2016最神奇的十大发明 你知道吗?_本周深度国庆档,细节曝光引关注最新消息 细节曝光引关注更美好
近期,美国《大众科学》杂志梳理了2016年度十大发明:从可以吞进肚子里的生命体征测试器到“高颜值”、高技能的私人飞机;从小而精的3D扫描仪到又萌又贴心的机器人小伙伴,这些或炫酷、或精巧的发明让我们身处的全球变得更智能、更有趣、本周深度国庆档,细节曝光引关注更美好。
能监测生命体征的“药丸”——可吞服“听诊器”EnteroPhone

发明人:哈佛医学院布莱根妇女医院的乔凡尼·特拉法索、麻省理工学院(MIT)的罗伯特·兰格、MIT林肯评测室的阿尔伯特·斯威士顿、泰德·休斯、克里·约翰逊、格雷格·奇卡雷利
所属机构:哈佛医学院、MIT林肯评测室
成熟度:1/5
生命体征是身体养生的重大指标,但有时要跟踪心、肺等体内深部器官的体核温度或许需要采取侵入性手段,这对病患来说往往会形成负作用。可是,要是只吞下一颗“药丸”就能搞定,那任何人都可以承受。
2012年,当哈佛医学院布莱根妇女医院的胃肠病学专家、生物医疗工程师乔凡尼·特拉法索和MIT林肯评测室的生物材料专家阿尔·斯威士顿在一个岗位场合偶遇时,都意识到了这一点。当时,特拉法索正探究可吞服医疗设备,而斯威士顿则在探究生命体征监测,两人一拍即合,确定兴办兴办特拉法索所谓的“可以吞服的听诊器”。
“从根本上来说,它就是一个微型扩音器,能够听闻医生想要听闻的那些声音。”斯威士顿阐释说。这款名为“EnteroPhone”的生理状态监测(PSM)药丸包含有一些特制的、可以“收听”心跳声和肺部促销声音的迷你扩音器,以及一个可以测量体核温度的迷你体温计。它是当下唯一一种可以另外跟踪三项核心生命体征的药丸式测试器。
当下,这种药丸的样品已在猪身上评测顺利,该探究团队打算接下来开展人体使用。假如一切顺利,那么军方或许有一天会用这一设备在战场监测士兵的养生状况;马拉松运动员也能在比赛中密切监测自己的心率状况。另外,医生也能借用它察觉心率失常或哮喘的早期症状。
探究人员期盼有朝一日能把药物输送也纳入设计之中,如此一来,回顾开箱体验汇总当EnteroPhone测试到异常时就能及时给药施救。
让普通人探测深海的“水下无人机”——海底探险家Trident

发明人:埃里克·斯塔克波尔、戴维·朗
所属企业:OpenROV
成熟度:5/5
2012年,埃里克·斯塔克波尔和戴维·朗打算开展一场寻宝之旅,他们想建造一个便宜的无人遥控潜水器(ROV)来探测一个水下洞穴——听说洞里藏有金子。以便寻求合作,他们到网上向热心的志同道合者咨询。结局,一个开源小区迅速兴办,一起开展这个无人遥控潜水器的设计。
事实证明,尽管所谓金子的传说只是子虚乌有,但柳暗花明又一村,斯塔克波尔和朗依然获得了顺利,他们察觉了便宜好用的水下探测工具的行业前景。于是,两人确定研制出一款让“人人都能享受”的探险装备。迄今为止,已有数千人使用他们研制的装备开展水下探险促销,如观察瓜头鲸、察觉蛤类的生物荧光能力等。如今,他们兴办的OpenROV企业在此装备的基础上新启动了名为Trident的“水下无人机”。无人机上天自然不是资讯,但Trident这款无人机可以下海,着实吸引了众人的目光。
借助启动小区内数千人的智慧,OpenROV赋予Trident诸多各异于其他潜水器的新特色:下潜深度可达100米;三合作器设计便捷精准操控;流畅外形使运动更稳定、高效。Trident还可以半自动地开展长长的平行线式行进,所以能拍下海床或湖床的地貌;使用者也可以使用其他辅助设备,如特别的照明操控系统和海水采样器等对此款水下无人机开展改装。
另外,朗觉得:“Trident的操控相当有趣:普通的ROV操控起来会感受更重、飞行速度更慢。”斯塔克波尔补充道,操纵Trident简直就像在驾驶一架喷气式战斗机,是会上瘾的。据悉,OpenROV打算2016年11月出货。
便携又精确的3D扫描仪——小而精的Eora 3D

