會吃汙染物的機器人
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0:01 - 0:02嗨,我是工程師,
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0:02 - 0:04我製造機器人。
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0:04 - 0:08當然你們都知道機器人,對吧?
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0:08 - 0:10如果你不知道,
你大概會用谷歌 (Google), -
0:10 - 0:12查一下什麼是機器人。
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0:12 - 0:13我們也來試一下。
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0:14 - 0:16我們用谷歌得到這些。
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0:16 - 0:20你可以看到這裡
有很多種不同的機器人, -
0:20 - 0:23但是它們很明顯在結構上都很像人。
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0:23 - 0:25而且它們有傳統的外型,
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0:25 - 0:27因為它們有塑膠、金屬,
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0:27 - 0:30還有馬達、傳動裝置等等。
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0:30 - 0:31有些看起來很友善,
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0:31 - 0:34你可以過去抱一下。
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0:34 - 0:35有一些就不那麼友善,
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0:35 - 0:36它們看起來好像從
《魔鬼終結者》裡直接走出來, -
0:36 - 0:39事實上它們的確很可能是從
《魔鬼終結者》裡出來的。 -
0:39 - 0:42你可以用這些機器人
做很多很酷的事, -
0:42 - 0:44很令人興奮的事。
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0:44 - 0:47但是我想研究不同種類的機器人。
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0:47 - 0:49我想製造不同種的機器人。
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0:49 - 0:53我的靈感來自跟我們不太像的東西,
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0:53 - 0:54反而像這樣的東西。
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0:55 - 0:57這些都是天然的生物體,
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0:57 - 1:00它們會做很酷的事,我們做不到的,
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1:00 - 1:02而且目前的機器人也做不到。
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1:02 - 1:05它們會做各種很厲害的事,
像在地板上移動; -
1:05 - 1:08它們會去花園,吃我們的作物;
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1:08 - 1:09它們會爬樹;
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1:09 - 1:11它們會入水出水;
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1:11 - 1:14它們捕捉並消化昆蟲。
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1:14 - 1:16它們會做很有意思的事情。
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1:16 - 1:19它們生存、呼吸、死亡,
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1:19 - 1:21它們會吃環境裡的東西。
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1:21 - 1:24我們現有的機器人不會做這件事。
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1:24 - 1:25那麼,這不是很棒嗎?
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1:25 - 1:29如果你可以在未來的機器人上
應用這些特點, -
1:29 - 1:31不就可以解決某些非常
有意思的難題? -
1:31 - 1:34我要讓大家看目前
在環境中的幾個難題。 -
1:34 - 1:35我們可以運用
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1:35 - 1:41從這些動植物得到的技巧及科技,
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1:41 - 1:43我們可以用來解決這些問題。
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1:43 - 1:46我們來看兩個環境問題。
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1:46 - 1:47兩者都是人搞出來的──
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1:47 - 1:50這是人跟環境互動
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1:50 - 1:52所做出的一些很討厭的事。
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1:52 - 1:56第一個問題跟人口壓力有關。
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1:56 - 1:59全世界的人口壓力
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1:59 - 2:03讓農業必須生產更多的作物。
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2:03 - 2:04那麼,要做到這點,
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2:04 - 2:07農夫得施更多化學製品到田裡。
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2:07 - 2:10他們得施肥料、硝酸鹽、殺蟲劑──
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2:10 - 2:13各式各樣的東西促進作物成長,
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2:13 - 2:15但是這有負面影響。
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2:15 - 2:19其中一個負面影響就是,
如果你在田裡施很多肥料, -
2:19 - 2:21不是所有的肥料都會被作物吸收。
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2:21 - 2:24很多會留在土裡,
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2:24 - 2:25然後下雨時,
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2:25 - 2:28這些化學品就會流進地下水裡。
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2:28 - 2:29順著地下水,
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2:29 - 2:33它們會流進小溪、湖泊、河流,
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2:33 - 2:34然後進入海洋。
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2:34 - 2:37如果你把這些化學品,這些硝酸鹽,
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2:37 - 2:39放進像這樣的環境中,
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2:39 - 2:42生活在這些環境內的生物
就會受到影響── -
2:42 - 2:44譬如藻類。
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2:44 - 2:47藻類很愛硝酸鹽,它喜歡肥料,
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2:47 - 2:49所以它會吸收這些化學製品,
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2:49 - 2:52在適宜的條件下,它會大量繁殖。
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2:52 - 2:54它會繁殖出一大團又一大團的新藻類,
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2:54 - 2:56稱為藻華。
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2:56 - 2:59麻煩的是當藻類像這樣繁殖,
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2:59 - 3:01它會耗盡水中的氧。
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3:01 - 3:02一旦如此,
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3:02 - 3:06其它水中生物就無法生存。
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3:06 - 3:08那,我們要怎麼辦?
