



遙控技術已經被廣泛應用在現代生活中。一個有著花花綠綠按鈕的塑料盒子能變換電視頻道,一個簡單的游戲手柄能操控成千上萬種游戲,甚至遠在太陽系邊緣的“旅行者號”探測器也是由地球上的科學家遠程操控的……有了遙控器,人們不需要和機器直接接觸,就能控制它執行各種指令。
早期的遙控技術主要用于軍事。在第一次世界大戰中,德國海軍就曾控制裝滿炸藥的無人遙控船撞向敵軍。到第二次世界大戰時,美軍和德軍都研發出各種遠程導彈和魚雷。后來,隨著遙控技術的不斷發展和普及,遙控器才開始走進千家萬戶,成為很多電器必備的配件,包括電子玩具。從20世紀40年代開始,遙控車、遙控船、遙控飛機等遙控玩具日漸風靡。
最早的遙控模型
1898年,發明家尼古拉·特斯拉制造出世界上第一臺遙控器,并在美國紐約進行公開展示。在展示會上,他用遙控器控制了一艘裝有金屬天線的玩具船,使其成為最早的遙控模型。
向玩具界進發
令很多人沒想到的是,玩具和娛樂其實一直走在科技的前沿。很多新技術在開發出來后,都會被應用到玩具上。畢竟,科技本身就是好玩兒的嘛。從遙控技術發明之初,多位技術專家不斷將其應用到船模和飛機模型上。1937年,第一屆全美遙控飛機模型大賽舉行,6名參賽者帶著自己的模型走上賽場,展開空中的追逐。
咕嚕嘰,1937年其實是第二屆大賽,但由于第一屆大賽時所有的報名選手都沒有參加比賽,所以這算是真正意義上的第一屆。
到了20世紀60年代, 意大利公司El-Gi推出了第一臺商業遙控賽車,開啟了遙控模型的時代。
說起遙控賽車,大部分人都會想到商店里的兒童玩具。其實,這只是最普通的一種玩具賽車。這類賽車由電池驅動,成本較低,注重外形設計。它們的速度也相對較慢,一般不會超過每小時20千米。相反,賽級遙控車注重性能,幾乎每個配件都可以單獨替換,是真真正正的“發燒級”玩具。玩家們可以從零件開始拼裝,也可以購買整車再自行調試升級,以達到最佳的比賽狀態。
賽級遙控車根據其動力系統的不同,分為電力車和內燃車兩種。前者和玩具車一樣,靠電池帶動馬達行進,不過會經過改裝以達到更快的速度。后者則像真的汽車那樣,要靠特殊的燃料來驅動微小的發動機,使賽車前進。
最快的遙控賽車
遙控賽車的速度桂冠在2014年被美國的“遙控子彈”號摘得,它取得了每小時325.12千米的驚人成績。
會說話的遙控器
用遙控器來控制機器,就像一個指揮官向士兵發出指令一樣,只不過用的是機器能聽懂的語言。所以,無論哪種遙控技術,都需要三個重要的組成部分:通信通道、通信協議和操作界面。
通信通道指的是信息傳遞的渠道,就像兩個人聊天兒時,是選擇打電話、發電子郵件還是郵寄信件,這就代表了不同的通信通道。遙控器與機器之間的通信通道要采用更直接的方式,可以用紅外線、聲音或無線電波等。一般來說,電視機的遙控器就是以紅外線作為通信通道,具有成本低、短距離內信號傳輸效率高的特點。不過,紅外線通信需要發射端與接收端相互對準,這就是為什么遙控器要對著電視機才能實現換臺。而遙控賽車、汽車遙控鎖、自動車庫等則大多選用無線電波為通信通道。
通信協議指的是遙控器使用的“語言”。兩個人在交流時,必須要使用彼此能聽懂的語言。如果一人只懂英文,另一人只懂中文,兩人就無法有效地溝通。機器也是一樣,遙控器給機器下達指令時,要提前設定好指令的含義,這就是通信協議。一臺遙控車可能需要接收“前進”“后退”“左轉”“右轉”這些指令,那就要提前規定好哪個指令對應著哪種信號。
操作界面指的就是遙控器的功能按鍵,可以供人直接進行操作。電視遙控器的操作界面為按鍵,游戲遙控器的操作界面還有搖桿,很多最新的遙控器像手機一樣,設有觸摸屏。無論哪一種操作界面,都將遙控器可以完成的指令呈現在人眼前,可以直接選取。
在遙控器與機器溝通時,三個部件要合作完成工作。舉例來說,我們要讓遙控車前進,就得先按下遙控器上的“前進”。隨后,遙控器內部的微處理器會將這個指令按照協議的規定轉化為可傳播的信息,比如4個短的脈沖“嗒、嗒、嗒、嗒”。這個信息以無線電波作為通信通道發送出去,遙控車接收到信號后,內部的微型電腦就會將它翻譯成指令,然后控制車輛向前開動。
電視機和遙控器不是一家
今天,遙控器可謂電視機最重要的配件之一,但這兩件東西不是同時發明的。遙控器發明于19世紀末期,而電視機則出現于20世紀初。這兩者的結合在1950年才實現。在那之前,人們必須要走到電視機前通過旋鈕變換頻道。
語音遙控的未來
一百年來,紅外遙控和無線遙控迅速發展,但它們極度依賴提前設定好的指令,也就是“通信協議”。現在,隨著人工智能的飛速發展,遙控技術識別和解讀指令的方式也在不斷發生變化。舉例來說,語音識別技術能將聲音直接作為通信通道,甚至直接識別聲音中的信息,從而完成一系列復雜的動作。很多智能家居的感應器可以直接監測外界光線的明暗,將其轉化成指令來控制家中的燈光開關。
語音遙控還能夠在哪些場景中實現應用?請列舉一下吧!
(本文轉載自《口袋神探科學漫畫》一書,山東畫報出版社出版,原文有刪改)