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我们梦想的房子:新材料让环境更舒适


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2011-08-15

 

我们梦想的房子

我们梦想的房子

  导读:后面的内容中代表了本刊对未来房屋的构想,包含了方方面面的内容,从机器人女仆一直到全新的建筑方法。如果你想知道未来的房屋应该是什么样的,请继续向后看。

  在旧金山的东面,在风景如画的恶魔山对面的一座小山上坐落着一栋价值550万美元的豪宅。这处豪宅是由《Sunset》杂志设计、由Dahlin Group建筑公司建造完成的—《Sunset》杂志每年都会按照他们认为的住宅发展趋势,建造一栋“理想房屋”。本刊编辑用各种今天所能获得的最尖端的硬件设备和电子产品装备了这栋房子—这些硬件和产品在很大程度上代表了未来家用技术的发展方向。

  新材料让环境更舒适

  只要轻轻触摸,“智能”的房屋表面就能按照你的意愿做出改变。

  窗外风景天天换

  不喜欢窗外的风景?没关系,改变它。未来的墙壁可以很容易地改变窗户的位置。OLED技术的发展不仅让我们能在未来造出像纸一样薄的电视机和电脑屏幕,还能造出可以随意更换窗户位置和尺寸的墙壁。在房屋的外墙上铺设有大面积的OLED屏幕,只要用手简单地拖曳,就能随意改变透光部分的面积和位置,也就是改变窗户的位置和大小。而窗户以外的部分不仅能像电脑桌面一样显示住户喜欢的颜色,还能显示信息、图像和艺术作品。预计实现时间:2025年

  所有表面不用擦

  由于能杀死细菌和自动去除污物的新材料的出现,房屋内所有的表面都能永远保持清洁。这里的“自清洁”玻璃是利用阳光中紫外线的能量激活二氧化钛纳米微粒,来分解污染物中的有机物分子的。二氧化钛是一种光敏性物质,当被光子照射的时候会与空气和水蒸气反应,加速有机物的分解。而且二氧化钛是一种亲水性物质,二氧化钛涂层会让水均匀地覆盖在表面,形成一层“水膜”,将颗粒状的分解产物冲走。但是要把这种技术搬进没有阳光或者阳光照射时间很短的浴室和厨房,那就必须解决这种材料只有在受到阳光中紫外线照射时才能发挥作用的问题。现在研究人员正在尝试改变二氧化钛微粒的结构,以便其在普通可见光的照射下就能发生反应。如果能够变成现实,那么只要有一个灯泡,我们就能和清洗剂说再见了。预计实现时间:2010年

  随心所欲变颜色

  颜色微粒能根据电、声、光信号的变化而改变颜色。忘掉在涂料商店里由于难以选择合适的颜色而浪费大量时间的痛苦吧,未来的墙壁将能够根据你的感觉而改变颜色(随着温度改变颜色的涂料现在已经成为现实)。在墙壁中置入红、绿、蓝3色的微小粒子,每个粒子都能对微弱的电流脉冲、闪光和音频的变化做出迅速的反应。因此你可以在下午将墙壁的颜色变成明亮的黄色,让自己保持愉快的心情,到了晚上再变成粉色以制造浪漫。当然,同样的技术也能被应用在衣料上,这样我们就能迅速变换衣服的颜色。预计实现时间:2020年

  智能设备让烹饪更简单

  传感器、机器人、RFID标签会使繁杂琐碎的厨房劳动成为历史。

  冰箱也能当厨师

  未来的厨房用具不仅具备智能,还会组成一个整体,让购物和烹饪变得更加简单。在网络化的家庭中,所有的厨房用具将相互协同,组成一个协调的食物准备系统。通过扫描食物上的RFID标签,冰箱和橱柜会知道里面都储存有哪些东西。根据储存的原材料,冰箱上的显示屏会显示推荐的菜谱,并以视频告诉你应该怎样去做。这套系统甚至会自动设置食物的保质期和温度,在你喜欢吃的食物没有了的时候还会自动发出订单。现在,这些技术都已经处于演示和验证阶段,制造商们正等待RFID技术的普及,以给主流顾客开发出这些拥有智能的高级厨房用具。当然,它们的价格也会略贵。预计实现时间:2015年

