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放飛想象的翅膀(一)
——《大眾科學(xué)》推出2014年創(chuàng)意發(fā)明
劉 霞 綜合外電//8858151.com2014-05-06來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
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  為了挽救更多生命,由老兵、科學(xué)家和工程師創(chuàng)立的RevMedx公司研制出了一種口袋大小的止血裝置Xstat,其能在15秒內(nèi)為致命的槍傷止血,這比用傳統(tǒng)的紗布和繃帶止血更有效,且操作起來(lái)更加簡(jiǎn)便。

  這種止血裝置類(lèi)似于大號(hào)的注射針筒,針筒內(nèi)填充了一種特制的壓縮海綿,海綿由木纖維制成,表面涂有幫助止血的凝結(jié)劑,并被壓縮到了原來(lái)大小的四分之一,當(dāng)被注射進(jìn)傷口之后,十幾塊藥片大小的海綿就會(huì)快速膨脹填補(bǔ)傷口并止血。與此同時(shí),海綿內(nèi)的消炎藥還會(huì)在止血的同時(shí)幫助傷口消炎,為后續(xù)治療爭(zhēng)取更多時(shí)間。

  不過(guò),這種裝置也并非完美無(wú)缺。據(jù)媒體報(bào)道稱(chēng),雖然使用這種裝置止血快且痛苦小,但傷好后取出海綿時(shí)還是會(huì)給傷者造成痛苦,所以,RevMedx公司還在研發(fā)可以留在人體內(nèi)的生物降解海綿。

  《大眾科學(xué)》獲悉,今年4月3日,美國(guó)食品和藥物監(jiān)管局(FDA)宣布,Xstat可以作為一種醫(yī)用材料使用。這就意味著,軍醫(yī)們可以將其放入自己的急救箱內(nèi)。但戰(zhàn)場(chǎng)并非這一設(shè)備唯一能發(fā)揮作用的地方,執(zhí)法機(jī)構(gòu)、救護(hù)機(jī)構(gòu)以及其他緊急反應(yīng)機(jī)構(gòu)都對(duì)配備這套設(shè)備表現(xiàn)出了濃厚的興趣。另外,在俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)的幫助下,RevMedx公司甚至研發(fā)出了一款能阻止產(chǎn)后出血的設(shè)備。

  主要發(fā)明者:肯·格里高利

  到目前為止的研發(fā)成本:500萬(wàn)美元

  生產(chǎn)商:RevMedx公司

  市場(chǎng)成熟度:★★★★☆

  “吉他之翼”:給音樂(lè)插上靈動(dòng)的翅膀

  在過(guò)去的10年里,音樂(lè)設(shè)備數(shù)字接口(MIDI)已經(jīng)完全改變了音樂(lè)的制作和演奏方式。在這種潮流的引導(dǎo)下,來(lái)自美國(guó)德州的Livid Instruments公司的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出這款“吉他之翼(Guitar wing)”無(wú)線樂(lè)器控制界面,不僅功能非常強(qiáng)大,而且使用也極為便利。

  “吉他之翼”無(wú)線樂(lè)器控制界面是一個(gè)可與吉他或是貝斯連接的無(wú)線MIDI控制器,在外型上如同一只翩翩起舞的蝶翼,優(yōu)雅漂亮,就好像給吉他裝上了一只隱形的翅膀。通過(guò)內(nèi)置的藍(lán)牙和軟件插件,“吉他之翼”能很好地與各大數(shù)字音頻工作站(DAW)、軟件效果器、IOS應(yīng)用程序和音樂(lè)設(shè)備數(shù)字接口效果器進(jìn)行無(wú)線連接,吉他或貝斯演奏家可以通過(guò)藍(lán)牙一邊演奏、一邊無(wú)線控制音樂(lè)軟件,比如背景音樂(lè)的播放,或是調(diào)節(jié)吉他效果器的參數(shù)等等。

  這款設(shè)備預(yù)計(jì)于今年春季上市,目前暫定售價(jià)為199美元。

  發(fā)明者:特拉維斯·雷丁、馬特·莫爾德弗、杰·史密斯

  到目前為止的研發(fā)成本:10萬(wàn)美元

  生產(chǎn)商:Livid Instruments公司

  市場(chǎng)成熟度:★★★★★

  舒適電暖氣:讓舊鍋爐系統(tǒng)重?zé)ㄉ鷻C(jī)

