机器人做手术越来越靠谱
最近,一位名叫比利·惠特克的英国少年接受手术,摆脱了长达7年的癫痫病痛。医生让机器人钻入他的大脑,通过电极刺激大脑皮层,找出引起癫痫发作的部分,医生将病灶切除。这个手术被称为立体定向脑电,已经有过成功的案例。
不仅如此,机器人还可以在其他类型的手术中大展拳脚。一台“手术医生”机器人,必须知道“要做什么”,并能规划“如何去做”。这就需要一套高效、稳定的微电子系统——包括软硬件环境、传感器和机电设备。
软硬件环境可以说是医疗机器人的大脑,它与家用台式电脑的工作原理类似。不过,医疗机器人往往是基于Unix或Linux等开源操作系统开发的,以保证软件的稳定性。同时,医疗机器人的中央处理器功率不会很大,否则就得配个风扇、扯个电源线在人体内横冲直撞了。这种低功耗、高稳定性的设计需求,恰巧与移动电子设备殊途同归。而移动电子设备近些年的发展,为医疗机器人提供了非常宝贵的经验。
传感器通常是指一切物理、化学的感知仪器,比较常见的是压力传感器、视频采集装置、溶液成分检测单元。传感器相当于机器人的眼睛,“眼睛”收集信息,传递到“大脑”,“大脑”作出决策,而决策的最终实现者机电设备就是医疗机器人的手。它一般以高聚塑料为外壳,耐酸耐碱,不易在体内留下有毒物质,并且可以达到非常高的操纵精度,完成精密的外科手术任务。在这套系统中,人工智能起到了重要作用,它能辅助医生完善医疗计划,遇到突发问题时还能自动采取应急措施,降低风险。
目前市面上普遍使用的医疗机器人是“达·芬奇”系统。医生只需坐在显示屏前,操纵控制杆,便能完成手术。它的最大特点是“缩放”,主刀医生可以通过调节缩放比例,改变手动操纵和实际移动的尺度比例,从而实现超精细外科手术,提高手术成功率。美中不足的是,一个病人需要为这种手术支付昂贵的设备费用。
医疗机器人的优势不言而喻。纵使最出色的外科医生,由于手部血管随着心跳有节律的颤动,都无法保证手术器械的完全稳定,而这一劣势被医疗机器人高精度的机电结构所补偿。医疗机器人还具有微创性,一个小的机电设备往往只需要2厘米的创口,甚至口服就可以进入人体,从而极大降低了术后感染的风险,加快了术后愈合的时间。此外,医疗机器人还可远程操作,只要连接网络,主刀医师无需与患者碰面,即可远程操纵机器人完成手术,极大地减少了医生和患者的时间成本。
事实上,除了医疗机器人,越来越多神通广大的机器人不断问世,比如机器人厨师,又比如人工智能创意总监……随着人工智能技术的飞速发展和广泛应用,未来,机器人可能无处不在,并将为人类带来莫大的福祉。
1.选文第1段有什么作用?2.选文第4段中画线句子主要运用了哪种说明方法?有什么作用?
3.选文第5段加点词语“目前”是如何体现说明文语言特点的?
目前市面上普遍使用的医疗机器人是“达·芬奇”系统。
4.阅读选文第6段,用简洁的语言概括医疗机器人具有哪些优势。
5.选出下列对选文内容理解有误的一项()
A.医疗机器人正常运行需要一套由软硬件环境、传感器和机电设备构成的高效、稳定的微电子系统。 |
B.医疗机器人的软硬件环境与家用台式电脑的工作原理类似,而其低功耗、高稳定性的系统设计需求,恰巧与移动电子设备殊途同归。 |
C.在医疗机器人的微电子系统中,人工智能可以辅助医生完善医疗计划,遇到突发问题时自动采取应急措施,避免风险。 |
D.机器人的发展前景广阔,除了医疗机器人,越来越多的机器人不断问世,可能将广泛应用于各行各业,为人类造福。 |
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【推荐1】泥土的清香自哪儿来
①雨后,我们常能闻到泥土的清香味儿。这些清香从哪儿来呢?据专家研究,它来自土中一种叫“放线菌”的细菌。
②土壤是种类繁多的细菌的乐园。在显微镜下,你会观察到这样一类与众不同的细菌:别的细菌多是圆形、椭圆形的,而它们看起来却是丝状的。那些丝状细菌有的像一棵树,树上有时还挂着“果实”,有的像一根草,仿佛还开着花,煞是好看。这类细菌生物学上统称为放线菌。
③放线菌是一种单细胞生物,所以你看到它长得像一棵树也好,一根草也罢,其实都只是一个细胞。那些奇形怪状的丝,是它的菌丝。菌丝覆盖了很大的空间,这对于寻找食物大有好处。放线菌能释放出一种化学物质,正是这种物质,让我们能闻到一股泥土的清香。
④为何雨后泥土的清香让人感受更明显呢?
