“总有一款打动你！2016年度十大发明”

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最近，美国《大众科学》杂志整理了年度的十大发明:从能咽下肚子的生命体征检测器到“高颜值”，高技能的私人飞机。 从小时候到精致的3d扫描仪，到萌又亲切的机器人小伙伴，这些酷又精巧的发明使我们所在的世界变得更聪明、更感兴趣、更好。

能监测生命体征的“药片”——能吞下听诊器的enterophone

发明者:哈佛医学院布雷根妇女医院的乔万尼·特拉法尔索、麻省理工大学( mit )的罗伯特·兰格、mit林肯研究所的阿尔伯特·斯威斯顿、泰德·休斯、凯莉·约翰逊、格雷格·奇卡雷利

所属机构:哈佛医学院，mit林肯研究所

成熟度:1/5

虽然生命体征是身体健康的重要指标，但跟踪心、肺等体内深部器官的体核温度有时需要入侵手段，对患者来说多起负面作用。 但是，只要吞下一个“丸药”，谁都能忍受。

年，哈佛医学院布雷根妇女医院胃肠病学专家、生物医疗工程师乔万尼·特拉法尔索和mit林肯实验室生物材料专家阿尔斯·威斯顿在某个岗位偶然相遇时，我注意到了这一点。 当时，特拉法索正在研究能够吞下医疗设备，但斯威士顿正在研究生命体征的监测，两人决定一拍即合制作特拉法索的所谓“可以吞下的听诊器”。

“基本上是能听到医生想听的声音的扩音器。 ”。 斯威士顿解释说。 这种名为“enterophone”的生理状态监测( psm )药片包括可以“听”心率音和肺活动音的特殊迷你扬声器，以及可以测量体核温度的迷你体温计。 现在是唯一能追踪三个重要生命体征的药片型检测器。

目前，该药片的样品在猪身上测试成功，该研究小组计划接下来进行人体实验。 如果一切顺利，军队有一天可能会使用这个设备在战场上监视士兵的健康状况马拉松选手也可以在比赛中很好地监视自己的心率。 另外，医生还可以借此发现心率异常和哮喘的早期症状。

研究者希望有一天药物的运输也能纳入设计，这样enterophone检测到异常的情况下，可以迅速用药挽救。

让普通人勘探深海的“水下无人机”——海底探险家trident

发明者:埃里克·史塔克保罗，大卫·兰

所属企业: openrov

成熟度:5/5

年，埃里克·史塔克和大卫·朗试图进行寻宝之旅。 他们想建造便宜的无人潜水艇( rov )探测水下洞穴。 我听说洞里藏着钱。 求助，他们在网上咨询了热心的同志。 结果，开源社区迅速成立，无人潜水器的设计一起进行。

事实上，黄金这个传说只是虚构的，但在柳暗花明的另一个村庄，史塔克保罗和朗依然成功，他们发现了廉价易用的水下探测工具的市场前景。 因此，2人决定开发“全员都能享受”的探险设备。 到目前为止，使用注意甜瓜鲸鱼、发现贝类的生物荧光能力等成千上万人开发的装备进行水中探险活动。 现在，他们成立的openrov企业基于该装备新推出了一款名为trident的“水下无人机”。 无人机自然不是信息，但名为trident的无人机可以进入大海，真的吸引了人们的眼球。

利用开放社区内数千人的智慧，openrov赋予了trident与其他潜水艇不同的许多新特色:潜水深度可达100米。 三个推进器的设计是正确操作的外形使动作更稳定和更快。 trident也可以半自动地进行长平行线式行驶。 这是因为可以拍摄海底和湖床的地形。 客户也可以使用特殊的照明系统和海水取样器等其他辅助设备改造这台水下无人机。

另外，朗认为“trident的操纵非常感兴趣:通常的rov的操纵更重，飞行速度更慢”。 史塔克补充说，操作trident就像开喷气式飞机，会上瘾。 据说openrov计划于今年11月上市。

