２００９年度最佳發(fā)明

摩天大樓逃生輪

“9·11”發(fā)生后，一個(gè)念頭一直縈繞在整形醫(yī)生凱文·斯通腦際，為何困在世貿(mào)中心里的人無法安然返回地面?他認(rèn)為：“應(yīng)該有種更好的方法，幫助人們?cè)跒?zāi)難時(shí)刻成功逃離摩天大樓?！?/p>

斯通受漁線輪啟發(fā)，設(shè)計(jì)了一種簡單的新裝置，依靠足夠堅(jiān)固的長繩，將人們從高樓平穩(wěn)送至地面。使用者只需打開一個(gè)抽屜大小的盒子，將一條杜邦凱夫拉爾纖維制成的繩索鉤在某個(gè)安全牢靠的物體或連接點(diǎn)上，然后將類似外衣的安全吊帶套在身上，打開窗即可一涮而下，距地最高可達(dá)100層樓。使用者無須接受專門培訓(xùn)，完成全部準(zhǔn)備動(dòng)作不用一分鐘。

此發(fā)明的亮點(diǎn)是一套離心式制動(dòng)系統(tǒng)，可自動(dòng)控制下降的速度和頻率。逃生輪的繩索自一個(gè)線軸內(nèi)伸出來，然后纏在一個(gè)與制動(dòng)裝置相連的軸上。隨著線軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一組制動(dòng)塊會(huì)對(duì)制動(dòng)盒內(nèi)緣施加壓力，平穩(wěn)、緩慢地將使用者放下。如果這套自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)失靈，逃生輪上還配有手動(dòng)的備用制動(dòng)桿。從100層高的大樓下到地面，耗時(shí)不到4分鐘，平均1秒鐘下1層。

最快的坦克

打開YouTube上關(guān)于Ripsaw的熱門鏈接，你可以看到這輛無人駕駛的坦克以每小時(shí)60英里的速度在泥濘的野地里披荊斬棘，從50英尺的高處躍下，將一排排的白樺樹碾倒。

Ripsaw的發(fā)明者是34歲的雙胞胎兄弟吉奧夫·霍維和邁克·霍維。普通坦克為了保護(hù)乘員，車架以厚厚的裝甲鋼制成，而Ripsaw的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在崎嶇難行的地帶執(zhí)行無人任務(wù)，主要追求速度，因此兄弟倆開始考慮如何減重。他們用焊接鋼管做了車架，這使得車身強(qiáng)度增加了50％，自重減少了50％。豪威兄弟自己打造了鋼制防滑系統(tǒng)，并重新設(shè)計(jì)了將防滑裝置連接到履帶上的整個(gè)機(jī)械裝置。這種防滑系統(tǒng)僅重兩磅左右，比同級(jí)坦克類似裝置輕了90％。

能發(fā)電的減震器

兩年前，麻省理工學(xué)院最優(yōu)秀的一群學(xué)生進(jìn)行宿舍“臥談”時(shí)，有人建議設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)能減震器。他們不僅說了，還真的做了，結(jié)果就是GenShock。這套系統(tǒng)利用汽車顛簸時(shí)的上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電力，幫助減少汽車交流發(fā)電機(jī)的工作量，最終達(dá)到省油日的。

GenShock其實(shí)是一個(gè)簡單的液壓系統(tǒng)，減震器的活塞將液體泵入，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)和一個(gè)微型電動(dòng)發(fā)電機(jī)。研究小組做出的首個(gè)樣品利用4個(gè)減震器可以產(chǎn)生總計(jì)800瓦特的持續(xù)電力，若在坎坷不平的野地里行進(jìn)，則最高可產(chǎn)生5千瓦的電力，約為普通汽車交流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生電量的7倍。

“喉語”翻譯器

我們說話涉及到三個(gè)基本步驟：肺部輸送空氣，聲帶震動(dòng)，張嘴說話。邁克爾·卡拉漢發(fā)明的Audeo意在幫助那些因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病、創(chuàng)傷性腦損傷或其他問題出現(xiàn)言語障礙的人，他們大腦和聲帶完好，但肺部和嘴巴無法動(dòng)作。

Audeo是這樣工作的：三個(gè)藥片大小的電極貼在喉部，捕捉大腦和聲帶之間發(fā)出的信號(hào)。電極內(nèi)一個(gè)處理器可以過濾或者放大這些信號(hào)，然后將它們傳輸至附帶的電腦上，電腦軟件將這些信號(hào)解碼，轉(zhuǎn)換成單詞，通過揚(yáng)聲器讀出來。使用者通過聲帶運(yùn)動(dòng)靜靜“說話”，以足夠的神經(jīng)活動(dòng)觸發(fā)這一系列過程?，F(xiàn)在使用Audeo每分鐘最多只能說30個(gè)單詞，大概是正常說話速度的五分之一。但熟練掌握之后，用戶可以自如地打電話。

“第六感”界面

戴上由迷你投影機(jī)、攝像頭和筆記本電腦組合而成的“第六感”(SixthSense)，普拉納夾·米斯特僅做一個(gè)手勢(shì)，就能拍攝照片；他指指一本書，SixthSense就會(huì)到在線書店上把它的評(píng)論和報(bào)價(jià)表調(diào)出來，投影到書的封面上。這種感覺就像在欣賞魔術(shù)表演。但他和顧問、麻省理工媒體實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字交互專家帕蒂·梅恩斯希望SixthSense能讓人們以無縫方式操作智能數(shù)字設(shè)備，提供科幻作品中想像的交互體驗(yàn)。

梅恩斯喜歡電影中用手勢(shì)控制數(shù)字內(nèi)容的點(diǎn)子，但希望設(shè)備更便宜，能為大眾接受，并隨時(shí)隨地都能投射內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)交互。