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3:08 - 3:12我們試著做出一種
會吃水藻的機器人, -
3:12 - 3:14吃光水藻又很安全。
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3:14 - 3:16所以這是第一個問題。
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3:16 - 3:18第二個問題也是我們的傑作,
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3:18 - 3:20它跟油的汙染有關。
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3:21 - 3:25油從我們使用的引擎、
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3:25 - 3:26船隻中釋放出來。
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3:26 - 3:29有時候油輪會把油排放到海洋,
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3:29 - 3:31所以油就這樣流到海裡。
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3:31 - 3:34這樣不是很好?
如果我們可以想辦法用機器人 -
3:34 - 3:39吃掉油田產生的汙染物?
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3:39 - 3:41所以那就是我們做的。
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3:41 - 3:43我們製造能吃汙染物的機器人。
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3:44 - 3:45要實際製造出機器人,
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3:45 - 3:48我們從兩種生物取得靈感。
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3:48 - 3:50你看到右邊的那張是姥鯊。
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3:50 - 3:53姥鯊是一種大型鯊魚。
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3:53 - 3:56牠並非肉食性,
所以你可以跟牠一起游泳, -
3:56 - 3:57就像你在這裡看到的。
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3:57 - 3:59姥鯊張開嘴巴,
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3:59 - 4:02游過水裡,收集浮游生物。
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4:03 - 4:05這麼做的同時,牠消化食物,
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4:05 - 4:09然後利用在體內
產生的能量繼續活動。 -
4:09 - 4:11所以,我們能不能做
像那樣的機器人── -
4:11 - 4:14像姥鯊一樣可以在水中徐徐前進,
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4:14 - 4:16然後吃掉汙染物?
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4:16 - 4:18嗯,我們來看看能不能做到。
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4:18 - 4:21我們也從其它生物獲取靈感。
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4:21 - 4:23我這裡有一張水椿的照片,
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4:23 - 4:25水椿真的很可愛。
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4:25 - 4:26當它游水時,
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4:26 - 4:29就用船槳般的腿將自己推向前。
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4:30 - 4:32所以我們取兩者所長
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4:32 - 4:35結合在一起,做成一種新型機器人。
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4:35 - 4:38事實上,因為我們從水椿得到靈感,
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4:39 - 4:41而且我們的機器人坐在水上,
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4:41 - 4:43它會划行,
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4:43 - 4:45我們就叫它「划水機器人」。
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4:45 - 4:49所以划水機器人是會划水的機器人。
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4:49 - 4:51好,那它長什麼樣子?
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4:51 - 4:53這裡有一些划水機器人的照片,
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4:53 - 4:53你們看,
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4:53 - 4:57它一點都不像我們
一開始看到的機器人。 -
4:57 - 5:00所以谷歌錯了,
機器人不像那樣, -
5:00 - 5:01它們像這樣。
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5:01 - 5:03我這裡有一隻划水機器人。
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5:03 - 5:04我拿起來給你們看。
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5:04 - 5:06讓你們了解一下它的大小,
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5:06 - 5:08而且它跟其它的都不像。
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5:08 - 5:10好,它是塑膠做的,
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5:10 - 5:12現在我們來看一下
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5:12 - 5:13划水機器人的組件──
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5:13 - 5:15使它特別的地方。
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5:16 - 5:19划水機器人由三個部分組成,
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5:19 - 5:22這三個部分真的很像任何生物的部分。
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5:22 - 5:24它有個頭腦,
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5:24 - 5:25它有身體,
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5:25 - 5:27而且它有胃。
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5:27 - 5:30它需要胃以產生能量。
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5:30 - 5:32任何划水機器人都有這三個組件,
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5:32 - 5:34就像任何生物都有這三個部分一樣。
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5:34 - 5:36我們就一個個來看。
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5:36 - 5:38它有身體,
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5:38 - 5:39它的身體由塑膠製成,
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5:39 - 5:42而且它可以坐在水面上。
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5:42 - 5:45它的蹼在旁邊這裡──
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5:45 - 5:46幫助它移動,
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5:46 - 5:48就像水椿一樣。
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5:48 - 5:50它有個塑膠的身體,
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5:50 - 5:52而這裡有一張軟橡膠做的嘴,
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5:52 - 5:54這裡還有另一張嘴──
它有兩張嘴。 -
5:54 - 5:56會什麼要兩張嘴?