发明人:埃里克·斯塔克波尔、戴维·朗
所属企业:Eora 3D
成熟度:5/5
2012年,拉胡尔·柯杜力、年底关注开箱体验,这才是真相阿斯凡德·可汗和理查德·博尔思三人正设计一个太阳能跟踪操控系统,但失利了。以便搞清楚难题在哪儿,他们需要经由3D扫描知晓一块金属盘是如何变形的。但一直以来,高精度3D扫描仪都使用在专业领域且身价不菲,动辄上万,使普通消费者只可远观而不可近玩。
“当时能找到的3D扫描仪最便宜也要2万美元,我们买不起。”可汗说,“于是我们去图书馆查公开资料,用一个摄像机和一个便宜的激光器拼凑了一个3D扫描仪。”
在借助公开资料对这款3D扫描仪开展改进的过程中,他们意识到,原来有很多人和自己一样,期盼拥有便宜且精确的3D扫描仪。于是,他们把太阳能项目放到一边,造出了Eora 3D。这是一个与智能移动电话相连的激光扫描仪,分辨率达到工业扫描仪的水平,但售价要可爱得多,只需319美元。经过一轮顺利的众筹促销,这款扫描仪将于6月开售。
Eora 3D顺利的核心在于,它运用了智能移动电话的处理能力,使得它“既是一项使用革新,也是一项设备革新”。当下市面上也有其他智能扫描仪,但分辨率很低,这是由于它们只是将图像拼在一起却没有捕获可靠的深度资料。而Eora 3D经由一个碳酸瓶大小的设备来获得更高的精度,这一设备与智能移动电话相连并且使用520纳米波长的绿色激光(非通常激光扫描仪所使用的红色激光)对物体开展环绕扫描,并在智能移动电话上重建出物体的高精度三维模型。
以便从各异角度捕捉对象,使用者可以将设备置于一个与无线相连的转盘上,转盘与激光同步旋转,这一方法相当适合扫描小型物体。对更大的物体来说,Eora 3D可以从各异角度扫描几次,然后将图像拼贴在一起兴办出物体完整图像。
能自己发电的照摄像机——自给自足的“永恒照摄像机”

发明人:什里·那亚尔、米哈伊尔·弗里德伯格、夏季聚焦节目录制丹尼尔·希姆斯
所属机构:哥伦比亚大学
成熟度:3/5
乍看上去,四四方方的“永恒照摄像机(Eternal Camera)”像是老款的银版照相设备,但外表往往具有欺骗性,它实际上完全是一个新鲜玩意:一款可以给自己快充的摄像机。
计算机科学家什里·那亚尔带领哥伦比亚大学计算机视觉评测室的探究人员制造出了这款“永恒照摄像机”,其核心在于让将光转化为电的光电二极管身兼两职。在数码摄像机中,光电二极管首要负责测量光;而在太阳能电池板内,它们的首要职责是捕获能量。如今,“永恒照摄像机”内的光电二极管承担起了这两份岗位。如此一来,只要有光存在,该照摄像机就能形成足够的电力不停摄影。
那亚尔团队最初只制造了一个兼职光电二极管,一次只能拍一个分辨率,凑成分辨率不高的整幅图片大约需要一个小时。如今,“永恒照摄像机”的摄像传感器使用1200个光电二极管,排成30×40的阵列,每个二极管都会测试穿过透镜的光并将它变成电通讯,一个电通讯代表一个分辨率,这些电通讯集合在一起就能创造出一幅图像,就像在普通摄像机中一样。但与普通摄像机各异的是,“永恒照摄像机”的每个光电二极管都连接到一个专用电路中,它可以收集吸收到的光线形成一些电力,将它们存在电容中供自己使用。
该摄像机每秒可以取景一幅图像并在外部显示屏显示出来。下一步,探究团队期盼在压缩摄像机尺寸的另外,提升摄影速度和分辨率。前方,“永恒照摄像机”可用于对电力供应有特别请求的专业项目,如追踪野生动物、下降太空探索项目中的电力消耗或提供24小时安保监控等。
对那亚尔来说,这台摄像机的魅力远远超出其获得的技术成就。“它也有浪漫的一面。”他说,“它能在不消耗电力的状况下不断获得信息,可以永动——这本身就是一个强大的概念。”
更好用的盲人平板电脑计算机——“神圣盲文(Holy Braille)”平板电脑计算机