便携性和准确性的3d扫描仪-小巧精致的eora 3d

发明者:埃里克·史塔克保罗，大卫·兰

所属企业: eora 3d

成熟度:5/5

年，拉夫·卡杜里、阿斯旺·卡恩和理查德·博尔斯三人设计了太阳光跟踪系统，但失败了。 为了弄清楚问题在哪里，我们需要知道3d扫描中金属盘是如何变形的。 但是，迄今为止，高精度的3d扫描仪应用于专业行业，价格不高，做了上万件事，普通客户可以从远处看到，不能从附近玩。

“当时能找到的3d扫描仪最少2万美元，我们买不起”于是我们去图书馆查了公开资料，用照相机和廉价的激光拼凑了3d扫描仪。 ”出了汗。

在使用公开资料改良这个3d扫描仪的过程中，我发现很多人和自己一样，想要廉价正确的3d扫描仪。 于是他们把太阳能项目放在一边，做了eora 3d。 这是一台连接高端智能手机的激光扫描仪，分辨率达到了工业扫描仪的水平，但价格是319美元，相当可爱。 经过成功的大众采购活动，这台扫描仪将于6月发售。

eora 3d成功的关键是利用高端智能手机的解决能力“既是软件创新，也是硬件创新”。 目前，其他智能扫描仪也在市场上销售，但只有组合照片才能捕获可靠的深度数据，所以分辨率很低。 eora 3d与高端智能手机连接，使用520纳米波长的绿色激光(不是一般的激光扫描仪的红色激光)环绕扫描物体，用高端智能手机重构物体高精度的三维模型的碳酸瓶大小的

为了从不同的角度把握对象，客户可以把设备放在连接蓝牙的转盘上。 转盘与激光同步旋转。 这适合扫描小型物体。 对于更大的物体，eora 3d可以从不同的角度扫描几次，将图像平铺以构建物体的完整图像。

能自己发电的照相机——自给自足“永远的照相机”

发明者:施利纳亚尔、米哈伊尔·弗里德里希、丹尼尔·赫姆

所属机构:哥伦比亚大学

成熟度:3/5

乍一看，方形的“eternalcamera(eternalcamera )”就像是古老的银版照片设备，但外表大多是欺骗性的，实际上是全新的。 是能给自己充电的照相机。

计算机科学的施利纳亚尔带领哥伦比亚大学计算机视觉实验室的研究者制作了这个“永远的照相机”。 其关键是把光转换为电的光电二极管兼作两个职位。 在数码相机中，光电二极管主要负责光的测量。 在太阳能电池板上，捕获能量是首要作用。 现在，“永远的照相机”内的光电二极管担负着这两项事业。 这样，如果存在光，该照相机就能产生足够的电力来拍照。

那个团队最初只做了一个兼职光电二极管，一次只能拍摄一个像素。 整理成分辨率低的照片大约花了一个小时。 现在，“永远的照相机”的摄像传感器采用1200个光电二极管，排列在30×40阵列上，各二极管检测通过透镜的光并转换成电信号，电信号表示一个像素，收集这些电信号像普通照相机一样 但是，与通常的照相机不同，“永远的照相机”的各光电二极管与专用电路连接，可以收集吸收的光产生一点电力，并将它们存储在电容器中自己采用。

这台照相机每秒可以拍摄一张照片并显示在外部显示器上。 其次，研究小组想缩小照相机的尺寸，提高拍摄速度和分辨率。 将来可以用于对电力供给有特别要求的专业项目，如跟踪野生动物、降低太空搜索项目中的电力消耗、提供全天候安全监视等。

对那个艾尔来说，这台照相机的魅力远远超过了它的技术成果。 “也有浪漫的一面”他说:“不消耗电力就能获得新闻，永远持续下去——这本身就是一个强大的概念。”

