氣墊鞋、泡麵裡的蔬菜包都是!源自登月計劃的10大技術,改變了我們的世界
氣墊鞋、泡麵裡的蔬菜包都是!源自登月計劃的10大技術,改變了我們的世界
2019.07.19 |

倫敦牛津街上,OMEGA將櫥窗廣告最顯眼的位置換上了伯茲·艾德林(Buzz Aldrin)的海報;北京王府井裡,LEGO店面裡一進門的展示區堆滿了阿波羅11號(Apollo 11)和土星5號(Saturn V)的玩具盒。當人類首次踏足月球五十年後,登月帶來的一切,已經不僅僅存留於仰望夜空的冥思苦想或是實驗室、發射台上的如履薄冰,商業、生活、娛樂,關於登月的一切早已經在不知不覺間滲透進我們消費生活的觸手可及。(貝佐斯為何對太空情有獨鍾?

登月50年
香港太空館近期舉辦的登月展覽中,擺放的太空人造型的樂高模型。
圖/ 極客公園

這或許也正是阿波羅11號登月事件的魅力所在——它將冰冷的天體與技術拉近到了個體生活的溫度之畔。曾經只能透過光暈的想像和潮汐的節拍才能感知的天外之物,變成了「寧靜海」上清晰可見的溝壑山巒和人類鞋印;而看似遙不可及的科技,在實現登月途中所種下的每一處閃光,則被保留繼承成為如今生活中的必需。

例如氣墊鞋、積體電路等,這些在阿波羅計畫時期被發明或成熟運用的產品或技術,真真切切地改變了世界的模樣,隨時隨地。

為紀念登月50年,本文整理了登月「遺產」中最具代表性的十個案例,它們的存在說明一個道理:再高遠冰冷的科技,也都融化在生活的溫度之中。

積體電路

對於火箭及飛行器來說,每增加一點重量就意味著要投入更多的資金,體積、功耗也是影響航行的重要指標,在這些維度上人們總是在挑戰極限,阿波羅計畫中發射的太空船也不例外。並且,為了實現精準的控制與更快的反應,阿波羅太空船對於資料處理的速度也設置了空前的高要求。為了克服這些困難,德州儀器的工程師傑克·基爾比(Jack Kilby)拋棄了傳統的電路板設計,不在電路板上插滿電晶體和其他電子元器件,而是設計了所有元件都集成在晶片上的積體電路(由於此項對於積體電路發展的巨大貢獻,他獲得了2000年的諾貝爾物理學獎),滿足了NASA對於電腦的需求。到了1963年,美國生產的積體電路有60%都用在了阿波羅計畫上。可以說積體電路幫助NASA實現了阿波羅計畫,並且推動了電子電腦的發展。如今,絕大部分電子設備都在使用積體電路。

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傑克·基爾比於1958年用鍺製成了世界上第一塊積體電路
圖/ 極客公園

另外,阿波羅計畫對積體電路的需求與運用,也催化了矽谷的誕生,而矽谷孕育了如IBM、英特爾(Intel)、惠普(HP)、微軟(Microsoft)、AT&T和高通(Qualcomm)等響噹噹的科技商業公司,它們對於當今資訊時代的重要性不言而喻。

可擕式無線吸塵器

為了在月球採集地表下面的岩石樣本,NASA需要一種小巧的、獨立供電的鑽頭。機械製造公司Black&Decker負責這個專案,他們曾經發明了我們現在熟知的手持電鑽,並且在阿波羅計畫中也沒讓NASA失望,開發出了滿足探月需求的小型鑽頭與配件,更重要的是研發出一套可以減小電機功耗的程式,Black&Decker在隨後的幾年基於這套程式推出了一系列家用、醫療及工業用途的手持工具,包括名為Dustbuster無線吸塵器,然後,奠定了現代可擕式無線吸塵器的模樣。在此之前,吸塵器的樣子都是又大又笨,當出現瑣碎的垃圾或髒物時人們常常懶得拿吸塵器出來,Dustbuster改變了這一切,吸塵器也可以變得如此小巧、趁手。到了今天,我們身邊家用無線吸塵器與車用吸塵器的應用都因之受惠,是值得信賴的家居幫手。