发明人:布伦特·吉莱斯皮、亚历克斯·鲁索曼诺、马克·伯恩斯和赛莱·奥莫德莱
所属机构:密歇根大学
成熟度:1/5
平板电脑计算机能让人们更自由地在信息的海洋里遨游,但视力受损者似乎无福享受这一福利:由于当下部署在平板电脑计算机上的盲文阅读器一次只能显示一行文字,还没有一种优雅且便宜的方法让他们开展流畅的电子阅读。在布伦特·吉莱斯皮、亚历克斯·鲁索曼诺、马克·伯恩斯和赛莱·奥莫德莱等人领导下,密歇根大学的科学家期盼研制出一种一次可以显示一整页的新型盲文电子阅读器。
该项目若干受到了奥莫德莱的启发,她本人就是视力受损者。奥莫德莱说:“现有的盲文显示器不允许使用者接收很多盲文编码和图像信息,而数学和音乐必须立体呈现,普通会跨越好几行,现有盲文显示器无法显示。”
从理论上说,现有技术可以让盲文显示器像平板电脑计算机那样做到整页阅读,但成本极高,如现有单行显示器使用的电子元件成本超过3000美元,整页显示售价或许高达55000美元,让普通人望而兴叹。以便下降成本,探究人员最后挑选用微流体来制造这款称为“神圣盲文(Holy Braille)”的设备。当下研制出的样品只有几英寸宽,探究人员期盼将其拓展做到整页显示,并将成本控制在1000美元到2000美元之间。
让理想照进现实——悬浮滑板“Omni”

发明人:来自加拿大蒙特利尔的发明家亚历山德鲁·杜鲁
企业:全悬浮滑板(Omni Hoverboards)
成熟度:3/5
1989年面世的《回到前方2》告诉我们,我们将可以在墙上弹来弹去,或从地面漂浮起来上演追车大战,而这些全靠一块滑板就能做到。
2015年5月22日,加拿大魁北克的乌阿霍湖在温馨阳光照射下显得相当平静,但一个像从《回到前方2》中飞出来的东西出如今水面上,打破了这种宁静。亚历山德鲁·杜鲁站在一个自制滑板上“飞”到了离水面16英尺(约合4.88米)高的地方。他总共“飞行”了275.9米,创下“悬浮滑板最远飞行距离”,完爆此前滑板飞行50英尺的纪录。此后不久,吉尼斯全球纪录权威官方对此强调认可。杜鲁说:“这个滑板可以给你其他机器无法提供的感受,它无可比拟。”
杜鲁是一名使用工程师,在过去五年间一直致力于完善他称之为“Omni”的飞行滑板设计。他最初做出的版次极其简陋:一块木头绑在一个发动机和合作器上。而如今的版次经过其新企业“全悬浮滑板”和当地大学子的改进,已精良了不少。新款滑板由碳纤维制成,但依然充满了DIY感:它用8个大合作器做到离地飞行,由16块锂电池驱动。
杜鲁和其探究团队当下正研制特性更强大、外形更漂亮也更可靠的第二款样本,并打算2017年启动官方商品。他说:“很多人期盼前方能用上悬浮滑板,我觉得他们的美梦就要成真了。”
可是,Omni企业当下对该滑板上锂电池过重强调担忧,他们打算以后用燃料发动机代替。如此看起来,悬浮滑板尽管离普通人的日常还有一段距离,但这些高技术原型让人们相信,有朝一日人类是可以像阿拉丁一样坐上飞毯飞起来的。
最炫酷的私人飞机——“女武神(Valkyrie)”飞机