盡管這套設(shè)備后來改進(jìn)很大，但基本思路沒變：一個(gè)便攜式投影機(jī)和攝像頭吊在米斯特胸前，兩者都與他背著的手提電腦相連，他的拇指和食指上纏著四種不同顏色的記號(hào)或膠帶。當(dāng)系統(tǒng)接通，攝像頭就開始捕捉影像，傳送回電腦，后者的視覺運(yùn)算模塊隨即開始工作。這套模塊是設(shè)計(jì)精髓，它會(huì)過濾背景影像，識(shí)別哪種顏色的記號(hào)往哪個(gè)方向移動(dòng)，即時(shí)跟蹤各種手勢(shì)，最終啟動(dòng)各種功能。

截癱人士助行器

以色列工程師阿米特·高弗20世紀(jì)末開始研究ReWalk，一種可以幫助截癱患者站立、慢走、甚至爬樓的外骨骼結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在56歲的高弗知道，他的設(shè)計(jì)不僅要安全，還要節(jié)能，能持續(xù)使用一天。高弗做出的樣品重44磅，只消幾分鐘就能“穿”上，它有幾種模式，如行走、坐下和上下樓梯，用腕部一個(gè)控制器進(jìn)行操縱。例如，在行走模式下，當(dāng)用戶伸出拐杖、身體前傾時(shí)，置于ReWalk肩帶上的傳感器就會(huì)記錄下這個(gè)動(dòng)作，背包中的電腦將解析相關(guān)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)臀部和一條腿膝部上的電動(dòng)馬達(dá)發(fā)動(dòng)，帶動(dòng)這條腿向前，然后是另一根拐杖，另一次前傾，帶動(dòng)另一條腿前邁。當(dāng)用戶站直，設(shè)備就暫停運(yùn)行，不再帶用戶往前走。

更好的靜脈導(dǎo)管

阿米爾·拜爾森發(fā)現(xiàn)，40％的醫(yī)務(wù)人員第一次進(jìn)行靜脈注射時(shí)都會(huì)失敗。將針刺入皮膚，盲目地向前推進(jìn)，常會(huì)令靜脈阻塞，影響長達(dá)數(shù)周。人們?cè)噲D將超聲技術(shù)或紅外線應(yīng)用于靜脈導(dǎo)管，但兩者都十分昂貴，需要專門培訓(xùn)。

相形之下，拜爾森發(fā)明的VascularPathways十分實(shí)用。不管采用什么針頭，使用VascularPathways的醫(yī)務(wù)人員只要一看到有血通過針管回流，就知道已經(jīng)找到靜脈，然后就可以推動(dòng)一個(gè)滑桿，將一條導(dǎo)引線從針內(nèi)安全推出。在導(dǎo)管順著導(dǎo)引線接進(jìn)來之前，導(dǎo)引線卷成一個(gè)圓圓的花形，以防導(dǎo)管尖端傷到靜脈壁。最后，針和導(dǎo)引線抽走，留下導(dǎo)管就位。

植物油發(fā)電站

馬薩諸塞州德漢姆市一家Finz連鎖餐廳后面，有個(gè)高六英尺的箱子，看上去像個(gè)普通的工具箱，事實(shí)上卻是一個(gè)設(shè)備齊全、可獨(dú)立運(yùn)作的廢油精煉廠兼功率五千瓦的發(fā)電站。工程師詹姆斯·佩雷特發(fā)明的Vegawatt是全球首個(gè)利用廢油為建筑持續(xù)提供電力和熱水的裝置。

2008年12月，33歲的佩雷特在Finz安裝了第一臺(tái)Vegawatt發(fā)電機(jī)。Finz餐館的員工每天會(huì)往Vegawatt里倒進(jìn)10到12加侖的廢棄食油。這些摻雜著大量面包屑的垃圾先是被送入一個(gè)儲(chǔ)存槽，進(jìn)行沉淀，再經(jīng)過濾、清沽和處理程序后，進(jìn)入一個(gè)容器，供給一臺(tái)15馬力的柴油發(fā)電機(jī)作燃料。佩雷特設(shè)法將排氣系統(tǒng)內(nèi)的熱量引進(jìn)來，與之結(jié)合進(jìn)行燃燒。Vegawatt發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液散發(fā)出來的熱量也被利用來為餐館提供熱水，進(jìn)一步降低了能耗。

Vegawatt每周可以處理大約80加侖廢油(約為一個(gè)大型餐館的標(biāo)準(zhǔn)用量)，每小時(shí)生產(chǎn)5千瓦電力，每周節(jié)省1000美元，減少10％的能源成本。

蘑菇墻板

倫斯勒理工學(xué)院機(jī)械工程系學(xué)生艾本·巴耶爾和蓋文·邁金泰爾準(zhǔn)備用蘑菇為你建房。這兩位年輕的企業(yè)家制造出一種成本很低但強(qiáng)度很高的生物材料，可以取代昂貴并有害于環(huán)境的聚苯乙烯泡沫材料和塑料。“我們稱之為低技術(shù)含量的生物技術(shù)，”巴耶爾說。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，兩位發(fā)明者用水、過氧化氫、淀粉、再生紙和稻殼等農(nóng)業(yè)廢棄品做成模具，然后注入菌絲，它是蘑菇的根體，看上去就像一束束白色的纖維。這些纖維消化養(yǎng)料，10到14天后就會(huì)發(fā)育成一張緊密的網(wǎng)絡(luò)，把模具變成結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的生物復(fù)合板。然后再用高溫加以烘烤，阻止菌絲繼續(xù)生長。兩周后，板材制作完成，可以用于你家墻體了。