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生活中無線吸塵器的應用
圖/ 極客公園

電腦斷層掃描

當初為了檢查火箭與登月飛行器零部件的結構是否完整,NASA開發了一種圖像增強技術,能夠觀察到被研究物體表層和結構上的細微變化,後來化妝品公司雅詩蘭黛也利用這項技術對其產品效果進行評估,因為他們發現這項技術也可以觀察人的面部。再到後來,這項技術還被應用到電腦斷層掃描、核磁共振成像、X光照射、顯微鏡檢查等醫療技術,另外在工業製造領域也有相關的應用。

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現代的電腦斷層機
圖/ 極客公園

氣墊式運動鞋

現在低下頭,觀摩一下你腳踩著的運動鞋,想不到它也是阿波羅計畫衍生出來的產品吧?然而事實就是如此,今天的氣墊式運動鞋基本上都採用了當時用來製造太空服的「中空吹塑成型」工藝。當初,阿波羅計畫的工程師為了創造出更能耐受撞擊與壓力的航空服,發明了將耐壓材料加熱軟化,放在模具裡,向其中吹入高壓並利用空氣壓力將材料均勻制型的製造技術,即「中空吹塑成型」。

到了1977年,前NASA航太工程師弗蘭克·魯迪(M. Frank Rudy)想到將這種工藝應用在運動鞋中,不僅可以提供良好的避震性,還能使鞋底受力更加均勻。他曾向愛迪達推銷這種「尖端」的技術,但似乎受到了對方的懷疑與拒絕,然後他轉向了勢頭正盛的NIKE公司,而NIKE接受了這一技術提案,製造並推廣了氣墊式的運動鞋。到了今天,你在NIKE的貨架上還能看到命名為「登月」系列的跑鞋,只不過並不主打氣墊科技,更像是一種名義上的致敬。

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採用覆蓋全腳掌氣墊的 Air Max 720 NIKE鞋
圖/ 極客公園

這種「隨地可見」的產品好像一直在提醒著人們:曾經登月還是無數人高不可攀的夢想,而現在一些用來實現這個夢想的科技,已經被人們踩在了腳下。

太陽能電池板

現代化的太陽能電板也在阿波羅計畫中成為了成熟、可靠的能源技術,這種可持續的能源使得衛星和月球車能夠源源不斷地從太陽輻射中獲取能量,極大限度地提升了機器服役的時間。太陽能電板現在廣泛應用在計算器、街燈、衛星、探測器以及部分辦公樓、住宅的供電系統中。值得一提的是,蘋果公司作為極力宣導使用綠色能源的科技公司,在2014年就宣佈其資料中心均已採用可再生能源供電,包括坐落在世界各地的龐大太陽能電池板陣,另外,蘋果公司的全球總部Apple Park整棟建築也採用了清潔能源,其中大部分源自佈滿樓頂的太陽能電池板。

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Apple Park鋪設的屋頂太陽能裝置,總功率達到17兆瓦
圖/ 極客公園

燃料電池

近年來新能源汽車逐漸進入人們的視野與購買清單裡,除了以特斯拉(Tesla)為代表的電動汽車,有時也能看到傳統車廠推出了燃料汽車的新聞,豐田Mirai、本田Clarity都是已經面世量產的產品,作為新能源動力,燃料電池兼顧傳統電動能源可再生與燃油動力續航強補充快的優點。這項或許代表著未來新能源汽車方向的技術,在阿波羅計畫之前的NASA雙子星計畫中就得到了應用,用來代替巨大、笨重且效率低下的蓄電池,但這種超前的技術還不夠穩定,當時火箭的逃生系統也不夠成熟,執行任務的太空人需要承受了極大的壓力與風險,好在這為後來的阿波羅計畫鋪就了科技基礎。到了阿波羅計畫時期,燃料電池成為了真正可信賴的動力源泉,從968年到1972年,阿波羅計畫全部11次載人任務中都使用了燃料電池,這套能源系統沒有出現任何事故。