发明人:戴维·劳瑞
企业:美国民营飞机制造商深蓝色(Cobalt)
成熟度:5/5
私人飞机已变成富豪们的标配,但持久以来,私人飞机的设计大同小异,不像豪车那样令人眼花缭乱,所以他们的挑选并不太多。或许是目睹了其间潜藏的商机,独立航空工程师戴维·劳瑞发明了“史上最拉风的私人飞机”“私人机中的战斗机”——“女武神”。它不只设计酷炫、“颜值”超高,另外还拥有同级飞机中最快的速度和最远的航程。
从外观上看,“女武神”不只漂亮,并且前方感十足。劳瑞坦言,自己在设计时充分考虑到了美学难题。他阐释说:“机体前部外凸,后部内收,两者结合之处有个连接点。”
劳瑞并非经典车迷,但在确定“重塑”私人飞机时,还是将目光投向了豪华汽车及其设计美学,期盼从中寻找灵感。他说:“我首要看了玛莎拉蒂和奔驰,从它们身上得到启发,逐步孕育出概念和想法。”一个例子就是令人眼前一亮的驾驶舱:一体成型的透明舱盖是私人飞机中最大的顶篷,可以为驾驶员提供多达320度的视角,也让其他乘员相当便利地欣赏到飞行中的景色。
除了高颜值外,劳瑞还期盼“女武神”节能、高效、便于操纵,所以,他借鉴战斗机的设计,让机翼使用鸭式布局。这种在主机翼前再配置一个小副翼的好处很显著:可大幅提升飞机操控度之余,还能和主机翼形成耦合效应,为飞机提供额外的升力。“女武神”操控相当简易,劳瑞说:“就像驾驶汽车一样。”
“女武神”的发动机和螺旋桨都在飞机尾部,涡轮增压下的发动机动力达到了350匹,并且能够经由加氧维持高空飞行的速度。得益于出色外形和动力设计,其飞行速度最高可达483千米/小时,比普通单螺旋桨飞机快;航程为1931千米,另外消耗的燃料更少。
劳瑞的“深蓝色”企业打算最初于2016年年底着手接纳使用者对评测版“女武神X(Valkyrie X)”的预订,并于2017年中启动消费者版次Co50 Valkyrie。这两款飞机在参数上没有太大差别,只是Co50得到的认证更多一些,能在更多的全国飞行,所以售价也更昂贵。
谁都向往在天空自由飞翔,但前提是你得有钱。“女武神”和普通人之间唯一隔着的,是75万美元的售价。劳瑞觉得,这一定价只比同级私人飞机贵一点儿,相当合理。他说:“造这样一架飞机不轻松,‘女武神’诞生之前,市面上的私人飞机既没有吸引力,又没有操控乐趣。”
迄今最快的3D打印机——M1 3D打印机

发明人:约瑟夫·德·西莫内、亚历克斯·叶尔莫什金、艾德·萨穆尔斯基
企业:碳(Carbon)
成熟度:5/5
2015年3月,在一场演讲中,约瑟夫·德·西莫内静悄悄地做到了三维打印革命,他只用6分多钟,就打印出了一个手掌大小的网格球体,而过去打印出这样一个球体普通需要几个小时。
创办多家企业的西莫内在博士后亚历克斯·叶尔莫什金合作下,发明了这一高效三维打印方法。他们没有用现有的常规技术,而是从影片《终结者》里液态金属机器人T-1000那里获得灵感。
就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“长出”固体——运用“连续液体界面生产(CLIP)”技术,使用紫外线和氧气“雕琢”树脂。结局相当顺利,与传统3D打印相比,M1的打印速度提升了25到100倍。它也能处理更多材料,含有所有聚合物。与传统分层打印机相比,连续液体界面生产技术的分辨率更高,相当适合商业定制。
西莫内这样说明这一技术:“经由重新思考3D打印的全部过程及其背后的化学物理原理,我们开发了一项新技术,能以比传统技术更快的速度创造零件——即从液态树脂里‘长出’新零件。”
外媒在2016年3月的报导中强调,这种3D打印技术使物体可以形成于液态介质,而非像过去25年所使用的层层打印,它代表了3D打印的一种新方式,开启了革新使用领域,不只含有养生保健和医疗,也含有汽车和航空等重大行业。
你如今,西莫内与化学家艾德·萨穆尔斯基共同创办的“碳”企业,正与宝马汽车、强生等企业兴办评测其商品。
贴心的机器人伙伴——又萌又暖的吉宝“Jibo”