  電力工程師馬歇爾·寇克斯在攻讀博士學(xué)位期間,搬進(jìn)了曼哈頓一個(gè)有90年歷史的老公寓。喬遷之喜還未來(lái)得及結(jié)束,他就開(kāi)始感受到,在寒風(fēng)冷冽的冬天,待在屋內(nèi)感覺(jué)更像是悶熱難耐的夏天:鍋爐上的暖氣片每時(shí)每刻都在向外散熱,即使在寒氣刺骨的晚上,其散發(fā)出的熱都會(huì)讓人感覺(jué)像在夏天般悶熱難忍。每次,寇克斯都會(huì)被熱醒,隨后發(fā)現(xiàn)身上已大汗淋漓,衣服已經(jīng)濕透。他只能將窗戶(hù)打開(kāi),結(jié)果,又會(huì)因?yàn)榕瘹馄P(guān)閉而被凍醒?芸怂拐f(shuō):“這是一場(chǎng)持久戰(zhàn)爭(zhēng)!

  受到影響的并非只有寇克斯一人。美國(guó)紐約州能源研究和發(fā)展機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示,在美國(guó),每10戶(hù)家庭中,就有1戶(hù)家庭依靠蒸汽或者熱水來(lái)取暖或做其他事情,而其中有30%的熱會(huì)被浪費(fèi)。寇克斯推算,僅僅這一項(xiàng),曼哈頓的需要支付的成本約為7億美元。另外,燃燒民用燃料油(例如在鍋爐系統(tǒng)中使用)也會(huì)向空氣中排放與兒童的過(guò)敏有關(guān)的有毒物質(zhì)。

  寇克斯認(rèn)識(shí)到,如果能只將房間所需的熱存儲(chǔ)起來(lái),并讓剩余的熱轉(zhuǎn)移到他處,或許能更好對(duì)陳舊的供暖系統(tǒng)的溫度進(jìn)行控制。因此,他研制出了一個(gè)充電的暖氣片,可以改進(jìn)房間的熱分布格局。這套名為“Cozy”的設(shè)備可以在整棟建筑內(nèi)使用,其主要目的讓鍋爐系統(tǒng)耗油更少且產(chǎn)生的污染物更少。

  工作原理:

  1.鍋爐會(huì)將水加熱成100攝氏度的蒸汽,蒸汽會(huì)在整棟樓的暖氣片之間流轉(zhuǎn)。

  2.靠近鍋爐的暖氣片最先被加熱,且最后被冷卻下來(lái),然而,建筑內(nèi)的恒溫器常常根據(jù)最遠(yuǎn)且最冷的公寓的溫度情況來(lái)設(shè)置。

  3.Cozy暖氣片會(huì)將熱留存起來(lái)供以后使用,并阻止過(guò)量的熱進(jìn)入房間。

  4.這套設(shè)備會(huì)測(cè)量房間的溫度,且只會(huì)在需要的時(shí)候朝房間吹熱空氣。

  5.租客可以使用應(yīng)用程序來(lái)調(diào)整房間的溫度,這套應(yīng)用程序會(huì)通過(guò)WiFi同Cozy電暖交流。

  6.多層覆蓋的暖氣片會(huì)更快地將熱量轉(zhuǎn)移到大樓內(nèi)最需要熱的地方。

  主要發(fā)明者:馬歇爾·寇克斯

  到目前為止的研發(fā)成本:50萬(wàn)美元

  生產(chǎn)商:Radiator Labs

  市場(chǎng)成熟度:★★★★☆

  “泰坦之臂”:讓普通人瞬間變身“大力士”

  中風(fēng)后活下來(lái)或受重傷后恢復(fù)如初,對(duì)當(dāng)事人來(lái)說(shuō)都是一場(chǎng)漫長(zhǎng)的考驗(yàn)。物理療法見(jiàn)效緩慢、勞心勞力且不能保證傷者可以完全恢復(fù)。機(jī)器人外骨骼能提供受傷的身體恢復(fù)健康所需要的支撐,也可以讓身體更具力量,但其售價(jià)超過(guò)1萬(wàn)美元,身價(jià)與一輛汽車(chē)相當(dāng);不僅如此,在使用時(shí)還必須將其錨定到墻上并插入一個(gè)插座內(nèi)。