更容易使用的盲人平板电脑——“神圣盲文”平板电脑

发明者:布伦特·吉莱斯皮、亚历克斯·鲁索曼诺、马克·伯恩斯、塞列奥尔莫德

所属机构:密歇根大学

成熟度:1/5

平板电脑可以在新闻海洋中自由飞翔，但视力障碍者似乎不享受这种福利。 现在平板电脑上的盲文查看器一次只能显示一行副本，所以没有优雅廉价的方法。 布伦特·吉莱斯皮、亚历克斯·鲁索曼诺、马克·伯恩斯、塞莱奥兹莫德等人领导的密歇根大学科学家希望开发出一种能一次显示整页的新盲文电子阅览器。

这个项目的部分受到奥莫德雷的启发，她自己就是视力障碍者。 现有的盲文显示器不能接收很多盲文代码和图像新闻。。 数学和音乐需要立体表现，通常显示在多行上。 无法在现有的盲文显示器上显示。 ”穆德雷说。

理论上，盲文显示器可以像平板电脑一样阅览整个页面，但像现有的单行显示器一样，电子部件的价格可能超过3000美元，整个页面的显示价格可能会达到55000美元，使普通人吃惊。 为了降低价值成本，研究者最后决定用微流体制造这个被称为“神圣盲文”的设备。 现在开发的样品只有几英寸宽，研究人员希望将其放大以实现整个页面的显示，并将价格控制在1000美元到2000美元之间。

把梦想反映在现实中——漂浮滑板“omni”

发明者:来自加拿大蒙特利尔的发明家亚历山大·杜尔

企业:全悬浮滑板( omni hoverboards )

成熟度:3/5

1989年发售的《回到未来2》告诉我们，可以弹在墙上，从地面浮起，发动追车战争。 这些都可以用滑板实现。

年5月22日，加拿大魁北克省的瓦霍湖在温暖的阳光照射下看起来很平静，但从“回到未来2”中跳出的东西出现在水面上，打破了这种宁静。 亚历山大鲁站在自制的滑板上“飞”到离水面16英尺(约4.88米)的高度。 他一共“飞行”了275.9米，记录了“漂浮板最远的飞行距离”，完爆了此前滑板飞行50英尺的记录。 之后，吉尼斯世界记录官方正式同意了这一点。 杜鲁说:“这台滑板能给人一种其他机器无法提供的感觉，那是无法相比的。”

杜鲁是软件工程师，在过去的五年里，他一直致力于完善被称为“omni”的飞行滑板设计。 他最初做的版本很简陋。 一棵树被绑在发动机和推进器上。 现在的版本经过那个新企业“全悬浮滑板”和当地大学生的改善，变得相当精良。 新滑板是碳纤维做的，但还是充满了diy感。 用8个大推进器离开地面飞行，用16块锂电池驱动。

杜鲁及其研究小组现在正在开发更强大、外形更美、更安全的第二个样品，预计明年发售正式的产品。 他说:“很多人希望未来使用浮动板。 我想他们的梦想会实现的。 ”。

但是，omni企业现在担心这个滑板的锂电池太重了，今后打算用燃料发动机代替。 这样，漂浮滑板看起来离普通人的生活还有距离，但这些高科技原型相信有一天人类能像阿拉丁一样乘坐挂毯飞行。

最酷的私人飞机“女武神( valkyrie )”飞机

发明者:大卫·罗利

企业:美国民用飞机制造商深蓝色( cobalt )

成熟度:5/5

民用飞机成为富豪们的标准装备，但长期以来，民用飞机的设计很相似，不会像豪车一样眼花缭乱。 因为他们的选择不太多。 也许看到了这期间潜在的商机，独立航空空工程师大卫·罗利发明了“史上最感冒的私人飞机”“私人飞机战斗机”“女神”。 不仅酷，“颜值”高，而且有着班里最高的速度和最远的旅行。

从外表上看，“女神”不仅美丽，未来感也很充分。 罗莉坦白说，设计时充分考虑了美学问题。 他解释说:“机体前部突出于外，后部收纳于内，两者的结合处有连接点。”