发明人:辛西娅·布雷泽尔、乔森纳·罗斯、法达达·法瑞狄、安迪·阿特金斯、瑞奇·桑德伍斯基、托德·派克
企业:吉宝(Jibo)
成熟度:5/5
还在孩提时代时,辛西娅·布雷泽尔就尤其喜欢《星球大战》系列影片中机智、无畏而又鲁莽的宇航技工机器人“R2-D2”及其机器人同伴C-3PO,由于它们不只像人们期望的那样特性强大,还尤其人性化。布雷泽尔说:“这些机器人在很多方面是完全成熟的人物,他们会关心人。我觉得,它真正激发了我的想象力。”
几十年后,身为麻省理工学院民间型机器人专家,布雷泽尔确定给一个真正的助移动电话器人注入同样的人性魅力。在发明伙伴乔森纳·罗斯、法达达·法瑞狄、安迪·阿特金斯、瑞奇·桑德伍斯基和托德·派克的合作下,她兴办了一家吉宝企业,在网上发起了众筹促销。功夫不负有心人,如今,她的作品——又萌又暖的机器人吉宝(Jibo)已然筹备就绪,要跟主人们见面了。与之前的机器人首要用于教学和医疗各异,Jibo专为家人使用者使用,布雷泽尔期盼使用者会察觉机器人商品有趣和友好的一面并变成家人的一员。
和许多优秀的AI助手一样,Jibo可以接电话、发出提醒。它“体重”7.6磅(约3.45公斤),身高约1英尺(0.3米),可以确认人脸,熟悉并适应家人成员的习惯爱好,还可以依据你的情绪讲你喜欢的睡前历程,或按你的请求给你拍张图像,在厨房教你做菜等。
Jibo内置的360°麦克风和语音处理操控系统,可以让家人成员在房间的任意位置与机器人交流。它还可以经由图像、声音和肢体运动与小孩互动,在逗小孩高兴的另外,丰富小孩的知识。
那些在最初的众筹促销中多掏了100美元的人,可以得到一个开发版的Jibo(规范的家人版,售价499美元),并且在2016年夏天售货之后,他们还可以不停往指令表里添加新信息。
布雷泽尔强调,与其他家人机器人(比如亚马逊的Amazon Echo)相比,Jibo向前迈出了核心的一步。Echo是亚马逊启动的一款智能控制设备,另外包含一位名叫Alexa的语音助理。布雷泽尔说:“Alexa的呈现证明,我们在革新家人技术的感受方面还有很大空间。但是,我有一半时间会忘了它就在那儿。相比之下,Jibo既能带来高品质的参与感,也能带来个人化的留意感。”
能打印桥梁的机器人——多轴3D打印MX3D

发明人:蒂姆·古特詹斯、约里斯·拉曼、盖斯·范·德-费尔登
企业:MX3D
成熟度:3/5
过去12年里,位于荷兰阿姆斯特丹的约里斯·拉曼评测室开展了很多评测性家具和艺术品设计。以便获得更富有创意的设计,拉曼及其合伙人很早就引入了3D打印。尽管如此,现有的3D打印机无法制造出那些较大型的设计,于是,该团队干脆研制出了自己的3D打印操控系统:多轴3D打印(MX3D)。“干嘛不制造出一款工业机器人,给它装上先进的焊接机,看看它能干些什么?”约里斯·拉曼评测室及其附属开发企业MX3D的首席技术官蒂姆·古特詹斯说。
该探究团队先是研制了控制工业机械臂的使用,然后装配挤压机——3D打印机“吐出”材料的那个若干,接着使用铜和铝开展打印。大若干3D打印机将挤压机装到一个框架上,并赋予它们三个运动轴,而MX3D则有6个运动轴。它是一个能灵活移动的机器人,可以和被打印结构一起运动或围绕它行动,从而打印出差不多任何尺寸或形状的物体。
以便展示MX3D创造耐用大型物品的能力,该探究团队脑洞大开,确定在拥有165条运河的阿姆斯特丹打印出一个能够使用的钢铁大桥。他们期盼借助这一促销证明这一技术的潜能,另外给人们更多启发。
据悉,他们打算于2017年将设计好的建筑用3D打印机器人运送到阿姆斯特丹运河的边缘。然后,只要开启机器离开,3D打印机器人将从桥的一侧开工,向另一侧逐步合作。两个月后,一座钢铁大桥将会出如今水面上。届时,机器人将使用钢材开展打印,焊接温度达1500摄氏度,所以,最后建成的大桥坚固程度是可靠的。
假如这座大桥如期建成,那么将可借鉴此方法开发出更多3D使用。例如,公路和铁路运输因故中断时,3D打印机器人将可以合作打通一条交通线等。
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能监测生命体征的“药丸”——可吞服“听诊器”EnteroPhone

