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美《大众科学》评出2009年度发明

  美国“科普”大奖2009年发明

  美国“大众科学”奖2009年的发明包括摩天大楼擒纵轮,环保饵料,防火蘑菇墙板等。它们可能无法治愈白血病或将宇航员送上火星,但其对现实的影响同样深刻如从前。美国“科普”杂志评选2009年十大发明,其中包括使用塑料技术不会污染水质的鱼饵,防火蘑菇墙板,世界上最快的鱼缸,使用汽车颠簸减震一个“机器腿”,帮助截瘫患者再次走路,让护士不再寻找新的导管,以防止静脉窘迫... 01摩天大楼逃生轮名称:RescueReel费用:$ 335,000费用:6年“9.11”后,凯文·斯通(Kevin Stone)追逐电视转播,看了那些悲惨的照片,一想到心里留下了什么,挥之不去:为什么被困在世界贸易中心的人们不能安全地回到地面呢?“我告诉自己,这太可笑了, “斯通回忆说,他是旧金山的一名整形外科医生,也是一位富有成果的疯狂发明家,”在灾难发生的时候,应该有更好的方法帮助人们成功地逃离摩天大楼。“斯通发现,现有的高楼逃生装置并不是有缺陷或不切实际,他的设计灵感来源于卷筒,他设计了一种简单的新设备,它依靠坚固的长绳索将人们从高层建筑上拖下来。用户只需打开一个抽屉大小的盒子,将KEVLAR纤维制成的绳子钩到一个安全的物体或附件上,然后穿上一件夹克式的安全带,打开窗户向下滑动,最多可达100层地面。用户不需要接受专门的培训即可完成所有的准备工作,不用花一分钟时间。石头的亮点是一个离心制动系统,它可以自动控制下降的速度和频率,擒纵轮的绳索从一个线轴内延伸,然后缠绕在一个与制动器连接的轴上,当线轴转动时,一套的刹车片对刹车壳的内缘施加压力,让使用者平稳缓慢地放下,如果这个自动刹车系统出现故障,擒纵轮也配备了一个手动备用刹车杆,从100层的建筑物平均只需要一秒钟,2007年,Stone试用了样品,专门从事攀爬绳索的Skala,然后在加利福尼亚的一个消防站进行了测试,消防安全顾问Scott Douglas说,相比于曾经使用过的高级救生绳消防员,这个部队已经有了很大的提高,“使用起来更加自动化,更简单,更直接”。 \\ u0026所有测试完成后,斯通准备推出擒纵轮。预计明年将推出商业版本约1500美元。他打算大量生产后尽可能降低产品价格,使业主可以大量购买作为租户逃生的标准设备。名称:Ripsaw R¥成本:未知持续时间:5年开放在Youyube热门链接Ripsaw,你可以看到无人驾驶的坦克在60英里的速度爆炸在泥泞的领域,从50英尺的高度跳跃和滚动白桦树行。就像他们的作品一样,Ripsaw的发明家,34岁的双胞胎兄弟Geoff Horowitz和Mike Horowitz,乍看起来不是好人,七岁的时候,他们修了一个小木屋,把一辆校车变成了一个移动的舞台10年后,2000年,他们分道扬Ge:杰夫希望建造一架喷气涡轮增压越野卡车,迈克的目标是创造世界上最快的履带。 “迈克在那个周末把我叫到他的车库,”杰夫说。 “他有一个Ripsaw的暂停,我只需要继续。” \\ u0026他们咨询了许多工程师,大家都说他们不能超过M1AAbrams,它被称为“世界上最强大的坦克”,时速42英里。普通坦克为了保护乘员,车架是用厚厚的装甲钢制成的, Ripsaw的设计是在崎岖的地形上执行无人驾驶的任务,这是追求速度的主要原因,所以兄弟们开始考虑如何减肥。他们用焊接钢管制造车架,就像纳斯卡汽车一样,增加了50%和50%的重量,但是如果你想重新发明坦克,很难找到那些可以以每小时60英里的速度旋转的即装即用的配件,而且轮胎的强度不够飞关闭。 Howe Brothers建立了自己的钢制防滑系统,并重新设计了将滑轨连接到轨道上的整个机构。这种防滑系统仅重约两磅,比同级同类设备轻90%。