盘点：2016年度十大发明
2016/7/5 中国科学院北京综合研究中心

     美国《大众科学》杂志在最近的报道中，梳理了2016年度十大发明。这些或炫酷、或精巧的发明让我们身处的世界变得更智能、更有趣、更美好。相信总有一款能够打动你~

    

     01监测生命体征的药丸——可吞服听诊器EnteroPhone发明人：哈佛医学院布莱根妇女医院的乔凡尼·特拉法索、麻省理工学院(MIT)的罗伯特·兰格、MIT林肯实验室的阿尔伯特·斯威士顿、泰德·休斯、克里·约翰逊、格雷格·奇卡雷利

    

    所属机构：哈佛医学院、MIT林肯实验室

     生命体征是身体健康的重要指标，但有时要跟踪心、肺等体内深部器官的体核温度可能需要采取侵入性手段，这对病患来说往往会产生负作用。不过，要是只吞下一颗“药丸”就能搞定，那任何人都可以承受。

     从根本上来说，这款名为“EnteroPhone”的生理状态监测(PSM)药丸就是一个微型扩音器，能够听到医生想要听到的那些声音。

     它包含有一些特制的、可以“收听”心跳声和肺部活动声音的迷你扩音器，以及一个可以测量体核温度的迷你体温计。它是目前唯一一种可以同时跟踪三项关键生命体征的药丸式检测器。

     目前，这种药丸的样品已在猪身上测试成功，该研究团队计划接下来进行人体试验。如果一切顺利，那么军方或许有一天会用这一设备在战场监测士兵的健康状况；马拉松运动员也能在比赛中密切监测自己的心率情况。另外，医生也能借用它发现心率失常或哮喘的早期症状。

     研究人员希望有朝一日能把药物输送也纳入设计之中，如此一来，当EnteroPhone检测到异常时就能及时给药施救。

     02“海底探险家”——水下无人机Trident发明人：埃里克·斯塔克波尔、戴维·朗

     所属机构：OpwnROV

    

     4年前，埃里克·斯塔克波尔和戴维·朗打算进行一场寻宝之旅，他们想建造一个便宜的无人遥控潜水器(ROV)来探测一个水下洞穴——听说洞里藏有金子。为了寻求帮助，他们到网上向热心的志同道合者咨询。结果，一个开源社区迅速成立，一起进行这个无人遥控潜水器的设计。

     虽然所谓金子的传说只是子虚乌有，但柳暗花明又一村，斯塔克波尔和朗依然取得了成功，他们发现了便宜好用的水下探测工具的市场前景。迄今为止，已有数千人使用他们研制的装备进行水下探险活动。

     名为Trident的“水下无人机”下潜深度可达100米；三推进器设计方便精准操作；流畅外形使运动更稳定、快速。Trident还可以半自动地进行长长的平行线式行进，因此能拍下海床或湖床的地貌；用户也可以使用其他辅助设备，如特殊的照明系统和海水采样器等对此款水下无人机进行改装。据悉，OpenROV计划今年11月出货。

     03便携又精确的3D扫描仪——小而精的Eora 3D发明人：拉胡尔·柯杜力、阿斯凡德·可汗、理查德·博尔思

     所属机构：Eora 3D

    

    Eora 3D成功的关键在于，它利用了智能手机的处理能力，使得它“既是一项软件创新，也是一项硬件创新”。目前市面上也有其他智能扫描仪，但分辨率很低，这是因为它们只是将照片拼在一起却没有捕获可靠的深度数据。

     而Eora 3D通过一个碳酸瓶大小的设备来获得更高的精度，这一设备与智能手机相连并且采用520纳米波长的绿色激光(非通常激光扫描仪所采用的红色激光)对物体进行环绕扫描，并在智能手机上重建出物体的高精度三维模型。

     为了从不同角度捕捉对象，用户可以将设备置于一个与蓝牙相连的转盘上，转盘与激光同步旋转，这一方法非常适合扫描小型物体。对更大的物体来说，Eora 3D可以从不同角度扫描几次，然后将图像拼贴在一起构建出物体完整图像。

     04自给自足的永恒照相机发明人：什里·那亚尔、米哈伊尔·弗里德伯格、丹尼尔·希姆斯

     所属机构：哥伦比亚大学

    

     这款“永恒照相机(Eternal Camera)”，其关键在于让将光转化为电的光电二极管身兼两职。在数码相机中，光电二极管主要负责测量光；而在太阳能电池板内，它们的主要职责是捕获能量。现在，“永恒照相机”内的光电二极管承担起了这两份工作。如此一来，只要有光存在，该照相机就能产生足够的电力不停拍照。

     该相机每秒可以拍摄一幅照片并在外部显示屏显示出来。下一步，研究团队希望在缩小相机尺寸的同时，提高拍照速度和分辨率。未来，“永恒照相机”可用于对电力供应有特殊要求的专业项目，如追踪野生动物、降低太空探索项目中的电力消耗或提供24小时安保监控等。

     05“神圣盲文(Holy Braille)”平板电脑发明人：布伦特·吉莱斯皮、亚历克斯·鲁索曼诺、马克·伯恩斯和赛莱·奥莫德莱

     所属机构：密歇根大学

    

     这是一种一次可以显示一整页的新型盲文电子阅读器。

     从理论上说，现有技术可以让盲文显示器像平板电脑那样实现整页浏览，但成本极高，如现有单行显示器使用的电子元件成本超过3000美元，整页显示价格可能高达55000美元，让普通人望而兴叹。为了降低成本，研究人员最后选择用微流体来制造这款称为“神圣盲文(Holy Braille)”的设备。目前研制出的样品只有几英寸宽，研究人员希望将其扩大实现整页显示，并将成本控制在1000美元到2000美元之间。