发明人:哈佛医学院布莱根妇女医院的乔凡尼·特拉法索、麻省理工学院(MIT)的罗伯特·兰格、MIT林肯评测室的阿尔伯特·斯威士顿、泰德·休斯、克里·约翰逊、格雷格·奇卡雷利
所属机构:哈佛医学院、MIT林肯评测室
成熟度:1/5
生命体征是身体养生的重大指标,但有时要跟踪心、肺等体内深部器官的体核温度或许需要采取侵入性手段,这对病患来说往往会形成负作用。可是,要是只吞下一颗“药丸”就能搞定,那任何人都可以承受。
2012年,当哈佛医学院布莱根妇女医院的胃肠病学专家、生物医疗工程师乔凡尼·特拉法索和MIT林肯评测室的生物材料专家阿尔·斯威士顿在一个岗位场合偶遇时,都意识到了这一点。当时,特拉法索正探究可吞服医疗设备,而斯威士顿则在探究生命体征监测,两人一拍即合,确定兴办兴办特拉法索所谓的“可以吞服的听诊器”。
“从根本上来说,它就是一个微型扩音器,能够听闻医生想要听闻的那些声音。”斯威士顿阐释说。这款名为“EnteroPhone”的生理状态监测(PSM)药丸包含有一些特制的、可以“收听”心跳声和肺部促销声音的迷你扩音器,以及一个可以测量体核温度的迷你体温计。它是当下唯一一种可以另外跟踪三项核心生命体征的药丸式测试器。
当下,这种药丸的样品已在猪身上评测顺利,该探究团队打算接下来开展人体使用。假如一切顺利,那么军方或许有一天会用这一设备在战场监测士兵的养生状况;马拉松运动员也能在比赛中密切监测自己的心率状况。另外,医生也能借用它察觉心率失常或哮喘的早期症状。
探究人员期盼有朝一日能把药物输送也纳入设计之中,如此一来,回顾开箱体验汇总当EnteroPhone测试到异常时就能及时给药施救。
让普通人探测深海的“水下无人机”——海底探险家Trident

发明人:埃里克·斯塔克波尔、戴维·朗
所属企业:OpenROV
成熟度:5/5
2012年,埃里克·斯塔克波尔和戴维·朗打算开展一场寻宝之旅,他们想建造一个便宜的无人遥控潜水器(ROV)来探测一个水下洞穴——听说洞里藏有金子。以便寻求合作,他们到网上向热心的志同道合者咨询。结局,一个开源小区迅速兴办,一起开展这个无人遥控潜水器的设计。
事实证明,尽管所谓金子的传说只是子虚乌有,但柳暗花明又一村,斯塔克波尔和朗依然获得了顺利,他们察觉了便宜好用的水下探测工具的行业前景。于是,两人确定研制出一款让“人人都能享受”的探险装备。迄今为止,已有数千人使用他们研制的装备开展水下探险促销,如观察瓜头鲸、察觉蛤类的生物荧光能力等。如今,他们兴办的OpenROV企业在此装备的基础上新启动了名为Trident的“水下无人机”。无人机上天自然不是资讯,但Trident这款无人机可以下海,着实吸引了众人的目光。
借助启动小区内数千人的智慧,OpenROV赋予Trident诸多各异于其他潜水器的新特色:下潜深度可达100米;三合作器设计便捷精准操控;流畅外形使运动更稳定、高效。Trident还可以半自动地开展长长的平行线式行进,所以能拍下海床或湖床的地貌;使用者也可以使用其他辅助设备,如特别的照明操控系统和海水采样器等对此款水下无人机开展改装。
另外,朗觉得:“Trident的操控相当有趣:普通的ROV操控起来会感受更重、飞行速度更慢。”斯塔克波尔补充道,操纵Trident简直就像在驾驶一架喷气式战斗机,是会上瘾的。据悉,OpenROV打算2016年11月出货。
便携又精确的3D扫描仪——小而精的Eora 3D

