水力壓裂技術的應用解放了海量的新天然氣礦藏。現在，西雅圖的新創公司Alta Rock正在開發一種可以用類似方法開采地熱能源的技術，從而讓這種邊緣能源在美國成為不會帶來碳排放的電力和熱的主要來源。
 

今年早些時候，在俄勒岡州的紐貝里火山附近，Alta Rock驗證了這種技術的關鍵部分，一種類似于壓裂的工藝。正如水力壓裂需要把高壓液體泵入地下的頁巖巖層中，來釋放被困在那里的天然氣和石油，這種新技術可以釋放儲藏在地下深處的熱量。與太陽能和風能不同，這些熱量全天二十四小時，不論天氣狀況如何均可以使用。

       地熱發電廠現在提供的能源僅占世界能源需求非常小的一部分——在全世界地熱能源開發量最大的國家之一美國，地熱電站的裝機容量也僅有燃煤電站的1%。

主要問題在于，傳統的地熱發電廠依賴于稀有的地質條件組合。熾熱的巖石必須要伴隨著大量可以方便地抽到地面上，用于推動蒸汽輪機發電的熱水和水蒸氣。巖層必須足夠多孔，才能讓水連續循環、反復加熱，從而維持電站的運行。(地熱泵有時被用來為家庭供暖和制冷，但這些設備不足以用來發電，因為它們是在低得多的溫度下工作的。)

雖然這樣的地質建造是稀有的，但地熱的儲量的確是巨大的。在鉆探可達的深度(10千米深)內，美國地下儲藏的熱可供其使用數千年。包括AltaRock在內的幾家公司正試圖找到獲取更多地熱的辦法。

基本的思路是改變巖石結構，讓水可以從其中流過(研究者把這稱為生成儲層增強地熱系統，即EGS)。這需要用正確的方法把冷水泵入巖層，促使巖石中已有的裂縫擴大，使得水可以通過。過去人們已經嘗試了許多次——他們的努力可以追溯到幾十年前。但是，很難得到足夠多的流動熱水，來證明鉆一口井并建造一座發電廠的投資是值得的。

AltaRock的解決方案借鑒了天然氣開采業的一種處置辦法。讓公司們可以從頁巖中開采到產量有利可圖的天然氣的關鍵進步之一，是沿著一口鉆井在多個點壓裂巖石的能力，這樣減少了需要開掘的鉆井數量。他們的辦法是臨時封堵住鉆井的某一部分，以便在這一段進行水力壓裂，然后再移動到另一個部分。

人們早就知道用同樣的方法可以增加地熱井的熱水產量。但是水力壓裂時堵塞鉆井的技術是不能使用的。地熱井一般要熱得多，而且它們得被設計成能容納更大的水流量才行。新太陽城娛樂城推薦福布斯娛樂城5506.com注冊就送888RMB

AltaRock實質上是發明了一種新的阻塞鉆井的工具。在紐貝里火山附近的地熱井，AltaRock證明利用一種特殊的高分子聚合物來臨時阻塞地熱井是可行的。這種物質在注入熱巖層一段時間后會降解，讓該公司可以移動到地熱井的另一部分。利用這種技術，Altarock在一口井的三個不同區域進行了壓裂操作。在未來的商業化項目中，每口地熱井可以在7處或更多的位置壓裂，這能“大幅度地降低成本”，AltaRock的總裁兼首席技術官蘇珊·佩蒂(Susan Petty)說。她說這種技術是讓EGS有能力與煤競爭的關鍵。

不過，雖然AltaRock的技術是一個關鍵的進步，但地熱能源依然處于初級階段。“AltaRock的技術是很重要，但它只解決了一部分問題，”康奈爾大學可持續能源系統教授杰斐遜·特斯特(Jefferson Tester)說。他說仍存在幾個工程上的難題，而要解決這些問題需要持續的資金支持，不僅要支持AltaRock正在進行的項目，也要支持幾個其他的項目。他說現在需要的是數量足夠多的示范項目，來向業界證明地熱發電站是明智的投資選擇。他估計，地熱能還需要用幾十年的時間，才能占到美國總發電量的10%。

佩蒂說，紐貝里的地熱電站在2016年就可以開始發電了，不過還有很多工作要做。AltaRock的下一步是在附近鉆另一口井，這口井將會橫貫該公司用其壓裂技術制造出的多孔巖層。工程師會把水泵入第一口井，讓水在井內穿過巖石循環流動并被加熱。然后把水從第二口井中抽出來，用于在發電廠中產生蒸氣。

在過去的EGS項目中，這個階段也出現過多個問題。有時水從一口井流到另一口井的速度太快了，因此還不夠熱。還有些時候，水會消失在巖石的不明裂縫中，一去不復返。為了解決這些問題，AltaRock正在開發監測水的流動情況的新技術。

AltaRock也在于通用電氣合作改進利用熱水發電的方法。包括改善從熱水到驅動渦輪機的工作流體的熱傳遞。該方法可以進一步提高地熱電站的輸出功率。

傳統上，機器人的設計目的是和人分開工作。現在，情況正在發生改變。機器人已經開始在人旁邊工作，它們可以在醫院傳藥，還可以組裝復雜的機械裝置。新的有腿機器人可以和士兵一起穿過危險地帶，在出事的核電站完成營救任務。

但是，在很大程度上機器人仍需要付出昂貴的成本才能學會人類自己的工作模式，并在人類環境中工作。

研究人員正開始了解如何讓機器人可以和諧而安全地進入人類空間。一種方法是讓機器人有更多的類人物理性能。一個人類大小的機器人有腿，有手臂，也有手，可以走我們走的路，通過我們平時使用的門，使用我們的工具。這樣，我們就沒必要花費巨大的力氣改變環境了。

當然，機器人不需要完全按照人類的方式工作。

倫巴真空吸塵機器人(Roomba vacuum cleaner)看起來只是在房間里隨機來回移動，而我們會用更有條理，效率也更高的方法打掃房間。不過，倫巴和我們不同，它只有一件事要做，也不會覺得厭倦或急躁。在設計機器人的物理性能時，我們必須仔細地考慮它工作的環境，還要記住機器人不一定要按照人類的方式工作。

當我們設計和人一起工作的機器人時，同樣的道理仍然適用。為機器人重新設計我們的工作方法，與重新設計我們的物理世界一樣不切實際。我們建造出的機器人對合作工人和附近工人的打擾必須降到最低。

這就需要機器人有心智模型(Mental Model)。心智模型控制著我們的行為。機器人可以像人類一樣獲得心智：通過溝通、經驗和實踐。我們不要求機器人在決策、溝通和感知上有和人類一樣的能力。我的研究團隊通過研究高效的人類工作方法后，正在設計有計劃、感知和溝通能力并適合環境的機器人。

例如，我們的組裝線機器人可以在觀察人類工人后就知道該在何時取回正確的工具，而不需要進行詢問。這樣的機器人可以緊密地和人類融合，還能降低開發新系統所需的費用。就這樣，它很快就能應用在人機合作團隊里，擴展人類的能力。