燃料電池
阿波羅13號上的燃料電池
圖/ 極客公園

消防衣

浩大的阿波羅計畫並不是一帆風順的,就在第一次載人任務阿波羅1號例行測試時,機艙內因為莫名的原因發生火災,三名太空人便全部不幸遇難。之後,NASA為了進一步保護太空人的安全,委託美國孟山都公司研製出一種名為「Durette」的聚合物紡織品,具備高指標的防火性,隨後NASA又組織Scott Aviation公司研發了包括氧氣面罩、氧氣罐、傳輸導管、鋁制架構的輕型呼吸系統,今天主要的呼吸面罩仍然參考了這套系統的部分設計。這些「事後諸葛亮」發明的消防裝備,不僅給予後來太空人存活的保障,也保護了現代社會中無數搶救火場的消防員的人身安全。

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身著消防衣的消防員
圖/ 極客公園

搖杆/滑鼠

搖杆不是NASA發明的,20世紀60年代,控制搖杆就被廣泛應用在無線電飛機模型玩具中,在阿波羅計畫裡NASA採用搖杆來控制月球著陸器與月球車,一方面印證了搖杆這種控制工具的便利與可靠,另一方面這也像是一種大玩具式的浪漫,就像伊隆·馬斯克旗下公司The Boring Company的超級高鐵(Hyperloop)專案中,工人們手持XBOX遊戲機控制鑽掘機挖掘隧道的情景。

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曾在RR拍賣公司拍賣過的阿波羅15號登月艙控制搖杆
圖/ 極客公園

除了搖杆這種有趣的控制方式,還有一種控制工具也在阿波羅計畫中出現過身影,那就是滑鼠。眾所周知滑鼠的發明者是道格拉斯·恩格爾伯特(Douglas Engelbart),他在阿波羅計畫時期正是NASA屬下的一名工程師,他想到用「點擊控制」的方式取代鍵盤,並製作了滑鼠的原型機——一個帶有1個按鈕和2個輪子的木盒子。

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道格拉斯·恩格爾伯特拿著他的滑鼠原型機
圖/ 極客公園

石英鐘

像登月這樣複雜的航太活動,對於時間精確度的要求也是非常之高,在關鍵的時刻分秒之差或許會釀下無可挽回的錯誤,阿波羅計畫的工程師們對此耿耿於懷,並委託General Time公司製作精密的時鐘儀器,並基於它推算整個任務的大小時間節點。最終,這群美國工匠雖然不是首先發明了石英鐘,但他們製造的石英鐘有著當時全世界鐘錶儀器裡最精確的表現,一年時間的誤差僅為1分鐘。之後伴隨著美國矽谷的崛起,這種依賴微電子技術的鐘錶借助其越發低廉的成本,一點一點地侵蝕著傳統機械手錶的市場,最終在日本鐘錶廠商手中發揚光大,掀起了鐘錶業的石英革命。今天,大多數平價鐘錶都使用這種廉價又準確的鐘錶技術。

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1969年精工生產的Astron手錶機芯,它是世界上第一款採用石英鐘技術的手錶
圖/ 極客公園

脫水蔬菜

月球是目前為止人類去過最遠的地方,成功登月的阿波羅11號執行任務花費了8天的時間,這段時間如何儲存太空人的食物?聰明的NASA工程師想到將新鮮的食物冷凍並脫水乾燥,以此延長食物的保質期,並能大幅較少重量,一般來說經「冷凍乾燥技術」處理後的食物重量約為原先的20%,最後一點,還能保留約98%的營養成分。再一次沒有想到,在最將就的食物之一泡麵裡,附贈的蔬菜包一開始竟然是為登月準備的。

蔬菜包
速食麵包裝內常見的蔬菜包
圖/ 極客公園

這一切值得嗎?