⑤因为放线菌是一种生命力很强的细菌,它们一般喜欢在温暖、湿润的环境下生存。当土壤干旱的时候,它的菌丝就会在头部长出孢子。放线菌渐渐枯死后,留下的这些孢子只要遇到合适的条件,又会发芽,长成一个个放线菌。
⑥下雨时,雨水冲开了土壤,这些晴天时埋在土中的孢子长成的放线菌随着空气中的小液滴四下弥漫。当它们被吸入鼻孔,我们就能感觉到一股泥土的清香。土地干旱越久就有越多的放线菌孢子存在,所以雨后泥上的清香在久旱之后尤其明显。
⑦放线菌的作用当然不只是让人闻到清香,它也是生产抗生素的宝库。时至今天,人类已经发现了50000多种抗生素,其中就有4000多种是从放线菌中提炼出来的。如链霉素就是从土壤中一种叫“灰色链线菌”的放线菌中提炼出来的。四环素、氯霉素、庆大霉素等抗生素也都是从放线菌中提炼出来的。
⑧放线菌的作用还不止于此,我们平常烹饪时调味用的味精,也是通过它们制造的。如今,它们还是科学家研究生物发育、细胞分化的便利材料。
1.本文采用了2.文章第2段划线句子主要运用了哪一种说明方法?有何作用?
3.文章介绍了放线菌的哪些作用?
寻找三体人的“水滴”武器
①刘慈欣的科幻小说《三体》中,三体人之所以能奴役地球,是因为它们拥有一种非常厉害的武器——“水滴”。“水滴”能撞碎所有物质,它的硬度超乎想象:“水滴”撞穿地球,就如子弹穿过面包一样轻松随意。“水滴”超硬不是胡思乱想出来的,而是依照物理研究成果做出的合理构想。
②物质是由原子构成的,原子能再分解为原子核和电子。原子核还能再分解成质子和中子,合称核子。核子还能再分吗?以前是不能分的,可是用电子对撞机后,核子可以分成更小的粒——夸克。那么,夸克还能再分下去吗?从目前的技术手段来看,无法再分了。
③夸克是如何组成物质的呢?夸克可以相互结合,形成复合粒子。物理学家进行了大量研究发现,宇宙中的夸克组合居然都是“三个夸克组成质子”“两个夸克组成中子”的模式,没有发现“四夸克组合”“五夸克组合”或是更多夸克组合的复合粒子。难道不存在这些夸克组合吗?科学家提出了假说:宇宙中应该存在“四夸克组合”“五夸克组合”或是任意夸克组合,只是限于人类的见识“太短”,尚没有发现而已。
④科学家又进一步从理论上推理出“四夸克组合”和“五夸克组合”的特殊性质:这两种夸克组合中的夸克之间保持着极其恰当的距离,这种距离恰好能产生强力。强力、电磁力、弱力、引力并称维持宇宙存在与运行秩序的四大力,这四种力决定了物质的硬度。如果把电磁力给予物质的硬度指数定为1,那么弱力和引力给予物质的硬度指数可忽略不计,也就是说,如果没有电磁力,只有弱力或是引力的话,物质就软得拿不起来,几乎是没有硬度。而强力给予物质的硬度指数却是100。
⑤“三夸克质子”和“二夸克中子”中的夸克们因为距离不合适,不会相互产生强力,所以质子、中子组成的物质都是普通物质,它们的硬度由电磁力提供。而“四夸克组合”与“五夸克组合”中夸克之间的距离恰好能相互产生强力,这种物质的硬度由强力提供,比普通物质硬100倍。
⑥说到这里,“我们就明白“水滴超硬”的奥秘了:“水滴”由“四夸克组合”“五夸克组合”或是更多夸克复合粒子材料制成,这种材料称为“强相互作用力材料”,它的硬度由强力提供,所以坚硬无敌。
⑦其实,2013年科学家就在北京正负电子对撞机上就发现了四夸克粒子,2015年清华大学教授又发现了五夸克粒子。这些都是在实验条件下发现的。此外,科学家还一直在宇宙中寻找“天然”的四夸克、五夸克或是更多夸克复合粒子。科学家推断,找到大量的四夸克、五夸克复合粒子只是时间问题,而找到它们之后,制造“水滴”这种超硬的宇宙武器就要由幻想变成现实了……
(选自《知识窗》 有删改)
1.文章以刘慈欣的科幻小说《三体》开头,有何用意?2.作者介绍“水滴”,为什么要用大量的篇幅介绍“夸克”?