  有鑒于此,早在2012年年底,4名來(lái)自賓夕法尼亞大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生組成的研究團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始致力于研制一款便攜式且人們能買(mǎi)得起的外骨骼。經(jīng)過(guò)兩個(gè)學(xué)期的熬夜和周末加班,伊麗莎白·貝蒂、尼古拉斯·麥吉爾、尼克·帕洛特、尼可拉耶夫·弗拉基米羅夫終于研制出了一款名為“泰坦之臂(Titan Arm)”的機(jī)械外骨骼,這是一款高效且輕便的外骨骼,擁有功能驚人的機(jī)械手臂。其驅(qū)動(dòng)器或者說(shuō)電子肌肉能在治療性運(yùn)動(dòng)中提供阻力,而且能增加使用者的臂力,使用者不費(fèi)吹灰之力就可輕易舉起近40磅(18公斤)重的物體。

  為了確!疤┨怪邸钡耐獠靠蚣鼙绕渌麢C(jī)械外骨骼更纖細(xì),以及更容易為病人所用,該研究團(tuán)隊(duì)將其驅(qū)動(dòng)器置于背包內(nèi)而不是手臂上。他們也用鋁來(lái)制造負(fù)重的零件,從而使該機(jī)械外骨骼更加輕便并減少能耗。從外觀上來(lái)看,這款“泰坦之臂”就像一款可穿戴式設(shè)備,背上驅(qū)動(dòng)器并套在手臂上,瞬間就可以“變身”為大力水手。

  大部分零件都由可回收的3D打印塑料構(gòu)成,構(gòu)造上也很符合人體工程學(xué)的原理,而且還防水。另外,電子學(xué)方面的負(fù)責(zé)人麥吉爾研制出了一套軟件—傳感器包,其能追蹤手臂的運(yùn)動(dòng)并無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)。這就使病人能在家里使用“泰坦之臂”,治療師可以對(duì)整個(gè)治療情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。最重要的是,其2000美元的造價(jià),相比市場(chǎng)上類(lèi)似功能機(jī)械臂1萬(wàn)美元的價(jià)格,要便宜很多。

  研究人員表示,這款機(jī)械手臂對(duì)建筑業(yè)的幫助會(huì)很大,建筑工人可以很省力地舉起重物。而其在健康保健領(lǐng)域則更有意義。這款機(jī)械臂不僅能幫助手臂和背部受傷或中風(fēng)的病人恢復(fù)肌肉功能,也能增加他們的生活自理能力。同時(shí),對(duì)于一些身體有殘疾的病人,該機(jī)械臂也能幫助改善他們的生活質(zhì)量并提高其獨(dú)立生活的能力。

  盡管目前該設(shè)備還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到商業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),但幾位年輕的設(shè)計(jì)師對(duì)此充滿(mǎn)信心。他們希望有朝一日“泰坦之臂”可以成為生活中必不可少的工具。從背傷病人的復(fù)健工作到送貨工人的搬運(yùn)工作,其都能勝任。帕特洛說(shuō):“我們一直在關(guān)注3D打印技術(shù),希望能夠使用3D打印技術(shù)定制出相關(guān)零件,就像定制服裝一樣!

  供電:鋰高分子電池能持續(xù)供電一整天。

  肌肉:背包內(nèi)的一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)會(huì)拉動(dòng)鋼索讓滑輪旋轉(zhuǎn)并引起手臂運(yùn)動(dòng)。貝蒂設(shè)計(jì)了一套支持系統(tǒng),可以在腰帶、肘帶和支撐板上均勻地分布重量。

  腦部:軟件會(huì)閱讀鐵關(guān)節(jié)內(nèi)的磁性傳感器的位置,從而指導(dǎo)運(yùn)動(dòng),操作者會(huì)通過(guò)一個(gè)手持設(shè)備對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。

  發(fā)明者:伊麗莎白·貝蒂、尼古拉斯·麥吉爾、尼克·帕洛特、尼可拉 耶夫·弗拉基米羅夫

  到目前為止的研發(fā)成本:2000美元

  生廠商:不詳

  市場(chǎng)成熟度:★★☆☆☆

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