罗莉不是经典的车迷，但在决定“重建”民用飞机时，着眼于豪华汽车及其设计美学，寻求灵感。 他说:“我先看玛莎拉蒂和奔驰，从它们那里得到启发，逐渐培养了概念和想法。” 一个例子是眼前有一个明亮的驾驶舱。 一体成型的透明座舱盖是民用飞机中最大的屋顶，可为驾驶员提供最多320度的视野，使其他乘员看到飞行中的景色非常方便。

除了高颜值，劳瑞还希望“女武神”节能、高效、容易操纵。 因此，他参考了战斗机的设计，让机翼使用鸭式布局。 在这种主机翼前再设置一个小副翼的好处很明显:可以大幅度提高飞机的操纵度，与主机翼形成结合效果，为飞机提供额外的升力。 “女武神”操作非常简单，罗莉说“就像开车一样”。

“女武神”的发动机和螺旋桨都在飞机的尾部，涡轮增压下的发动机动力达到350头，通过加入氧气可以维持高空的飞行速度。 凭借优良的外形和动力设计，其飞行速度最高为483公里/小时，比通常的单螺旋桨飞机快。 航程为1931公里，消耗燃料更少。

罗利的“深蓝色”企业最早将从年末开始接受实验版“女武神x(valkyrie x )”的预约，预计年内发售顾客版co50 valkyrie。 这两架飞机在配置上没有太大差异，但只要能得到co50的认证稍微增加，就能在越来越多的国家飞行了。 因为这个价格也更贵。

每个人都向往在天空上自由飞翔，但前提是成为有钱人。 “女武神”和普通人之间唯一区别的是75万美元的价格。 劳瑞认为这个定价只比同级民用飞机贵一点，相当合理。 “制造这样的飞机不容易。 在“女武神”诞生之前，市面上的民用飞机既没有魅力，也没有操作乐趣。 ”。

作为迄今为止最快的3d打印机的m13d打印机

发明者:约瑟夫·德西莫内、亚历克斯·耶尔莫西金、埃德萨尔·穆尔斯基

企业:碳( carbon )

成熟度:5/5

年3月，在一次演讲中，约瑟夫·德莫内悄悄地实现了三维印刷革命。 他只用了六分多钟就印刷了手掌大小的网格球体，过去印刷这样的球体花了几个小时。

在成立多家公司的西蒙尼博士亚历克斯·耶尔莫什金的帮助下，发明了这种迅速的三维印刷方法。 他们不使用现有的常规技术，从电影《终结者》中的液态金属机器人t-1000中得到了灵感。

像那个虚拟机器人一样，他们发明的m1打印机从液体树脂中“生长”固体- -利用连续液体界面生产( clip )技术，用紫外线和氧气“雕刻”树脂。 结果是，与传统的3d打印相比，m1的打印速度提高了25~100倍。 可以解决很多材料，包括整个聚合物。 与以往的分层打印机相比，连续液体界面生产技术的分辨率高，非常适合商业定制。

西蒙尼先生介绍了这项技术如下。 “通过重新审视3d打印的全过程及其背后的化学物理原理，我们开发了比以前传来的技术更早制造零件的新技术。 也就是说，用液态树脂“制作”新零件。

外媒在年3月的报道中表示，这种3d印刷技术可以使物体发生在液态媒体而不是过去25年采用的分层印刷中，代表了3d印刷的新方法，不仅包括健康保健和医疗，还包括汽车和航空空等重要领域的创新应用行业

你现在和西蒙妮和化学家埃德·山姆斯基共同创办的“碳”企业正在和宝马汽车、约翰逊等企业合作测试产品。

发明者:辛西娅·布雷泽尔、若森·纳罗斯、法达·法里迪斯、安迪·托金斯、里奇·桑德斯基、托德·派克

企业:吉宝( jibo )