加上650 V8发动机的减重成功,每磅Ripsaw功率输出约为M1AAbrams的9倍。在做他的日常工作时,Mike是一名财务顾问,Geoff是一家工厂的负责人,两位自学成才的工程师将这辆Ripsaw汽车从缅因州工厂拖到华盛顿参加了2005年的华盛顿车展, (UGV)开发商的关注,并赢得了缅因州参议院参议院苏珊·柯林斯(Susan Collins)从国防部获得了125万美元。 \\ u0026 2006年,两兄弟组建了霍维威茨(Horowitz),一家致力于制造Ripsaw不同版本的科技公司,其中包括一款差速驱动的汽车。他们将这项工作交给了美国陆军武器研究与发展中心,后者配备了M240远程机枪,随后进行了几个月的压力测试。 ARDEC项目经理Bwinjos Singh说,Ripsaw和其他UGV之间最大的区别就是速度。其他的UGV最高时速只有20多英里,Ripsaw可以跟上悍马。 \\ u0026在公司项目经理威尔·麦克马斯特(Will McMaster)的指引下,一辆Ripsaw正转过一个三英尺高的混凝土墙。霍洛维茨认为,价值76万美元的利普索(Ripsaw)具有同类军事合同的优势。 Mike说:“其他的UGV尺寸很小,使用人工智能来解决障碍。 “Ripsaw并不需要隐藏,它会覆盖它。”名称:GenShock 费用:10万美元耗时:2年两年前,当麻省理工学院的一群顶尖学生进行宿舍“讲话”时,有人建议设计一种节能减震器。他们不只是这样说,而是这样做,结果是GenShock。当碰撞发电时,该系统使用汽车的上下运动来帮助减少汽车交流发电机的工作负荷并最终实现节油目的。 GenShock实际上是一个简单的液压系统,减震器的活塞泵送液体来驱动液压马达和一个微型电动发电机。研究小组制作的第一个样本使用四个阻尼器产生总共800瓦的连续功率,当在崎岖不平的地形中行驶时可产生高达5千瓦的电力,大约与典型的汽车交流发电机相同,是发电冲击的7倍发电量将使下一代容量倍增,铺路面的商用卡车里程增加2%至5%,军用巴士增加6%(军车整齐装备,燃油消耗量仅为4至8英里),而混合动力车可以将GenShock“这个系统对笨重的商用卡车来说是非常有价值的,Anvyd Hani说:“一年节省的钱是值得的,尽管沥青路面产生的振动相对较小,频率的振动可以产生相当大的电力,如果汽车配备了基于PC的传感器来检测交通并调整阻尼水平,那么GenShock会给予它更好的性能。\\ u0026 NBSP;麻省知识产权研究所对此专利感兴趣,但R研发团队于2007年建立了自己的LevantPower公司。一位老师将他们的发明介绍给了悍马制造商AMGeneral公司的总裁Paul J. Cohen,他是一位退休的四星级将军,为他们送去一台全新的Hummer H1进行实验。不久,双方签署了商业合同,估计GenShock即将出现在美国悍马车队。 \\ u0026现在,团队在南波士顿租用的仓库和棚户区之间旅行,这里安装了GenShock和数据采集设备。在500英里的真实道路测试中,他们用定制的小部件替代成品,以产生更多的电力,并符合军方严格的标准,如终身正常运行,浸入水中有效操作,有限电噪声影响与其他设备接触)等等,霍克勋爵对美国海军研究室,陆军战车研究与开发工程中心以及Navistar和MackTrucks等卡车制造商非常感兴趣,只要他们有订单,这些年轻的发明家毕业的人不需要申请简历工作,GenShock就是自己的工作。04“喉咙”翻译名称:Audeo¥R¥成本:33万¥花5当年迈克尔·卡拉汉年仅17岁的时候,记忆犹新,“神经路径都不好”,他说,几周后他恢复了正常,但是这次事故导致他思考:如何帮助那些永久失去的人他们的日常生活中有哪些?五年后,他想出了一种小型设备Audeo,它可以检测和捕捉大脑和声带之间交换的电子信号,并将其转化为人们理解的语言。谈话时我们谈了三个基本步骤:肺部的空气,声带的振动和嘴巴说话。 