3.下面说法理解有误的一项是( )
A.“水滴”是依照物理研究成果做出的合理构想,它由强相互作用力材料制成,硬度由强力提供;我们日常的普通物质,硬度由电磁力提供。 |
B.第⑤节划线句子使用作比较、列数字说明方法,运用具体数字进行比较,更加突出“四夸克组合”与“五夸克组合”的物质坚硬无比。 |
C.夸克目前无法再分了,那是由于科技的限制,随着技术的发展,人们已经可以在实验室条件下分成“四夸克组合”与“五夸克组合”。 |
D.作为一篇科普说明文,文章按照逻辑顺序展开,按照“总分总”的结构方式,文中多种表达方式综合使用。 |
航空母舰
①航空母舰,简称“航母”,是一种以舰载机为主要作战武器,为海军飞机提升海上活动基地的大型水面舰艇。航空母舰在第二次世界大战中被广泛应用。二战中后期,美国正是依靠强大的航母作战群最终赢得了制海权。
②现代航空母舰已成为高技术密集的军事系统工程,它在许多方面有着严格、精深的技术要求。其中,航空母舰舰载机的起降技术就是它的核心技术之一。
③一般情况下,舰载机从航空母舰起飞的方式可分为三种。
④第一种是蒸汽弹射起飞。起飞时,飞机的前轮被挂在起飞装置中,就好像将飞机放在拉满弦的弓箭上。飞行员在得到起飞许可后加足马力,同时用刹车防止飞机移动。在他得到起飞信号的同时要放开刹车,再借助弹射装置的启动,将飞机弹出跑道。
⑤第二种是拖索式弹射起飞。起飞时,用钢质拖索牵引飞机加速起飞。但这种弹射方式比较陈旧,使用这种方式的航母较少。
⑥第三种是斜板滑跳起飞,这种起飞方式不需要复杂的弹射装置。采用这种方式的航空母舰甲板前端有一个“跳台”,飞机在起飞时以自己的动力经由跳台的协助“跳”上空中,升空的那一刻就好像滑板运动员冲出 U 形赛道的瞬间。
⑦舰载机在航空母舰上降落比起飞所需的技术要求更高。这不仅需要飞行员有高超的飞行技术,而且对甲板设施的技术含量提出了更高的要求。舰载机的降落过程通常是这样的:归航的飞机要围绕母舰飞行,以降低飞行高度和速度。在降落时飞机的速度要降低到
⑧在航空母舰的飞行甲板后部有四条拦截索;拦截索是由液压系统制动的,它可以在两秒钟和 50 米内使飞机停下来。飞行员必须让飞机的捕捉钩桂上其中一条,在最佳情况下捕捉钩应该桂上第三条;假如桂上前两条,那么飞机的下降角度太平;假如挂上最后一条,那么飞机的下降角度太陡;着陆时飞行员必须将飞机完全压低,这样他可以保证捕捉钩钩住其中的一条拦截索。同时他必须将发动机开到最大,这样假如飞机没有挂上拦截索,也可以在最短时间内加速离开甲板,重新回到降落航线。成功降落后,飞行员会依照甲板上地勤人员的指示将发动机的推力降低到慢档并且离开降落区。
⑨航空母舰舰载机起降技术的解决,把舰艇与战机完美地结合在一起,这使得航空母舰在现代军事中发挥了不可替代的作用。
1.对选文内容理解有误的一项是( )A.现代航空母舰已成为高技术密集的军事系统工程。 |
B.使用拖索式弹射方式起飞舰载机的航空母舰较少。 |
C.在舰载机降落的过程中,舰上指挥员的作用不容忽视。 |
D.舰载机在航空母舰上起飞比降落所需的技术要求更高。 |
3.选文第①段中画线句子运用了什么说明方法?有什么作用?
4.选文第⑦段中加点词语“几乎”为什么不能删掉?
5.舰载机在航空母舰上降落,飞行员的操作非常重要。请根据选文内容按顺序写出飞行员的操作过程。