阿波羅計畫帶來的收益似乎難以估計,但整個計畫耗資254億美元是非常明確的(根據GDP平減指數調整通貨膨脹率,其耗資換算到2018年的美元約為1530億),面對如此巨額的經濟代價,就有如1970年贊比亞修女瑪麗·尤肯達(Mary Jucunda)寫給NASA的信一樣的質疑聲,「為什麼地球上還有那麼多孩子吃不上飯,卻還要為遠在火星的項目花費數十億美元?」在NASA擔任科學副總監恩斯特·史都林格(Ernst Stuhlinger)很快回了信,那封著名的「為什麼要探索宇宙?」。

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阿波羅8號在月球軌道拍攝的地球,這張照片也被恩斯特·史都林格附在了回信上
圖/ 極客公園

「太空旅行無可置疑地是一項充滿挑戰的事業。通往火星的航行並不能直接提供食物解決饑荒問題。然而,它所帶來大量的新技術和新方法可以用在火星項目之外,這將產生數倍於原始花費的收益。」

正如他所言,阿波羅登月計畫除了上面列舉的十項產品和技術外,根據2015年NASA的統計,還催生了超過1800項衍生品,美國斯坦福大學航空航太工程系教授哈伯德(Scott Hubbard)曾經指出,政府每往宇航專案中投入1美元,就可以產生7到8美元的價值。隨著時間的推移,由這些科學技術轉化的經濟效益與社會影響,或許越來越難以衡量,但毫無疑問的是,登月是人類歷史上最偉大的技術成就,並在一定程度上改變了人類發展的軌跡。

最後

阿波羅計畫的意義,遠不止上述。如果你細心觀察世界的各個角落,會發現很多與之呼應的細節,在科技圈尤是如此。比如微信(WeChat)啟動頁的地球圖片,那張人類拍攝的第一張地球全景圖,就是在阿波羅17號執行任務時捕捉下的動人瞬間。還有賈伯斯(Steve Jobs)曾說被一本六、七十年代的雜誌影響了自己,那本名為《全球概覽》的雜誌大量引用了阿波羅飛船拍攝的宇宙照片,第一期與最後一期封面同樣是阿波羅17號拍下的地球全景圖,後來,在iPhone預設壁紙選項中,也總有一張相似的地球全景照片。

伯茲·艾德林
2017年極客公園創新大會演講台上的伯茲·艾德林
圖/ 極客公園

在著名動畫影片《玩具總動員》中也有阿波羅計畫的「遺產」,經典的巴斯光年(Buzz Lightyear)角色的創意取自阿波羅11號的太空人伯茲·艾德林,哦對了,當年登月時那枚著名的腳印就是他留下的,前年他也來到了極客公園創新大會的現場,與我們分享了他親歷的登月冒險與他眼中的未來太空。

超前的技術革新、全領域基礎科學的進步、以及令無數人振奮的精神勢能……如此等等,就是登月計畫給現在的我們帶來的變化與影響,相信在未來相當長的一段時間,「登月」帶給的力量仍將持續作用在我們每個人身上,借用巴斯光年的名言,願我們一直向前:「飛向宇宙,浩瀚無垠!(to infinity and beyond)。」

本文授權轉載自:極客公園

關鍵字: #太空科技
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思科:打造智慧轉型韌性基礎的關鍵 人才培育與科技
思科:打造智慧轉型韌性基礎的關鍵 人才培育與科技

人工智慧(AI)正以前所未有的姿態重塑全球政府與企業的數位轉型藍圖,帶來一場深刻的變革。這股浪潮不僅預示著效率與生產力的巨大躍升,同時也為組織帶來嚴峻挑戰。如何駕馭 AI、確保資訊安全、並同時兼顧永續發展,成為當今各國政府與企業亟需面對的核心課題。在這樣一個充滿挑戰與無限機會的時代,全球網路與資安科技大廠思科(Cisco),憑藉其完整的產業生態系和豐富的跨國合作經驗,正積極扮演關鍵的賦能者角色,所推動的台灣數位加速計畫(Taiwan Digital Acceleration, TDA)也已邁入3.0階段。思科認為,值此時刻組織需要為數位轉型建立具韌性的基礎,而關鍵不只是科技,更重要的是人才培育。

AI雖解決人力短缺問題 但人員更需學習駕馭AI

負責思科國家數位加速計畫(CDA),與多國政府密切合作的思科全球資深副總裁暨全球創新長Guy Diedrich,談到當今各國政府與企業正在面臨融合著AI、資安與永續發展的數位轉型趨勢,而在此過程中關鍵的是,組織必須透過科技與培育人才來為此波轉型打造具韌性的基礎。