Audeo旨在帮助那些由于运动神经元疾病,创伤性脑损伤或其他与完整的脑和声带有关的语言障碍,但无法移动其肺部和口腔的语言障碍者。 Audeo的工作原理是:将三个大小不等的电极连接到喉部,以捕捉大脑和声带之间发送的信号。电极内部的处理器对信号进行滤波或放大,并将信号传输到所包含的计算机,后者对信号进行解码,将其转换为单词并通过扬声器读取。用户悄悄地通过声音“说话”,引发具有足够神经活动的这一系列过程。 \\ u0026早在伊利诺伊大学读书时,卡拉汉就开始在奥德奥工作。他在信号处理和神经科学方面的努力已经花了四年的时间来确定如何过滤来自环境和身体的不需要的电噪声(例如心跳),并且仅捕获语音合成所需的信号。 \\ u0026美国宇航局的埃姆斯研究中心也在开发一种类似的设备来控制流动站,以帮助宇航员进行远程或非常嘈杂的交流,但是他们使用的是模式识别技术,只能识别默认的程序词,Audeo允许使用全英文音素,用户想说什么,没有限制。当然这个技术还有改进的空间,现在使用的Audeo只能说每分钟30个字,大概是正常速度的五分之一,学习使用音素“说”需要花费几天的时间来练习,但是熟练之后,Audeo可以达到非常高雅的效果,戴上它,用户就可以自由地打电话了,Callahan的Am-bient公司正在开发一个单元电话接口希望能够将Audeo完全从计算机中解放出来,并降低价格,“我们希望它能和蓝牙耳机一样好”。 \\ u0026 05“第六感”界面名称:SixthSense R D $成本:350元/费时:8个月佩戴SixthSense,迷你投影机,相机和笔记本电脑的组合,•只需一个手势,Meister就可以拍照;他将手机键盘放在手掌上,点击这些虚拟号码拨打电话;他提到一本书,SixthSense去网上书店的意见和引文调整出来,投射到书的封面上。看着麻省理工学院的研究生展示这个装置,就像欣赏魔术表演一样。但麻省理工学院媒体实验室的顾问兼数字互动专家Patti Meins希望SixthSense能够召集更多奇迹,让人们以无缝的方式操作智能数字设备,并为科幻小说提供想象的互动体验。 \\ u0026去年十月,在讨论科幻电影“互动报告”时,Mearns有了创建界面的想法。她喜欢使用手势来控制电影中的数字内容,但是希望设备更便宜,可以被公众接受,并能够随时随地投射内容和进行交互。被命名为“僵尸”的Myst听了她的想法,并在三周内抽样。虽然这套设备后来有了很大的改进,但基本的想法依然如故:一台便携式投影仪和一个挂在默特尔的胸前的摄像机,都连接到他的手提电脑上,用拇指和食指用四种不同颜色的标记或磁带,当系统开机时,摄像机开始拍摄图像并将其发送回计算机,视觉计算模块立即开始工作,这个模块是设计的本质,它将过滤背景图像,识别颜色的标记向哪个方向移动,实时跟踪各种手势,最终启动各种功能,例如米歇尔想知道时间,用食指在手腕上画圆圈,接到手势后,电脑会指示投影仪将手表的图像投射在手腕上。今年夏天,Midst将与韩国的三星工程师一起缩减整个系统,安装在公司生产的一款内置投影机的智能手机。随着产品的改进,您甚至可以在手指上留下标记和胶带。该设备只是跟踪手指的活动,无论你走到哪里,都可以互动。名字:ReWalk R费用:200多万美元费用:10年1997年秋天,秋天的脖子折断了,以色列工程师阿米特·高夫知道他的余生坐在轮椅上他很快就开始研究ReWalk,帮助截瘫患者站立,走路甚至爬楼梯的外骨骼。现年56岁的Gavin知道他的设计不仅更安全,而且还能节能一天。 “我不想让人们把卡车电池拿出来。”要做到这一点,他选择了一个他从来没有机会使用的设计。这种设计 - 他从胸部以下瘫痪,但如果用户可以拐杖走路,这将节省能源,简化平衡,而不必单靠设备把人们放在一起加文做了一个44磅的样品,可以在几分钟内“磨损”,并有几种模式,如走路,坐着上下楼梯,手腕上有一个控制器。