     06悬浮滑板"Omni"发明人：来自加拿大蒙特利尔的发明家亚历山德鲁·杜鲁

     所属机构：全悬浮滑板(Omni Hoverboards)

    

     杜鲁是一名软件工程师，在过去五年间一直致力于完善他称之为“Omni”的飞行滑板设计。他最初做出的版本极其简陋：一块木头绑在一个发动机和推进器上。而现在的版本经过其新公司“全悬浮滑板”和当地大学生的改进，已精良了不少。新款滑板由碳纤维制成，但仍然充满了DIY感：它用8个大推进器实现离地飞行，由16块锂电池驱动。

     杜鲁和其研究团队目前正在研制功能更强大、外形更漂亮也更安全的第二款样本，并计划2017年推出正式产品。他说：“很多人希望未来能用上悬浮滑板，我认为他们的美梦就要成真了。”

     不过，Omni公司目前对该滑板上锂电池过重表示担忧，他们打算以后用燃料发动机代替。如此看起来，悬浮滑板虽然离普通人的生活还有一段距离，但这些高科技原型让人们相信，有朝一日人类是可以像阿拉丁一样坐上飞毯飞起来的。

     07女武神(valkyrie)飞机发明人：戴维·劳瑞

     所属机构：美国民营飞机制造商深蓝色(Cobalt)

    

     独立航空工程师戴维·劳瑞发明的这一款“史上最拉风的私人飞机”“私人机中的战斗机”——“女武神”。它不仅设计酷炫、“颜值”超高，同时还拥有同级飞机中最快的速度和最远的航程。

     同时，“女武神”操作非常简单，就像驾驶汽车一样。

     “女武神”的发动机和螺旋桨都在飞机尾部，涡轮增压下的发动机动力达到了350匹，而且能够通过加氧维持高空飞行的速度。得益于出色外形和动力设计，其飞行速度最高可达483千米/小时，比一般单螺旋桨飞机快；航程为1931千米，同时消耗的燃料更少。

     劳瑞的“深蓝色”公司打算最早于今年年底开始接受用户对实验版 “女武神X(Valkyrie X)”的预订，并于2017年中推出消费者版本Co50 Valkyrie。这两款飞机在配置上没有太大差别，只是Co50得到的认证更多一些，能在更多的国家飞行，因此售价也更昂贵。“女武神”和普通人之间唯一隔着的，是75万美元的价格。

     08迄今最快的3D打印机——M1 3D打印机发明人：约瑟夫·德·西莫内、亚历克斯·叶尔莫什金、艾德·萨穆尔斯基

     所属机构：碳(Carbon)

    

     创办多家企业的西莫内在博士后亚历克斯·叶尔莫什金帮助下，发明了这一快速三维打印方法。他们没有用现有的常规技术，而是从电影《终结者》里液态金属机器人T-1000那里获得灵感。

     与传统3D打印相比，M1的打印速度提高了25到100倍。它也能处理更多材料，包括所有聚合物。与传统分层打印机相比，连续液体界面生产技术的分辨率更高，非常适合商业定制。

     美国《每日科学》网站在今年3月的报道中指出，这种3D打印技术使物体可以产生于液态介质，而非像过去25年所使用的层层打印，它代表了3D打印的一种新方式，开启了创新应用领域，不仅包括健康保健和医疗，也包括汽车和航空等重大行业。

     09又萌又暖的机器人伴侣——吉宝“Jibo”发明人：辛西娅·布雷泽尔、乔森纳·罗斯、法达达·法瑞狄、安迪·阿特金斯、瑞奇·桑德伍斯基、托德·派克

     所属机构：吉宝(Jibo)

    

     Jibo专为家庭用户使用，和许多优秀的人工智能助手一样，Jibo可以接电话、发出提醒。它“体重”7.6磅(约3.45公斤)，身高约1英尺(0.3米)，可以识别人脸，熟悉并适应家庭成员的习惯爱好，还可以根据你的情绪讲你喜欢的睡前故事，或按你的要求给你拍张照片，在厨房教你做菜等。

     Jibo内置的360°麦克风和语音处理系统，可以让家庭成员在房间的任意位置与机器人交流。它还可以通过图像、声音和肢体运动与小孩互动，在逗小孩高兴的同时，丰富小孩的知识。

     相比之下，Jibo既能带来高品质的参与感，也能带来个人化的关注感。

     10能打印桥梁的机器人——多轴3D打印MX3D发明人：蒂姆·古特詹斯、约里斯·拉曼、盖斯·范·德-费尔登

     所属机构：MX3D

    

     MX3D则有6个运动轴。它是一个能灵活移动的机器人，可以和被打印结构一起运动或围绕它行动，从而打印出几乎任何尺寸或形状的物体。

     为了展示MX3D创造耐用大型物品的能力，该研究团队脑洞大开，决定在拥有165条运河的阿姆斯特丹打印出一个能够使用的钢铁大桥。他们希望借助这一活动证明这一技术的潜能，同时给人们更多启发。

     据悉，他们计划于2017年将设计好的建筑用3D打印机器人运送到阿姆斯特丹运河的边缘。然后，只要启动机器离开，3D打印机器人将从桥的一侧开工，向另一侧逐步推进。两个月后，一座钢铁大桥将会出现在水面上。届时，机器人将使用钢材进行打印，焊接温度达1500摄氏度，因此，最终建成的大桥坚固程度是可靠的。

     假如这座大桥如期建成，那么将可借鉴此方法开发出更多3D应用。例如，公路和铁路运输因故中断时，3D打印机器人将可以协助打通一条交通线等。

     文章来源：科技前沿大师谈

     本期编辑：怀苗

    

    

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