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5:56 - 5:58一張讓食物進來,
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5:58 - 6:00另一張讓食物出去。
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6:00 - 6:03所以你們可以看到它有嘴有臀,
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6:03 - 6:04或是說 ──
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6:05 - 6:06東西排出去的地方,
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6:06 - 6:09就像真的生物一樣。
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6:09 - 6:12所以它開始看起來像那個姥鯊了。
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6:12 - 6:13這是身體。
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6:13 - 6:16第二個部分可能是胃。
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6:16 - 6:20我們必須讓要處理污染的
機器人得到能量, -
6:20 - 6:22所以汙染從這裡進,
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6:22 - 6:23它會搞一下。
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6:23 - 6:27中間這裡有個電池,
稱作微生物燃料電池。 -
6:27 - 6:30我把這個放下來,
把這個燃料電池拿起來。 -
6:30 - 6:32這裡沒有電池,
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6:32 - 6:34也不用是傳統的電力系統,
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6:34 - 6:36它有一個這個。
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6:36 - 6:37這是它的胃。
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6:37 - 6:38它真的是一個胃,
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6:38 - 6:42因為你可以把能量放在這邊,
以汙染物的形式, -
6:42 - 6:43它產生電力。
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6:43 - 6:44所以這是什麼?
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6:44 - 6:46這稱為微生物燃料電池。
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6:46 - 6:48這跟化學燃料電池有點像。
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6:48 - 6:50你大概在學校看過,
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6:50 - 6:51或者在新聞裡看過。
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6:51 - 6:54化學燃料電池利用氫及氧,
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6:54 - 6:57把兩者結合你就得到電力。
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6:57 - 7:00這是成熟的技術;
在阿波羅太空計畫裡就有了。 -
7:00 - 7:02那是四、五十年前。
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7:02 - 7:04這個比較新。
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7:04 - 7:05這是微生物燃料電池。
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7:05 - 7:06運用同樣的原理:
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7:06 - 7:08氧氣在一邊,
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7:08 - 7:10但是另一邊不是氫氣,
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7:10 - 7:11而是一種混和液,
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7:11 - 7:14在這種混和液中有活的微生物。
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7:14 - 7:17如果你拿一些有機材料──
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7:17 - 7:19可以是某種廢料,食物,
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7:19 - 7:21或許拿一點你的三明治 ──
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7:21 - 7:24你把它放在這裡面,
微生物會吃這個食物, -
7:24 - 7:26然後把食物轉化成電力。
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7:26 - 7:30不僅如此,如果你選對微生物的種類,
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7:30 - 7:34你還可以用微生物燃料電池
處理一些污染。 -
7:34 - 7:36如果你選對微生物,
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7:36 - 7:39微生物會吃藻類。
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7:39 - 7:41如果你用其它種微生物,
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7:41 - 7:45它們能吃石油醚及原油。
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7:45 - 7:48所以你們可以看到怎麼使用這個胃,
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7:48 - 7:51不只處理污染,
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7:51 - 7:54還能從污染產生電力。
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7:54 - 7:57所以這個機器人會在環境中移動,
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7:57 - 7:59把食物吃進胃裡,
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7:59 - 8:02消化吃進的食物,產生電力,
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8:02 - 8:04再用產生的電在環境中移動,
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8:04 - 8:06如此週而復始。
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8:06 - 8:09好,那我們來看看
划水機器人工作的樣子 ── -
8:09 - 8:11當它划的時候。
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8:11 - 8:12這裡我們有幾段影片,
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8:12 - 8:14你們看到的第一件事,
希望大家都看得到, -
8:14 - 8:16是張開嘴巴。
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8:16 - 8:19前嘴和後嘴都張開,
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8:19 - 8:21它會一直張大嘴,
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8:21 - 8:23然後機器人會開始向前划。
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8:23 - 8:24它在水中移動,
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8:24 - 8:27所以食物進去,廢物出來。
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8:27 - 8:29當它移動夠了,
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8:29 - 8:31就會停止,然後閉上嘴巴──
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8:32 - 8:34慢慢閉上嘴──
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8:34 - 8:36然後坐在那裡,
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8:36 - 8:37開始消化食物。
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8:38 - 8:41當然這些微生物燃料電池
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8:41 - 8:42裡面有微生物。
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8:42 - 8:44你真的想要的是很多能量
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8:44 - 8:46從這些微生物得到,愈快愈好。
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8:47 - 8:48但是我們不能強迫微生物,
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8:48 - 8:51而且它們每秒產生很少量的電力。
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8:51 - 8:54它們生產毫瓦或微瓦電力。
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8:54 - 8:56我們多解釋一下。
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8:56 - 8:58譬如說你的手機,
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8:58 - 8:59像這種現代一點的,
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8:59 - 9:01如果你使用它,它需要一瓦。
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9:02 - 9:04所以手機使用的能量
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9:04 - 9:08是微生物燃料電池的
一千或一百萬倍。 -
9:08 - 9:10我們怎麼應付這個情況?