  机器人帮你做家务

  只要你一声吩咐,它们就能完成各种工作—从打扫房间到拿一瓶啤酒。随着一些原本用于军事和航天领域的技术的应用,家用机器人不仅能帮我们干那些琐碎的家务,还能担负起防盗的任务(你可以把它们想象成Roomba公司的iRobot机器人吸尘器和军用排爆机器人的结合体)。我们的房子会通过RFID标签“告诉”机器人各种事情的处理过程以及哪些东西都放在哪里,过道里的电子标记能帮助机器人识别哪里能够通过。一旦解决了机器人的平衡和行走问题,用两条腿或4条腿行走的机器人将迅速普及(我们的房屋结构主要是为了人类和宠物这些有腿的生物设计的。在这种环境里面,用腿行走的机器人将会有更强的适应性。不过,WowWee公司设计了一个采用与Segway滑行车同样的陀螺稳定系统的轮式机器人,这个机器人将于2008年问世)。另一种机器人技术—房屋建造—也将成为现实。通过使用立体打印技术,机器人将能够制造出从饭碗到房子的各种物品。预计实现时间:2016年

  永远不会丢钥匙

  只要喊一声名字,你就能找到房间中的任何一件物品。随着尺寸的减小和价格的降低,RFID标签将迅速普及,出现在我们购买的每一件商品上。有了这些标签,我们在超市和商场购物时的付款工作将会自动完成:出口处的扫描仪将一次扫描购物车中所有的商品,而我们口袋里的信用卡将自动发送解码信息,完成付款。而且有了这些标签和传感器系统,我们在家里将再也不用为找不到东西而发愁,只要“问”一下房子我们要找的东西在哪里就可以了。如果哪种东西即将用尽—无论卫生纸还是面粉—储存这种物品的橱柜就会对我们进行提示。预计实现时间:2012年

  自动系统让生活更轻松

  卧室会知道你在哪里、你需要什么和你的感受。

  在家就能做体检

  传感器将监控我们的健康状况并自动与家庭医生进行联系。对怀疑论者来说这是一个好消息:在未来,我们的家庭中将有各种数字眼睛随时监控我们的各种生理指标,从心率、血压直到细胞层面上的身体内部检查。内置有体温和血压传感器的衣物马上就会进入市场,这些传感器测得的数据会以无线的方式与我们家中的电脑连接,并通过因特网传送给家庭医生。在不远的未来,能对唾液、尿液和血液进行分析、以寻找糖尿病或癌症早期信号的家用设备即将问世。最终,植入皮下的纳米量级的传感器将自动检测癌症、糖尿病等疾病的苗头。预计实现时间:2010~2020年

  自动系统更便宜

  新的标准将大幅降低自动系统的价格,而且会使通信更顺畅。在今天的家庭中,各种自动系统给我们带来了极大的方便,没有自动系统的生活几乎是无法想象的。如果没有自动系统,我们就不得不在半夜迷迷糊糊地起来关闭空调的电源,不得不走到门口为宠物开门。今天,各种自动装置替我们控制着家庭中从空调到安全系统的各种装备,但是它们都需要使用昂贵的自动传感器。现在,3种相互竞争的标准—Z-Wave、ZigBee和Insteon—有望给我们带来更加便宜的监控和控制系统,系统内的组件可以顺畅地进行通信,即使接收器和发射装置之间有障碍物存在。预计实现时间:2008年

  生物识别保安全

  生物特征识别技术使心怀叵测者无法混水摸鱼。想知道站在门前按门铃的那个背着工具包的家伙是不是真是电话公司派来维修电缆的?只要让他在家中安全系统的生物扫描仪前接受检查即可(视网膜扫描、指纹识别、面部识别等)。随着可靠性的不断提高,依靠生物识别技术的安全系统将真正走向实用阶段。当你需要短期离开、想让邻居帮你照看一下小猫的时候不用再给他一把房子的钥匙了,只要将他的生物特征资料上传,当他来访的时候安全系统就能认出他并允许他进入。预计实现时间:2015年