发明人:埃里克·斯塔克波尔、戴维·朗
所属企业:Eora 3D
成熟度:5/5
2012年,拉胡尔·柯杜力、年底关注开箱体验,这才是真相阿斯凡德·可汗和理查德·博尔思三人正设计一个太阳能跟踪操控系统,但失利了。以便搞清楚难题在哪儿,他们需要经由3D扫描知晓一块金属盘是如何变形的。但一直以来,高精度3D扫描仪都使用在专业领域且身价不菲,动辄上万,使普通消费者只可远观而不可近玩。
“当时能找到的3D扫描仪最便宜也要2万美元,我们买不起。”可汗说,“于是我们去图书馆查公开资料,用一个摄像机和一个便宜的激光器拼凑了一个3D扫描仪。”
在借助公开资料对这款3D扫描仪开展改进的过程中,他们意识到,原来有很多人和自己一样,期盼拥有便宜且精确的3D扫描仪。于是,他们把太阳能项目放到一边,造出了Eora 3D。这是一个与智能移动电话相连的激光扫描仪,分辨率达到工业扫描仪的水平,但售价要可爱得多,只需319美元。经过一轮顺利的众筹促销,这款扫描仪将于6月开售。
Eora 3D顺利的核心在于,它运用了智能移动电话的处理能力,使得它“既是一项使用革新,也是一项设备革新”。当下市面上也有其他智能扫描仪,但分辨率很低,这是由于它们只是将图像拼在一起却没有捕获可靠的深度资料。而Eora 3D经由一个碳酸瓶大小的设备来获得更高的精度,这一设备与智能移动电话相连并且使用520纳米波长的绿色激光(非通常激光扫描仪所使用的红色激光)对物体开展环绕扫描,并在智能移动电话上重建出物体的高精度三维模型。
以便从各异角度捕捉对象,使用者可以将设备置于一个与无线相连的转盘上,转盘与激光同步旋转,这一方法相当适合扫描小型物体。对更大的物体来说,Eora 3D可以从各异角度扫描几次,然后将图像拼贴在一起兴办出物体完整图像。
能自己发电的照摄像机——自给自足的“永恒照摄像机”

发明人:什里·那亚尔、米哈伊尔·弗里德伯格、夏季聚焦节目录制丹尼尔·希姆斯
所属机构:哥伦比亚大学
成熟度:3/5
乍看上去,四四方方的“永恒照摄像机(Eternal Camera)”像是老款的银版照相设备,但外表往往具有欺骗性,它实际上完全是一个新鲜玩意:一款可以给自己快充的摄像机。
计算机科学家什里·那亚尔带领哥伦比亚大学计算机视觉评测室的探究人员制造出了这款“永恒照摄像机”,其核心在于让将光转化为电的光电二极管身兼两职。在数码摄像机中,光电二极管首要负责测量光;而在太阳能电池板内,它们的首要职责是捕获能量。如今,“永恒照摄像机”内的光电二极管承担起了这两份岗位。如此一来,只要有光存在,该照摄像机就能形成足够的电力不停摄影。
那亚尔团队最初只制造了一个兼职光电二极管,一次只能拍一个分辨率,凑成分辨率不高的整幅图片大约需要一个小时。如今,“永恒照摄像机”的摄像传感器使用1200个光电二极管,排成30×40的阵列,每个二极管都会测试穿过透镜的光并将它变成电通讯,一个电通讯代表一个分辨率,这些电通讯集合在一起就能创造出一幅图像,就像在普通摄像机中一样。但与普通摄像机各异的是,“永恒照摄像机”的每个光电二极管都连接到一个专用电路中,它可以收集吸收到的光线形成一些电力,将它们存在电容中供自己使用。
该摄像机每秒可以取景一幅图像并在外部显示屏显示出来。下一步,探究团队期盼在压缩摄像机尺寸的另外,提升摄影速度和分辨率。前方,“永恒照摄像机”可用于对电力供应有特别请求的专业项目,如追踪野生动物、下降太空探索项目中的电力消耗或提供24小时安保监控等。
对那亚尔来说,这台摄像机的魅力远远超出其获得的技术成就。“它也有浪漫的一面。”他说,“它能在不消耗电力的状况下不断获得信息,可以永动——这本身就是一个强大的概念。”
更好用的盲人平板电脑计算机——“神圣盲文(Holy Braille)”平板电脑计算机

