【新技术】《流浪地球2》里的“硬科技”能实现吗？“外骨骼”机器人，工信部已发文支持其发展

喷出冲天蓝光的行星发动机、洞悉一切的量子计算机、高耸入云的太空电梯……今年春节期间，中国原创科幻电影《流浪地球2》热映，片中层出不穷的“硬科技”元素让观众大呼过瘾。从科幻回归科学，想象中的它们能实现吗？记者采访了相关领域的科学家。

据《中国基金报》刊文介绍，随着感知计算技术和传感系统发展日益成熟，机器人研发方向从人机协作逐步迈向人机融合，逐渐成为人类身体的一部分。

从流程上看，外骨骼即从依赖硬件传感器收集人体生物电信号，发展成为将硬件客观数据与人体主观信息相结合的新型信息输入方式。

信息接收后，机器的计算能力与人体的思维能力进行信息处理，再通过机器的算法能力与人体的决策能力互相协调、优化判断后进行智能输出，将人体智能与机器智能相融合，从单向输出转为双向互动，从而形成更高效的人机一体化智能科学系统。

值得注意的是，就在《流浪地球2》上映前不久，今年1月18日，工业和信息化部等十七部门印发了关于“机器人+”应用行动实施方案的通知。其中也明确提到了对发展外骨骼机器人的支持。

与电影中稍有不同的是，工信部此番实施方案将外骨骼机器人的发展放在养老服务方面。

上述方案提到，加快推动多模态量化评估、多信息融合情感识别、柔顺自适应人机交互、人工智能辅助等新技术在养老服务领域中的应用，积极推动外骨骼机器人、养老护理机器人等在养老服务场景的应用验证。

方案还鼓励养老领域相关实验基地把机器人应用作为实验示范重要内容，研发推广科技助老新技术新产品新模式。研究制定机器人助老助残技术应用标准规范，推动机器人融入养老服务不同场景和关键领域，提升养老服务智慧化水平。

2021年12月，工业和信息化部等部门发布《“十四五”机器人产业发展规划》，要求增加高端产品供给，面向医疗健康、养老助残等领域需求，重点推进服务机器人的研制及应用，推动产品高端化智能化发展。

2022年2月，国务院印发《“十四五”国家老龄事业发展和养老服务体系规划》，强调加快人工智能、脑科学、虚拟现实、可穿戴等新技术在健康促进类康复辅助器具中的集成应用，发展外骨骼康复训练等康复辅助器具。

此前曾有行业媒体预计，2025年中国外骨骼机器人行业市场规模将达到105亿元，期间年复合增长率为98.5%，C端市场将增长最为迅猛。其中，中老年人群又是众多企业的重点关注人群。

行星发动机造得出来吗？

影片中，人类计划给地球安装上万座巨大的行星发动机，推动地球开启“流浪之旅”，这些发动机依靠重核聚变产生的巨大能量。长期研究核聚变能源的中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副研究员王腾介绍，核聚变反应是将两个原子核重新结合，生成一个较重的原子核的过程，其间能够产生巨大的能量，“利用这一能量推动地球，原理上是说得通的。”

然而实现重核聚变绝非易事，重核聚变是采用硅等元素作为聚变原料，这样的聚变首先要克服原子核之间的静电斥力，越重的原子核所带电荷越多，越难以产生聚变。“我们当前广泛研究的可控核聚变均采用轻核聚变。”王腾说，其聚变原料氘和氚是自然中最轻元素——氢的两个同位素，相较重核聚变而言更容易实现。

中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）。新华社记者 陈诺 摄

王腾告诉记者，可控核聚变是目前世界最前沿的重大科学问题之一，经过全人类70余年的共同努力，核聚变研究已从实验装置进入实验堆和工程堆“章节”。“让聚变能推动星球旅行可能为时尚早，但点亮一盏灯大有希望。”王腾说。

量子计算机真的无所不能？

电影中，拥有超强算力和自我意识的量子计算机550系列让人惊叹。“很显然，它已经是一台优秀的通用量子计算机了。”中国计算机学会量子计算专业组秘书长郭国平教授认为，未来量子计算有望在我们的生产生活中发挥重要作用。

据介绍，学术界把量子计算发展分为“实现量子计算优越性”“实现专用的量子模拟机”“构建可编程通用量子计算机”三个阶段。

一位国内量子计算领域知名学者表示，目前国内外量子计算机研发已实现第一阶段目标，达到第二阶段目标是当前学术界主要的研究任务，距离科幻电影中所展示的应用至少还需要10年到15年左右的时间。

量子计算原型机“九章”的光量子干涉实物图。新华社记者 刘军喜 摄

太空电梯的关键是什么？

电影中，高耸入云、连接天地的太空电梯运行场景震撼。“最核心的问题是要找到合适的材料用作电梯的缆绳。”长期研究新型材料的中国科学技术大学副研究员管庆方认为，“太空电梯”代表着人类对材料极限性能的追求。

一根合格的太空电梯缆绳需要具备如下能力：首先强度足够大，其次需要考虑材料在极端条件下的服役性能。

“人类将不断突破材料的极限性能，发展全新的材料。”管庆方说。

中国科学技术大学俞书宏院士团队研制的新材料“碳弹簧”（新华社安徽分社 制图）

机器狗啥时能真正进入生活？

电影中，智能机器狗“笨笨”憨态可掬，令人印象深刻。中国科学技术大学教授陈小平认为，其实人工智能等技术已经飞入寻常百姓家，活跃在生产生活的诸多领域。

世界制造业大会上展示的一款面向家庭场景的仿生机器狗。新华社记者 张端 摄

目前，人工智能还未能真正完全以人的姿态参与你我的生活。但是，学习能力、感知能力乃至决策能力在一些机器人身上已有体现。陈小平认为，未来的人工智能将如何发展，有没有可能、有没有必要采用和人的智能一样的工作原理？这对人类将产生怎样的影响？还需要进一步探讨。

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