  房子自己设定环境

  你的房子会知道你在哪个房间,并据此对各个房间的环境做出调整。在未来的房子里,也许你会觉得无论走到哪里都有眼睛在看着你。实际上,确实是这样。通过分布在各个房间内的传感器,房子会准确地“知道”主人在哪个房间。首先,房子会据此调整各个房间的温度、光线等参数(将没有人的房间光线调暗。如果你正在出汗,则会打开空调)。其次,还能激发你周围的各种提醒系统。根据你的日程安排(传感器从你的手持设备自动获取),例如已经到了去幼儿园接孩子的时间,提醒系统就会在你面前的墙壁上打出一条闪烁的信息。如果你忘记了吃药,房子不仅会提醒你,还会将情况通报给你的家人。预计实现时间:2015年

  娱乐世界更精彩虚拟与真实世界之间不再有任何界限。

  电视频道无限多

  你可以将无限的节目从电脑传输到电视。争夺电视观众的竞争现在已经在激烈进行,越来越多的人开始从传统的电视机转移到了YouTube.com等在线视频网站。在未来,以因特网为基础的电视节目(IPTV)将会成为主流,将有数不清的节目可供我们选择。IPTV所需的各种技术尽管尚未普及,但是都已经存在,例如宽带网、高速家庭连接、数字电视和所有人都用得起的廉价接入设备。预计实现时间:2010年

  无线网络处处在

  通过各种手持设备无线连接到服务器就能完成所需的一切任务。今天我们的电脑的主要任务是保存软件和文件并进行处理。但是未来随着Wi-Fi、WiMAX和其他无线网络技术的普及,无线网络将无处不在,电脑的角色也会发生改变。我们的软件和文件都将保存和备份到网络服务器上,因此如何连接到服务器才是问题的关键。利用各种便携手持设备和公用终端,你可以在任何地方访问网络服务器,家用电脑将成为过去时。预计实现时间:2013年

  游戏无需操纵杆

  传统的游戏手柄就要告别历史舞台了。任天堂公司新推出的Wii游戏机已经可以通过内置的加速度计来判断游戏者胳膊的运动,进而控制游戏中人物的动作。在未来,游戏机将能够对游戏者身体各个部位的运动做出反应,还能让你与其他游戏者进行实时视频聊天。预计实现时间:2012年

  绿色设备更节能

  新型能源系统让我们大幅减少电力消耗,甚至做到能源自给自足。

  照明用电少一半

  LED照明技术将带来更加明亮的光线和更少的能源消耗。随着亮度的不断增加,LED(发光二极管)的作用已经不仅仅局限于收音机的指示灯,开始走进家用照明系统。普通白炽灯的寿命只有1000小时,而LED的寿命则高达50000小时,而且消耗的电脑要少得多。根据美国Sandia国家实验室的研究,如果白光二极管系统能够普及,全世界照明用电的消耗将减少50%。影响白光二极管系统普及的主要障碍还是它的亮度和价格:目前白光二极管的亮度不足以照亮整个房屋,而且其价格大约是白炽灯泡的10倍。预计实现时间:2020年

  家家都是发电站

  各种改进的新能源技术将使我们摆脱对电网的依赖。有各种先进的家庭能源制造系统可供我们选择:超高效小型太阳能电池、家用风力发电机、清洁天然气站为我们提供热能和电力,而氢燃料电池装置(左图)除了满足日常的能源消耗外,将给汽车提供能源。随着化石燃料价格的不断上涨,家用能源系统将变得越来越普及。预计实现时间:2016年

  洗衣干净又省水用很少的水就能洗净衣物。智能洗衣系统会根据衣物的多少和脏的程度,精确控制水量和烘干时间,最大限度地减少水和能源的浪费。在洗好衣物后,还会自动给你发一条短信。预计实现时间:2010年

  房屋建造更便捷

  标准化系统带来建筑业的革命。已经在内部铺设好电线和管道的预制墙使得房屋的建造速度更快、成本更低、建筑垃圾更少。预计实现时间:2020年

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