Listening Practice: A Robot That Builds Its Own Optics Experiment

Listening Practice: A Robot That Builds Its Own Optics Experiment

In an optics lab, a graduate student can spend a whole afternoon getting two mirrors to line up, and never once test the material she came to study.

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在光学实验室里,搭好一台实验装置有时候比做实验本身更花时间。研究人员要把激光、镜片、反光镜和晶体一件件摆到台面上,再一点点调角度;一次搭建可能要几天,复杂的要几个月。1
你手里的设备就靠这类实验定型。手机屏幕、电视面板、太阳能电池在量产之前,都要让特定性质的光穿过候选材料,测出它怎样吸收、折射和放出光,而这些装置目前几乎全靠人手搭建。
MIT 的一个团队把这件事交给了机器人。整套装置主体是一条七关节的机械臂,装在金属台面上;镜片、反光镜和其他零件各自固定在一个 3D 打印的塑料盒里,盒子顶部印着方形编码,机械臂一扫就知道里面是透镜还是反射镜、尺寸多大。盒子底部带磁性,放下去就稳住。调角度用的是夹在镜架上的无线小工具,它转动旋钮的精度不输人手;台面上方还有两台相机俯瞰整个实验。剩下的是软件:机械臂站在哪里、怎样安全地拿起一个零件、放到哪个位置、路上怎样不撞到已经摆好的部件,都由程序算好。
演示项目是搭一个激光腔——两面镜子相对,中间夹一块晶体,光在里面来回反射,每次穿过晶体都被放大,最后射出激光。这对新手不是一下午能学会的操作。机器人自主完成五十个动作,半小时内搭出一个能工作的激光腔;研究团队随后故意把台面上的部件碰歪,系统测到激光变弱,自己把光路重新调准。这一整套流程,论文里称为闭环的机器人装配、对准与自我恢复:A Framework for Closed-Loop Robotic Assembly, Alignment and Self-Recovery of Precision Optical Systems1
团队成员、研究员 Sachin Vaidya 这样描述一次运行的开始:零件是随机散放的,结束时台面上是一台机器人自己搭好的、正在工作的激光。团队还打算把装置接到云端界面上,让使用者远程提交实验方案,由机器人自己搭好、跑完。眼下他们先把机器人对准了碳捕获材料:用特定性质的光照上去,看这些材料能吸收多少二氧化碳。MIT 物理学教授 Marin Soljačić 说,机器人不会觉得无聊,它可以昼夜不停地干这些枯燥的活,把时间还给科学家。

关键词

  • optics:光学,这里指用光做测量的实验领域
  • laser:激光
  • lens:镜片、透镜
  • mirror:镜子、反光镜
  • component:组件、零件
  • alignment:对准;corrected the alignment 是把光路重新调准
  • knob:旋钮,调角度时转的就是它
  • cavity:腔;laser cavity 是两镜夹一块晶体的激光腔
  • wireless:无线的
  • by itself:自动地、靠自己,不是"单独一个人"

长难句抓主干

The system noticed the laser getting weaker and corrected the alignment by itself.
主干是 The system noticed ... and corrected ...,意思是"系统发现激光正在变弱,自己把光路调了回来"。中间的 the laser getting weakernotice 后面的结构,表示察觉到一个正在发生的变化;句末的 by itself 修饰 corrected,强调没有人动手。

证据边界

这套系统本月才在一个机器人会议上亮相,团队自己把它称为第一步:目前还没有从这套装置里得出关于新材料的结果,每次实验要测什么,仍然由人决定。它展示的是把搭建和对准自动化,以及在被扰动之后自动恢复;"机器人可以昼夜不停地做实验"是研究者的设想,不是已经运行的实验室日程。

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