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9:10 - 9:12嗯,划水機器人消化完食物後,
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9:12 - 9:14當它吃了食物,
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9:14 - 9:17它會坐在那裡,
直到食物都消化完為止。 -
9:18 - 9:21那要花好幾個小時,甚至好幾天。
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9:21 - 9:24划水機器人典型的
工作循環週期像這樣: -
9:24 - 9:26你打開嘴巴,
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9:26 - 9:27你移動,
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9:27 - 9:28你閉上嘴巴,
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9:28 - 9:30然後坐在那裡等。
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9:30 - 9:32一旦你消化完食物,
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9:32 - 9:34就可以起來再繼續做相同的事。
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9:34 - 9:37但是你知道嗎,這看起來
很像真的生物,不是嗎? -
9:37 - 9:38它跟我們做的事很像。
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9:38 - 9:41星期六晚上,我們出門,張嘴,
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9:41 - 9:43把胃填滿,
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9:43 - 9:46坐在電視機前面消化。
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9:46 - 9:48我們覺得夠了,又開始做同樣的事。
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9:48 - 9:51好,如果這次循環很幸運,
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9:51 - 9:55在循環結束後
我們會有足夠的剩餘能量, -
9:55 - 9:57讓我們能做別的事。
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9:57 - 9:59例如,我們可送個簡訊。
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9:59 - 10:00我們可送個簡訊說:
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10:00 - 10:03「這是我最近吃掉的污染量;」
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10:03 - 10:05或是,「這是我最近碰到的東西;」
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10:05 - 10:07或是,「我現在在什麼地方。」
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10:08 - 10:11能傳送簡訊說「我現在在什麼地方」,
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10:11 - 10:13是非常非常重要的事。
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10:13 - 10:16如果你們想一下
我們以前看到的水面油汙畫面, -
10:16 - 10:17或非常大片的藻華,
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10:17 - 10:20你真正想做的是
把你的划水機器人送到那裡, -
10:20 - 10:22把汙染物吃光光,
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10:22 - 10:24然後你得去把它們收回來。
-
10:24 - 10:25為什麼?
-
10:25 - 10:26因為眼下這些划水機器人,
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10:26 - 10:28和我這裡的這隻划水機器人,
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10:28 - 10:30裡面有馬達、有線路,
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10:30 - 10:34裡面有生物不能分解的原件。
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10:34 - 10:36當下的划水機器人裡面包含
有毒的電池等東西。 -
10:37 - 10:38你不能把這些留在環境中,
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10:39 - 10:40所以你必須追蹤它們在哪裡,
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10:40 - 10:42在它們完成工作之後,
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10:42 - 10:43你必須收回它們。
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10:43 - 10:46這會限制你能使用的
划水機器人數量。 -
10:46 - 10:47另一方面,
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10:47 - 10:50如果你的機器人有一點像生物體,
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10:50 - 10:53在生命結束時,
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10:53 - 10:55它會死亡且分解無形。
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10:55 - 10:57那不是很好嗎?如果這些機器人
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10:57 - 10:59不像現在由塑膠製成,
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10:59 - 11:01而是用其它的材料,
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11:01 - 11:02當你把它們丟在外面,
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11:02 - 11:04它們就在那裡分解於無形。
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11:04 - 11:07這會改變我們使用機器人的方法。
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11:07 - 11:10與其放 10 或 100 個
機器人到環境中, -
11:10 - 11:11要追蹤它們,
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11:11 - 11:13而且它們死掉以後,
-
11:13 - 11:14還要收回來,
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11:14 - 11:16你可以放一千個,
-
11:16 - 11:18一百萬個,十億個這種
機器人到環境中。 -
11:18 - 11:20把它們散到四處。
-
11:20 - 11:23你知道在它們壽終時
將會分解至無形。 -
11:23 - 11:25你不需要擔心它們。
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11:25 - 11:27那樣會改變你對機器人的想法,
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11:27 - 11:29以及你派遣它們的方式。
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11:29 - 11:31隨之而來的問題是:
你真的可以做得到嗎? -