思科
思科全球資深副總裁暨全球創新長Guy Diedrich
圖/ 思科

Diedrich進一步表示,未來的職位已不再是用職務說明書來衡量,而是以工作流程為核心,人力會在不同階段介接不同科技,可能是AI、機器人、人形機器人甚至量子電腦,因此人力與科技的整合也特別重要。思科台灣總經理林岳田也舉例,過去在地端、雲端網路設備有各自的管理平台,未來除了將化繁為簡整合為單一平台外,許多資料搜集比對的例行工作由AI取代,但關鍵的決策判斷仍會交由人力負責,因此培育員工學習AI也更加不可或缺。

過去從TDA 1.0計畫推動至今,透過思科網路學院(Cisco Networking Academy),思科與合作夥伴已經在台灣培育超過17萬名技術人才。提供從網路工程師認證(CCNA)、網路高級工程師(CCNP)到網路專家(CCIE)等,針對不同職務與層級完整的專業培訓,而去年剛推出針對AI架構的網路設計專家(CCDE-AI Infrastructure)認證,在市場上更是炙手可熱。Diedrich強調,未來學習將成為工作中的一部份,持續在職訓練才能確保人員跟上技術的快速發展。

林岳田也指出,思科致力於人才培育不遺餘力,並從多方面投注資源。包括目前已在台灣的北、南、東部區域成立思科網路學院教師培訓中心,作為推動各區域人才培訓的種子基地。同時,思科與合作夥伴晉泰科技在2025年於高雄成立「亞灣AIOT生態系發展基地暨研發中心」,目標是培育5,000名AIOT人才並協助 1,500 人取得國際認證,以解決目前產業智慧轉型卻求才若渴的窘境。而在政府公部門方面,思科近期與國家資通安全研究院 (簡稱「資安院」) 合作「NPO資安共學計畫」,由思科網路學院 (Cisco Networking Academy) 提供課程與平台資源,資安院負責在地招募與社群經營,共同構築永續的公益資安生態系。

思科
思科台灣總經理林岳田
圖/ 思科

完整生態系整合多元科技 一同推動AI創新

數位轉型另一項重要關鍵就是科技,尤其當今企業都在思考如何利用AI推動創新。思科與18家合作夥伴,從TDA 1.0到3.0計畫,共同實踐30個創新專案。其中TDA 1.0著重智慧城市、企業 5G專網、資訊安全和數位醫療照護等核心領域,奠定數位轉型基礎;TDA 2.0計畫除了延續並深化前述智慧城市與智慧交通,也因應新冠疫情下的醫療照護需求,為長者提供遠距學習、遠距醫療等樂齡生活應用,同時拓展金融韌性等創新場景。而在離岸風電計畫中,更利用5G結合VR眼鏡解決方案,協助當時因為疫情封控而無法來台支援的國外風機維護工程師,進行遠距教育訓練。

而TDA 3.0計畫中聚焦永續發展、資安韌性和AI驅動的智慧轉型,其中指標性專案之一,便是以高雄港為場域的智慧港口解決方案。提供從貨輪進港到貨櫃卸貨、起重機遠端操作監控等全自動化營運,可提升人員工作效率並確保安全。同時此方案中也兼顧永續發展需求,透過感測器可將各種機具設備的碳排資料回傳,完整監控能源使用情形。

人員短缺不只是運輸業也是許多產業共同面臨的難題,思科與合作夥伴針對醫院推出行動醫療推車,就是利用AIOT、無線/有線網路整合結合Webex視訊系統等,能協助遠端醫師迅速掌握病情,在第一時間提供專業判斷,或協助護理師迅速正確完成數據輸入工作。思科全球副總裁黃志明也強調,科技的運用更重要的是化繁為簡,透過整合算力、網路、資安與儲存功能的AI PODs一體機伺服器,讓許多TDA 3.0專案能專注於應用開發,加速落地部署。

黃志明進一步表示,思科能協助企業導入部署各項AI創新方案,得力於生態系中有擅長應用開發、技術架構、顧問諮詢等不同領域的合作夥伴,彼此在開放、包容的平台上運作,因此能協助企業加速智慧轉型並提升企業價值。

思科
思科全球副總裁黃志明
圖/ 思科

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