21世紀的盔甲-當代防彈科技 The Amour of 21th Century – Anti-Ballistic Technologies

近的示威活動中曾經多次發生槍擊事件,相信大家都已參閱過各大媒體的報導,詳細案情小編就不再重複了。 無論打槍擊遊戲或是警員搜捕槍手時,防彈背心都是一種不可或缺的護具,這篇文章會重點說明防彈衣的保命原理及最新的物料科技。 廿一世紀的兵器庫裡,槍械仍然是主流的戰爭武器。各式各樣的手槍,衝鋒槍,自動步槍以及狙擊槍,都離不開同一個原理:燃點並引爆火藥,爆炸令槍管氣體澎漲,繼而推動彈頭以高速射出。 發射出的子彈具有一定的殺傷力。那是由於高速運動的彈頭加上細小的彈頭面積令強大的能量轉移在一個很小的接觸面上發生 (例如用同樣的力度按壓手臂時,用一支針比用根手指感覺更痛,更可能會刺穿)。這樣會令目標接觸面承受極大的壓力,若然接觸面強度(Compressive strength)不足,便會被穿透。所以血肉之軀的我們不幸被擊中,肯定會嚴重受傷。 防彈衣的作用就是以高強度物料為人們提供額外的物理保護。根據防彈衣的用料, 一般可分為硬性防彈衣和軟性防彈衣。 硬性防彈衣(Hard body amour) 硬性防彈衣(Hard body amour) 主要是使用高強度金屬製造, 直接利用金屬的強度阻擋彈頭進入身體。最初的防彈衣都是主要使用高強度金屬製造,外形跟中古時代的騎士盔甲相若。即使是現在也有使用鋼板的防彈背衫,雖然防彈性能高但其重量亦會令長期穿著的人機動性下降,因此很多裝備製造商開始研究輕巧且可防彈的物料來解決這問題 – 防彈瓷磚 防彈瓷磚(Anti-ballistic ceramics)

Continue reading21世紀的盔甲-當代防彈科技 The Amour of 21th Century – Anti-Ballistic Technologies

【科技】通訊系統與數據時代

前言 正謂筆鋒可比利刃尖。作為電子工程系的畢業班學生,本文旨在為讀者介紹筆者對通訊工程與未來科技發展之淺見。 引言 現代數碼社會由一系列的資訊科技及產品建構而成,未來的科研發展更聚焦於龐量數據處理。而通訊系統亦從筆者年幼時(有幸)接觸過的第一代無線電通訊系統(The First Generation of Mobile Communication System, 1G)演變成今天油尖旺區滿街推銷廣告的第四代(4G)。可是,大眾未必會去質疑為何一邊受電訊商鼎力推廣「高速流動數據」、「無限上網」等服務計劃的同時又要一邊付款購買數據吧?在理解所謂「頻譜有價」及其於科研未來扮演的角色前,容我先介紹通訊系統的運作原理。 甚麼是通訊? 就通訊工程學角度而言,「通訊」一詞意指將資訊從一端傳送至另一端的過程。[1] 具體例子包括電話將我的聲音傳送至你的聽筒期間的過程、廣播公司將影像傳送至家用電視的過程,甚或是上課時無聊跟同窗寒喧兩句,都屬於一種通訊。大家不難發現這些例子有幾個共同元素,就是都包含了既定資訊、傳送媒界及一對或以上的發送/接收器。以電視廣播系統為例,電視節目裡的影像及聲音就是既定資訊,傳送媒界則是大氣電波,而飛鵝山發射站及觀眾收看的電視則分別是發送器及接收器。當然,我引用的例子及解釋算是相當甚或過於簡化的比喻,技術上如何界定資訊、媒界及發送/接收器是更複雜的一門學問。再者,數碼系統的通訊更包括多層架構:應用層、傳輸層、網絡層、物理層等,而在物理層中的通訊就是電子工程學的研究範圍之一。 頻譜有價 回顧通訊史,古時戰爭所用的號角聲響及煙火訊號所用的傳送媒界是空氣,而今天無線電頻譜就是流動通訊最重要的媒界。對用家而言,可傳送及接收資訊量當然是越多越快越好。理論上,越闊的頻譜可以越快的速度傳輸,惟無線電頻譜是非常有限的資源,故不可能把大部分頻譜都用於一位用家身上。再者,物理學上越高頻的信號只可傳送越短的距離,故無線電頻譜內偏高的頻譜也非電訊服務的合適媒界。參考通訊事務管理局2017年本港無線電頻率分佈圖,基本上無空置而可用的頻譜。[2] 由於本港的無線電頻譜是以拍賣形式向各電訊商租售,其價值理應可由成交價反映:從數碼通及中國移動於2016年投得頻率的成交價可估算每1MHz無線電頻率於15年的使用權約值5千萬港元。[3] 若以平均年租計,即每1MHz的無線電頻譜價值3.33百萬港元,簡直可謂天價。 數據主導的時代 大數據、人工智能、智能城市等等都是科技發展即將奔往的方向,這些灸手可熱的未來科技都免不了需要大量即時數據處理及支援。而跟據Statista提供的數據及統計,全球更有超過一半的網頁流覽次數是依靠流動網絡支援的。[4]

Continue reading【科技】通訊系統與數據時代