成熟度:5/5

小时候，辛西娅·布雷泽尔在《星球大战》系列电影中最喜欢机智、勇敢鲁莽的航天技术人员机器人“r2-d2”及其机器人伙伴c-3po。 因为它像人们期待的那样强大，非常有人情味。 布雷泽尔说:“这些机器人在很多方面都是完全成熟的角色，他们很在意人。 我想刺激了我的想象力。 ”。

几十年后，作为麻省理工大学的社会型机器人专家，布雷泽尔决定向真正的助手机器人注入同样的人性魅力。 在发明伙伴乔森·纳罗斯、法达·法里迪斯、安迪·托金斯、瑞奇·桑德斯基和托德·派克的帮助下，她成立了吉宝企业，开始了网上筹资活动。 功夫不是有心人。 现在，她的作品——萌温暖的机器人吉宝( jibo )，准备和主人们见面。 与迄今为止的机器人主要用于教育和医疗不同，jibo是面向家庭顾客采用的，布雷泽尔希望顾客发现机器人产品的兴趣和友好方面，成为家庭的一员。

和多个优秀的人工智能助手一样，jibo可以接电话，提醒注意。 “体重”是7.6磅(约3.45公斤)，身高约1英尺( 0.3米)，可以识别人的脸，适应家人的习性，说喜欢的睡前故事，根据你的要求拍照，在厨房教做饭。

jibo内置的360°麦克风和语音解决系统，让家人可以在房间的任何地方和机器人交流。 也可以通过图像、声音、肢体运动与孩子交流，让孩子开心，丰富孩子的知识。

在最初的大众采购活动中，100美元很多人可以得到研究开发版的jibo (标准家庭版，售价499美元)，而且年夏天销售后，他们可以在命令表中追加新的复印件。

布雷泽尔说，与亚马逊amazon echo等其他家用机器人相比，jibo迈出了重要的一步。 echo是亚马逊推出的智能控制装置，包括一个叫alexa的语音助理。 布雷泽尔说:“alexa的出现表明我们在革新家庭科学技术的体验方面有很大的空之间。 但是我会忘记一半的时间都在那里。 相比之下，jibo带来高质量的参与感和个性化的关注。 ”。

发明者:蒂姆·古特金斯、约里斯·拉曼、盖斯·范德费尔登

企业: mx3d

成熟度:3/5

过去12年，荷兰阿姆斯特丹的乔里斯·拉曼研究所设计了许多实验性家具和艺术品。 为了得到更有创造性的设计，拉曼及其合作伙伴早就引进了3d打印。 尽管如此，现有的3d打印机无法制作任何大的设计，因此团队开发了自己的3d打印系统——多轴3d打印( mx3d )。 “为什么不制作工业机器人，安装先进的焊机，看看能做什么？ 》里斯·拉曼研究所及其相关研究开发企业mx3d的蒂姆·战略首席技术负责人说。

该研究小组首先开发了控制工业机器人手臂的软件，然后组装了挤出机3d打印机的“喷出”材料的部分，接着用铜和铝进行了印刷。 大多数3d打印机将挤出机安装在一个框架上，给出三个运动轴，mx3d有六个运动轴。 是可以灵活移动的机器人，可以和印刷的结构体一起移动或在周围移动，印刷几乎什么尺寸和形状的物体。

为了展示mx3d制作耐用大型物品的能力，这个研究小组决定大开脑洞，在拥有165条运河的阿姆斯特丹印刷可以采用的钢桥。 他们想通过这个活动说明这项技术的潜力，给人们越来越多的启发。

据说他们计划把年设计的建筑用3d打印机器人运到阿姆斯特丹运河边。 然后，只要启动机器离开，3d打印机器人就从桥的一侧开始，向另一侧阶段性前进。 两个月后，钢桥出现在水面上。 这时机器人用钢材印刷，焊接温度达到1500。 因此，最终建造的桥梁的牢固性是可靠的。

如果这座大桥如期建成，可以参考这种做法开发越来越多的3d应用。 例如，在道路和铁路运输因某种原因中断的情况下，3d打印机器人可以协助交通线的开通等。