例如,在步行模式下,当使用者伸出并向前倾时,放置在ReWalk肩带上的传感器记录动作,并且背包中的计算机解析数据以引导臀部和一只腿在膝盖上的电动机向前推动腿部(其他外骨骼产品是由用户的实际腿部动作或他们的肌肉信号提示的,并且不适合瘫痪使用),然后另一个手杖,另一个前倾,在当用户直立时,设备被悬挂,不再需要用户前进,像拐杖一样,该设备的许多配件(包括电机和电池)都已经完成,不需要定制。竞争对手的控制算法和编码,例如,他和他的同伴发现,在某些情况下,传感器可以摆脱,所以他们编写的软件,记住的差异,纠正它们。过滤来自地面的振动,并仅在需要时才启动,以防止电池过早耗尽。当使用者被障碍物绊倒时,必须迅速识别并及时恢复,以免使用者摔倒等等。 \\ u0026金田说,下一代ReWalk将重量降至30磅。一些病人已经对这些样本进行了测试,包括41岁的Radykayfud,他说病人很高兴。 “有了这个,我可以面对面地和人们交谈,而不是去看别人。” \\ u0026 07更好的血管通路费用:60万美元费用:6年AmirBelson于1998年从斯坦福大学获得奖学金,飞往以色列进行儿科研究,列出了大约64种医学发明思想。当他是以色列空军的一名外科医生时,他们中的许多人出现了,而另外一些人则在一个新生儿重症监护中心工作。其中之一是发明更好的静脉导管,不会伤害血管和肌肉。 2005年,他做了第一个样本。 \\ u0026过去30年来,用于滴注药物和液体的静脉导管设计在患者身上并没有太大改变。贝尔森发现,40%的医务人员在第一次接受IV时会失败。将针刺入皮肤并盲目地推动它们通常会堵塞静脉,影响长达数周。病人受伤,医生疲惫不堪,医院每周花费数千美元支付额外的针头和劳力。人们试图将超声波或红外线应用于静脉导管,但都很昂贵,需要专门的培训。与此相反,贝尔森发明的血管通路是非常有用的,无论使用哪种针头,使用血管通路的医师都知道静脉血一旦看到血液流回针头就会被发现,然后可以将滑块推到将导丝安全地推出针头,在导丝沿导丝导入之前,将导丝卷成圆形花朵,防止导丝尖端损伤静脉壁,最后将针头和导丝拉开华盛顿门诊外科中心的医学主任杰夫·斯图亚特(Jeff Stuart)说,“这将会产生很大的影响,而且不会反复寻找静脉。”拜尔森试验兔耳朵的小静脉。他尝试了100次测试,只失败了一次。在获得FDA批准后,Beiersen在四月份开始了为期两个月的患者试验。如果成功的话,他计划与澳大利亚Telesso技术公司合作,以类似于现有导管的价格销售VascularPathways。名称:IronClads R成本:未知花费:几个月Ben Hopper没有清理他家附近的水,而是他发明的“IronClads”诱饵以扎实的方式做到这一点Wisconsin发明者的想法解决了一个鲜为人知,但非常严重的环境问题:软质便宜的软塑料钓鱼诱饵非常受钓鱼爱好者的欢迎,但最终的目的地几乎总是在水下,因为人们正在钓鱼钓鱼。当鱼或鱼咬伤时,它们很容易掉落据一项调查显示,美国每年仅在水下添加2500万磅的毒饵。2006年,喜爱钓鱼的霍比特人决定建立一个更强的冰捕鱼饲料。他说:“我讨厌在零下几摄氏度的时候改变诱饵。”作为一名前生物技术战略家,他记得一种常用的皮肤移植方法,也适用于加强诱饵:使用膨胀的网膜保持新移植的皮肤完好无损固定位置。最后,他,我透过聚酯管骨架制成的“护甲”,提高了塑料的强度,好像加钢可以使混凝土墙更坚固。诱饵挂在钩子上,可以承受93磅的抗拉强度,几乎不可能切断它,除了超级尖锐的鱼。最初,Hubbins把卖给当地商店的“护甲”卖了,用户也因为不容易脱落而黯然失色,称赞其环保的诱惑力。受此启发,Humbez再接再厉,放弃有毒塑料,改用有机硅材料。有机硅饵料如果被鱼类带走,会逐渐生物降解,而不会释放有毒物质,如由增塑聚氯乙烯制成的软饵。在两种版本的鱼饵中,都没有使用增强弹性的增塑剂,而增塑剂是由邻苯二甲酸盐制成的。