飞机上为什么不能带液体呢?
青少年该如何在日常生活中保护自己免受不必要的伤害呢?
发现有人触电我该怎么办呢?
......
上面这些生活中的问题是不是也曾困惑过你呢?其实它们都属于“公共安全”。
“青年科学家科技前沿课”第2期由清华大学工程物理系(公共安全研究院)研究员陈涛老师为青少年讲授有趣的“公共安全”。同学们参与的热情十分高涨,课程开始前就线上发来好多问题希望得到科学家的解答。陈老师讲课后对优秀问题进行了精彩的回答,不仅如此,被选中问题的小朋友,中国科技馆还向他们寄出了由科学家亲笔签名的“科学家的回信”。
想更多地了解“回信”,请戳这里 有一封科学家的回信请接收...
收到一封“科学家的回信”是不是很让人心动呢?快来看看被选中的同学们都提了哪些问题吧!
问题一
消防安全是公共安全非常重要的一部分,我们人类可不可以利用机器人灭火?我们怎样能让机器人听从指令?对于机器人的控制,我们有哪些具体的方法?
陈老师:这是一个好问题。消防安全是公共安全非常重要的一部分,消防机器人其实从十几年前就开始用了,比如大型的体育场馆、展厅里面会有消防水炮,它可以自动对火灾进行识别、定位,然后喷水去灭火,这是最简单的一种机器人类型。现在正在研究履带式的、可以爬楼梯的机器人,当隧道、地铁里面发生火灾的时候,这个机器人可以进入隧道里面找到着火的地方,一边排烟一边灭火。
因为机器人有硬件、软件,我们会按照机器人的编程方法来控制它。一些科幻电影里有很多液体、金属机器人,现在的技术还无法做到。控制机器人的具体方法,我们现在用到的有图像识别技术,可以在一片烟雾中识别火源;定位技术,定位火源的位置、机器人该往哪个方向走;还有机器人行走的技术,怎样在楼梯上行走、在复杂的环境下行走、在废墟里行走等加强机器人自身稳定控制的技术,用以保证机器人可以尽快到达灾害现场,尽快灭火。
问题二
怎样发现地震后残骸里有生命的人?
陈老师:大家在电视上经常会看到大型地震后救援队拿着各种各样的仪器,在废弃的建筑、瓦砾堆里面去探测生命的迹象。2005年的时候,美国超视安全系统公司已经把生命探测仪研究出来了。美国麻省理工学院的博士大卫·席斯(David Cist)创造性地将雷达超宽频技术(UWB)应用于安全救生领域,探测生命迹象。
瓦砾之下,人的体温和周围建筑的温度是不一样的,还会有声音、动作等迹象,这些都是我们研发生命探测设备最主要的方向。当前生命探测仪有以下几类:第一种红外生命探测仪,可以穿透建筑等固体找到高温的物体;第二种是通过声音振动的方式,检测废墟里面哪些地方是有声音的,哪怕是呼吸都能听得到;还有一种现在正在研究的蛇眼生命探测仪,仪器可以用很小的导管或者玻璃纤维深入到废墟里面去,看到人在什么地方,是否有生命的迹象;第四种就是前面提到的超宽谱雷达生命探测仪(UWB),去探测瓦砾下是否有人的存在...随着科学技术的发展,相信会有越来越多的新技术运用到地震废墟下的人员探测过程中。除此之外,警犬也会用在废墟下的生命搜救中。
问题三
公共安全与我们每个人都息息相关,涉及到卫生、交通、消防、食品等很多方面,如果在抢险救援中,仪器设备失控或者出现问题时,应该怎样应对呢?
