最會(huì)“省錢”的科學(xué)家

櫻子

當(dāng)一個(gè)科學(xué)家決定要省錢的時(shí)候會(huì)發(fā)生什么？他可能會(huì)發(fā)明一個(gè)神物，教大家如何才能更有效地省錢。印度科學(xué)家薩阿德·巴姆拉就是這么干的，他不僅發(fā)明了1美元的紙片離心機(jī)，還發(fā)明了1美元的助聽(tīng)器。

小玩具帶來(lái)的發(fā)明

在“省錢”這個(gè)理念上，巴姆拉跟自己的同事馬努·普拉卡什可謂是志同道合。普拉卡什是美國(guó)斯坦福大學(xué)的生物工程科學(xué)家，巴姆拉當(dāng)時(shí)是他團(tuán)隊(duì)里的博士后研究員。普拉卡什想設(shè)計(jì)一款新型的離心機(jī)，好讓貧困地區(qū)的人們也能用上這類科學(xué)儀器。為了降低生產(chǎn)成本，他計(jì)劃用人力來(lái)驅(qū)動(dòng)離心機(jī)。在這之前，有人曾用打蛋器來(lái)驅(qū)動(dòng)離心機(jī)，也有人用過(guò)沙拉攪拌器。但這樣驅(qū)動(dòng)的離心機(jī)，轉(zhuǎn)速都不太高。普拉卡什大開(kāi)腦洞，想模擬旋轉(zhuǎn)玩具溜溜球的離心力來(lái)設(shè)計(jì)，結(jié)果卻不夠理想。

一天，巴姆拉玩起了自己童年時(shí)玩過(guò)的拉線飛輪游戲——將細(xì)繩穿過(guò)扣子的兩個(gè)扣眼，把扣子放在兩根細(xì)繩的中間，抓住繩子兩端快速甩動(dòng)，讓兩根細(xì)繩纏繞在一起后，有節(jié)奏地分別向兩側(cè)拉扯細(xì)繩，扣子就會(huì)快速地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。好奇的巴姆拉用高速相機(jī)把扣子轉(zhuǎn)動(dòng)的情況記錄下來(lái)，想看看這不起眼的小扣子到底能轉(zhuǎn)多快。這一記錄把巴姆拉驚呆了：“我都不敢相信自己的眼睛！”原來(lái)，扣子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以高達(dá)每分鐘10000～15000轉(zhuǎn)。

巴姆拉由此獲得了靈感，很快他就和普拉卡什設(shè)計(jì)出了紙片離心機(jī)。紙片離心機(jī)由紙盤、拉繩和手柄組成。紙上覆有一層膜，可以起到防水與加固的作用。

便宜的科學(xué)研究起來(lái)更不容易

所有的制作材料加起來(lái)只有1美元，可巴姆拉他們卻需要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的研究。他們利用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)獲取各種設(shè)計(jì)參數(shù)，比如紙盤尺寸、繩子彈性以及拉伸力等。當(dāng)細(xì)繩纏繞到一定程度時(shí)，它的上方會(huì)形成一種螺旋。這樣的螺旋結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)著許多能量，可以加速紙片，達(dá)到每分鐘125000轉(zhuǎn)。紙片離心機(jī)可以利用離心力分開(kāi)比重不同的液體，比如分離血液中的不同成分，較重的紅細(xì)胞沉在試管底部，血清在上層，而像導(dǎo)致瘧疾的寄生蟲(chóng)則分布在中間。

有了紙片離心機(jī)，瘧疾、艾滋病毒和結(jié)核病等檢測(cè)起來(lái)就更加容易。雖然紙片離心機(jī)一次只能分離兩個(gè)血樣，但卻可以在1.5分鐘內(nèi)從血液中分離出血漿，比傳統(tǒng)離心機(jī)快25%。而且，紙片離心機(jī)易攜帶、造價(jià)低，不需要電力、復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備或者昂貴的替換部件。

讓更多人聽(tīng)見(jiàn)這個(gè)世界

你以為1美元的紙片離心機(jī)就是巴姆拉省錢的終點(diǎn)了？不，巴姆拉沒(méi)有停下腳步，他又發(fā)明了1美元助聽(tīng)器。只有聽(tīng)力存在障礙的人才會(huì)使用到助聽(tīng)器，也只有需要使用它的人才知道，這個(gè)塞在耳孔里的小設(shè)備竟然如此昂貴。如果是根據(jù)使用者的具體聽(tīng)力情況來(lái)設(shè)定特定聲音頻率，根據(jù)耳孔形狀來(lái)定制的助聽(tīng)器，造價(jià)就更加不菲了。巴姆拉也是在為外公購(gòu)買助聽(tīng)器時(shí)才知道的。為了幫助更多的低收入聽(tīng)力障礙者用上助聽(tīng)器，巴姆拉開(kāi)始嘗試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易助聽(tīng)器。

助聽(tīng)器是這樣工作的：它先把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，電信號(hào)進(jìn)入放大器被放大后，再被轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)，傳遞給聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)。巴姆拉的簡(jiǎn)易助聽(tīng)器由微型麥克風(fēng)、濾波器、放大器和小電路板組成。他首先將微型麥克風(fēng)裝配到小電路板上，用來(lái)捕獲聲音，然后裝配上濾波器和放大器。最后，用3D打印機(jī)給它做了個(gè)外殼，裝上音量控制按鈕、電源開(kāi)關(guān)以及耳機(jī)插孔和電池座。這回，助聽(tīng)器的制作成本也只要98美分。

在各種測(cè)試中，簡(jiǎn)易助聽(tīng)器還是表現(xiàn)不俗的。它可以將高頻聲音提高15分貝，同時(shí)保證低頻聲音的質(zhì)量不被破壞，它還能過(guò)濾掉狗叫、汽車?yán)嚷暤韧话l(fā)性干擾，另外，它還可以通過(guò)改善對(duì)話質(zhì)量，提高使用者的語(yǔ)音識(shí)別能力。假如老年聽(tīng)力障礙者的聽(tīng)力情況能夠得到改善，那么老年人患癡呆的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)跟著有所降低。這可是老年人的福音?。?/p>

不過(guò)，簡(jiǎn)易助聽(tīng)器目前還不夠小巧，沒(méi)法針對(duì)使用者的個(gè)人需求進(jìn)行調(diào)整，也無(wú)法適用于所有的聽(tīng)力障礙者，而且它的使用壽命最多只有一年半。巴姆拉還在繼續(xù)研究中，爭(zhēng)取早日讓它造福人們。