11:31 - 11:33是的,我們已經讓你看到的確可以。
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11:33 - 11:35你可以製造可生物分解的機器人。
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11:35 - 11:39真正有意思的是,
你可以用生活常見的材料 -
11:39 - 11:40來製造這種可生物分解的機器人。
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11:40 - 11:43我給大家看幾個;
你們可能會很驚訝。 -
11:43 - 11:46你可以用果凍做機器人。
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11:46 - 11:49代替目前機器人用的馬達,
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11:49 - 11:51你可以用人工肌肉。
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11:51 - 11:53人工肌肉是一種智慧型材料,
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11:53 - 11:55你把它們接上電,
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11:55 - 11:57它們會收縮、彎曲或扭轉。
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11:57 - 11:59它們看起來就像真的肌肉。
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11:59 - 12:02所以與其使用馬達,
還不如用人工肌肉。 -
12:02 - 12:05你可以用果凍做人工肌肉。
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12:05 - 12:07如果你可以拿果凍加點鹽,
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12:07 - 12:09然後東搞搞西弄弄,
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12:09 - 12:11就可以做出人工肌肉。
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12:11 - 12:14我們已經讓大家看到可以用紙
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12:14 - 12:16做微生物燃料電池的胃。
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12:16 - 12:19因此你可以用生物分解材料
做整個機器人。 -
12:19 - 12:23你把它們丟出去,
它們將會自己分解。 -
12:24 - 12:25這真的超興奮。
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12:25 - 12:29這會完全改變我們對機器人的想法,
-
12:29 - 12:31也讓你變得非常有創意,
-
12:31 - 12:34想出很多機器人的用途。
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12:34 - 12:35我舉一個例子。
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12:35 - 12:38如果你能用果凍做機器人──
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12:38 - 12:40我們都吃果凍對吧?
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12:40 - 12:43那,為什麼不用這個
做像這樣的東西? -
12:43 - 12:44熊軟糖機器人。
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12:45 - 12:48這裡,我準備了幾個。
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12:48 - 12:50在這裡,我有個袋子──
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12:51 - 12:53我拿了一個檸檬口味的。
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12:54 - 12:56我拿這個熊軟糖──
這不是機器人,好嗎? -
12:56 - 12:58我們要假裝一下。
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12:58 - 13:00你要拿它做什麼?
放到你的嘴巴裡── -
13:00 - 13:02檸檬口味不錯。
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13:03 - 13:06不要嚼太大力,這是機器人,
它可能不喜歡那樣。 -
13:07 - 13:09然後吞下去。
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13:09 - 13:11然後它就跑到你的胃裡。
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13:11 - 13:15它在你的胃裡移動、
思考、扭動、彎曲, -
13:15 - 13:16做一些事。
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13:16 - 13:18然後它繼續跑到你的腸道,
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13:18 - 13:20看看你有沒有潰瘍或癌症,
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13:20 - 13:23或許順便打個針,諸如此類。
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13:23 - 13:25你知道一旦它做完工作後,
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13:25 - 13:28就會被你的胃消化,
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13:28 - 13:29如果你不要那樣,
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13:29 - 13:31它還可以直接通過你,
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13:31 - 13:32掉進馬桶,
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13:32 - 13:34在環境中安全分解。
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13:35 - 13:38所以再說一次,
這會改變我們對機器人的想法。 -
13:39 - 13:43我們從可以吃汙染的機器人開始看,
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13:43 - 13:46然後我們看到可以吃掉機器人。
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13:46 - 13:47我希望這能給大家一點靈感,
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13:47 - 13:50看看我們能如何使用
未來的機器人。 -
13:52 - 13:53謝謝大家!
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13:53 - 13:57(掌聲)
- Title:
- 會吃汙染物的機器人
- Speaker:
- 強納生.羅斯特
- Description:
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來看划水機器人,一種會清除汙染物,而且靠吃汙水就會自我發電的機器人。機器人專家強納生.羅斯特解釋這種特殊的游泳機器,本身使用微生物燃料電池,能中和藻華及油汙,成為可生物分解、自主對抗污染物的機器人先驅。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 14:10
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Melody Tang accepted Chinese, Traditional subtitles for A robot that eats pollution | ||
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