美国国会明确禁止使用儿童玩具,现在环保的“铠甲”正在测试中,预计今年会在货架上出现。植物油电站名称:Vegawatt R成本:30万美元成本:4年在马萨诸塞州达勒姆的Finz连锁餐厅的后面,有一个六英尺高的箱子,看起来像一个普通的工具箱,事实上,这是一个装备精良的独立废油炼油厂,配有一个5kW的发电站。 Vegawatt发明的工程师James Perett,是世界上第一个使用废油进行建筑物的持续供电和热水供应的工程。去年12月,经过80个小时的辛勤工作,Perret, 33,在Finz安装了第一台Vegawatt发电机,Finz以炸海鲜而闻名,每天的餐厅工作人员将10到12加仑的废食油倒入Vegawatt,装载面包屑的垃圾首先发送到一个坦克,这是沉淀然后过滤,清洁和处理,然后进入15马力的柴油发电机燃料的容器。佩雷设法从排气系统中吸收热量并燃烧。来自Vegawatt发动机冷却液的热量也用于向餐馆提供热水,从而进一步降低能耗。 Vegawatt每月花费22,000美元,每个月花费435美元,每周可处理约80加仑废油(约为大型餐厅的标准),每小时产生5千瓦的电力,每周节省1000美元,并切割10%的能源成本。 Perret刚刚推出了OwlPower用于市场推广,宣布Vegawatt是一款新颖的机器,可节省环境资金,并提供美味的炸薯条和鱼片。 \\ u0026 10个蘑菇墙板名称:Greensulate \\ u0026 nbsp; R \\ u0026 D费用:1500美元\\ u0026 nbsp;耗时:2年以上\\ u0026 \\ u0026 \\ u0026 \\ u0026 \\ u0026 \\ u0026这两位年轻的企业家创造出一种低成本,高强度的生物材料,可以代替昂贵的,对环境有害的聚苯乙烯泡沫塑料,这两种材料被广泛用作墙体保温材料,包装材料,风力发电机叶片和车身面板也是普遍的习惯于他们。 \\ u0026拜耳说:“我们称之为低科技生物技术。在实验室内,两位发明人用水,过氧化氢,淀粉,再生纸和稻壳等农业废弃物制成霉菌,然后注入菌根,这是蘑菇根,看起来像一束白色的纤维。这些纤维的消化营养将在10到14天内形成一个紧密的网络,将模具变成结构强大的生物复合材料(在一英寸的Greensulate板材中长达八英里)。然后用高温烘烤,防止菌丝体继续生长。两个星期后,盘子完成,可以用于你的墙。 \\ u0026拜耳和麦金太尔是伦斯勒理工学院机械工程专业的学生。决定制作生物板后,他们用特百惠保鲜盒种了许多种蘑菇,并制作了许多样品。实验证明,该复合板具有非凡的性能:在生产过程中不需要加热源或光源等能源,不昂贵该设备在室温和黑暗中生长;菌丝围绕在一个紧密编织的网状壳,创造出一个1英寸厚的Greensulate绝缘材料,3英寸厚,一英寸厚的玻璃纤维,绝缘板高达600摄氏度,你可以根据自己的意愿设计自己的形状,强度和弹性,任何尺寸的Greensulate绝缘材料都可以在5到14天内完成。与现有化工产品相比,二氧化碳排放量减少8〜10倍,能源需求量减少4〜5倍。它成本低,使用寿命长,可直接埋在土壤中分解成堆肥。 \\ u0026 2007年,两家公司创立了EcovativeDesign,通过国家发明和创新研究所(NCIIA)获得了16,000美元。一年之后,现任首席运营官Ed Blauca与其他成员一起在阿姆斯特丹的“荷兰绿色精神挑战杯”上共同赢得了50万欧元的奖金。目前,蘑菇盘已经在佛蒙特州一所学校的健身房进行了测试,两位发明家都希望在今年年底之前完成所有工业认证和测试,直到美国材料与试验协会(ASTM)标准。到那个时候,人们可能不再有理由使用传统的化学物质。 \\ u0026阅读更多\\ u0026 nbsp;美国“大众科学”报告原文(英文)\\ u0026cob \\

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