带氧
期刊
奇异物质是什么?它真的很奇异吗?为什么它又被称为宇宙最危险的物质?奇异物质的前世回眸  浩瀚的宇宙中,两个中子星正在上演宇宙界最为轰动的场景——它们在引力作用下互相吸引、靠近、交织,两个圆形的身体慢慢融合,逐渐变成长方形。几毫秒的时间,它们开始破裂,质量较小的中子星慢慢形成一层螺旋状的、肮脏的物质。质量较大的中子星则不断膨胀、变大,越来越重,并浸入它们喷发的超密物质中……某个时刻,它终于无法抵抗自
期刊
你见过能打印食品的3D打印机吗?你见过像鸟儿一样拍着翅膀飞翔的小飞机吗?你见过像普通动植物一样也是由一个个小“细胞”组成的细胞机器人吗?如果你来到美国哥伦比亚大学创意机器实验室,你就能看见这些神奇的机器人。  现在的机器人制造水平日渐提高,本文介绍了两款该实验室正在研究的神奇的机器人。  软机器人  荧幕上有那么一类机器人丰富了我们的童年生活:它们体型高大,高达十几米。由巨大钢铁块组成的它们战斗力
期刊
恒星的耀斑是指发生在恒星局部区域的一种剧烈的爆发现象。耀斑会在短时间内释放大量能量,并且各种辐射会突然增强。  耀斑对于生命,可谓“来者不善”,因为强烈的辐射可以摧毁DNA。太阳也有耀斑,不过并不频繁发生,否则我们也难逃一劫。正因为如此,在寻找外星生命的时候,我们对于母恒星耀斑活动过于频繁的恒星系,往往不抱什么希望。  不过,最新的研究表明,对于生命,耀斑也不完全都是杀手,在某些情况下,倒是有利的
期刊
當你从超市买了一袋农作物食品(比如燕麦片),包装袋上往往列有各种营养素的含量,譬如每千克里蛋白质含量多少,脂肪含量多少,碳水化合物含量多少,等等。  这一切都是实验人员通过化学方法测出来的。要测量其营养组成,一般至少需要消耗1斤粮食,而且几天或几周之后才能出结果。但现在,芬兰科学家发明了一款手持式的“作物感应器”,你只要拿着它对作物一扫,大约5秒钟即可测出它的营养组成。  与传统化学方法不同,“作
期刊
夏天的夜晚,天空中經常出现一闪一闪的萤火虫。有一首儿歌“萤火虫,挂灯笼,飞到西来飞到东,晚上飞到家门口,宝宝回家它来送。”不过,萤火虫夜里发着辉光,其实并不是为了照明,而是为了求偶。而最近研究人员发现,萤火虫发出辉光还有警告蝙蝠不要吃它们的作用。  这样的警告对萤火虫和蝙蝠都有好处,因为萤火虫的味道是很恶心的:当被吞食时,萤火虫会释放出一种恶心的化学物质,让掠食者把它们吐出来。  研究人员把8只蝙
期刊