陈老师:这个问题非常好。由于灾害现场的环境条件非常恶劣、复杂,比如有强风暴雨、高温、极寒等条件,抢险救灾中仪器设备失控或者出现问题确实是常见的,例如:在零下30摄氏度的时候,电池就不能正常使用了。所以我们要做的,就是加强对救援设备在极端条件下使用的检测。清华大学合肥公共安全研究院就建立了一个大型的风洞,风速为0-80米/秒,相当于19级台风的速度;能模拟0-250毫米/小时的降雨量,0-150毫米/小时的降雪量,10%-90%的湿度,零下40摄氏度的温度等。把所有这些极端灾害条件在风洞中耦合在一起,来检测、验证这个设备是不是过关。
此外,机械故障的原因也会造成设备、设施没办法使用,只能通过在灾害救援过程中多备份一些仪器设备来应对。
问题四
我坐过几次飞机,为什么坐飞机不能带液体呢?
陈老师:不是所有的液体都不能带上飞机,也不是所有的非液体都能带上飞机,有些浆体或者粘稠的胶状物质也是不能带上飞机的。我们在安全检测的时候,将液体、胶体中的正常组成物质和有毒有害物质区分出来是很难的。如果能够在安检的时候明确出来这就是一瓶水或者一瓶饮料,当然是可以带上飞机的,因为飞机上也会正常提供饮品,不会造成灾害,但目前无法用快速检测的方法将水、浆体或胶状物质中的有毒有害物质检测出来,所以只能去控制单罐的携带容量和总容量,保证所带的剂量在飞机上不会发生重大的灾害,不会发生一些人为的、蓄意的恐怖事件。这就是为什么不能随身携带液体、压缩气体及凝胶状物体上飞机的原因,其实也是为了乘客的安全。
问题五
当我看到别人触电的时候,我第一时间应该怎么做?
陈老师:这种情况在日常生活中是经常能碰到的。触电的时候人常常会处于无意识的状态,可能由于肌肉的抽搐痉挛而抓紧带电体,不能自行摆脱电源。使触电人尽快脱离电源的方法有很多,我们要根据现场具体情况来定。触电情况大致可分为三类:
第一类是低电压的触电,通常电压为180V,220V等。这时候我们首先要做到切断电源,拉闸断电;第二,就是切断电源线,在低电压触电的情况下可以把电源线剪掉;第三,就是用绝缘的棍棒、塑料、木棒等把电线从触电人身上挑开。
第二类是高压触电。第一种方法也是切断电源,但在外面往往很难找到高压线;当无法拉闸断电或切断电源时,可以拿一些金属的物质扔到导电的物质上,使它出现短路,迫使高压设备启动自动保护装置,切断电源。高空抛掷时要注意防火,抛掷点尽量远离触电者。
第三类是跨电压触电。跨电压触电就是有高压和低压两种触电的情况。我们经常看到一些麻雀站在电线上但不会触电,因为这时是等电位的,人也同理。但是当人受到跨步电压时,高电压和低电压之间马上就会产生电流。这时候,除了断开电源,救护人一定要穿绝缘靴或单脚着地跳到触电者身旁,紧靠触电者头部或脚步,把他拉成躺在等电位地面上(即身体躺成与触电半径垂直位置)。
最后,关于急救,如果触电者神志不清,但呼吸和心跳正常,我们实施正常急救即可;如果触电者已经停止呼吸,应迅速用心肺复苏术进行抢救。
想“听”科学家陈涛老师现场解答问题的同学,视频已经为你们准备好啦!
上面这些回答,是不是也解答了你心中的疑惑呢?
好奇心是人的天性,相信生活中你也一定有许多问题想问科学家吧!爱因斯坦说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”敢于提出问题,往往比提出一个问题更重要。提出问题往往意味着新的机会、新的可能性,甚至还需要我们的创造力和想象力。“青年科学家科技前沿课”每一期都将开设“我问科学家”活动,旨在激发青少年的好奇心,鼓励大家善于从生活实际中发现和提出问题,在好奇心和问题的驱使下勤于思考,了解更多科学知识,掌握更多科学方法。
我们会在活动开始前发布“我问科学家”问题征集令,如果你在生活中是一个乐于思考的人,如果你有问题希望得到科学家的解答,欢迎积极参与,说出你的疑问,也许下一个获得科学家亲笔签名回信的就是你啦!
中国科学技术馆展览教育中心李俊漪供稿