发明人:布伦特·吉莱斯皮、亚历克斯·鲁索曼诺、马克·伯恩斯和赛莱·奥莫德莱
所属机构:密歇根大学
成熟度:1/5
平板电脑计算机能让人们更自由地在信息的海洋里遨游,但视力受损者似乎无福享受这一福利:由于当下部署在平板电脑计算机上的盲文阅读器一次只能显示一行文字,还没有一种优雅且便宜的方法让他们开展流畅的电子阅读。在布伦特·吉莱斯皮、亚历克斯·鲁索曼诺、马克·伯恩斯和赛莱·奥莫德莱等人领导下,密歇根大学的科学家期盼研制出一种一次可以显示一整页的新型盲文电子阅读器。
该项目若干受到了奥莫德莱的启发,她本人就是视力受损者。奥莫德莱说:“现有的盲文显示器不允许使用者接收很多盲文编码和图像信息,而数学和音乐必须立体呈现,普通会跨越好几行,现有盲文显示器无法显示。”
从理论上说,现有技术可以让盲文显示器像平板电脑计算机那样做到整页阅读,但成本极高,如现有单行显示器使用的电子元件成本超过3000美元,整页显示售价或许高达55000美元,让普通人望而兴叹。以便下降成本,探究人员最后挑选用微流体来制造这款称为“神圣盲文(Holy Braille)”的设备。当下研制出的样品只有几英寸宽,探究人员期盼将其拓展做到整页显示,并将成本控制在1000美元到2000美元之间。
让理想照进现实——悬浮滑板“Omni”

发明人:来自加拿大蒙特利尔的发明家亚历山德鲁·杜鲁
企业:全悬浮滑板(Omni Hoverboards)
成熟度:3/5
1989年面世的《回到前方2》告诉我们,我们将可以在墙上弹来弹去,或从地面漂浮起来上演追车大战,而这些全靠一块滑板就能做到。
2015年5月22日,加拿大魁北克的乌阿霍湖在温馨阳光照射下显得相当平静,但一个像从《回到前方2》中飞出来的东西出如今水面上,打破了这种宁静。亚历山德鲁·杜鲁站在一个自制滑板上“飞”到了离水面16英尺(约合4.88米)高的地方。他总共“飞行”了275.9米,创下“悬浮滑板最远飞行距离”,完爆此前滑板飞行50英尺的纪录。此后不久,吉尼斯全球纪录权威官方对此强调认可。杜鲁说:“这个滑板可以给你其他机器无法提供的感受,它无可比拟。”
杜鲁是一名使用工程师,在过去五年间一直致力于完善他称之为“Omni”的飞行滑板设计。他最初做出的版次极其简陋:一块木头绑在一个发动机和合作器上。而如今的版次经过其新企业“全悬浮滑板”和当地大学子的改进,已精良了不少。新款滑板由碳纤维制成,但依然充满了DIY感:它用8个大合作器做到离地飞行,由16块锂电池驱动。
杜鲁和其探究团队当下正研制特性更强大、外形更漂亮也更可靠的第二款样本,并打算2017年启动官方商品。他说:“很多人期盼前方能用上悬浮滑板,我觉得他们的美梦就要成真了。”
可是,Omni企业当下对该滑板上锂电池过重强调担忧,他们打算以后用燃料发动机代替。如此看起来,悬浮滑板尽管离普通人的日常还有一段距离,但这些高技术原型让人们相信,有朝一日人类是可以像阿拉丁一样坐上飞毯飞起来的。
最炫酷的私人飞机——“女武神(Valkyrie)”飞机

发明人:戴维·劳瑞
企业:美国民营飞机制造商深蓝色(Cobalt)
成熟度:5/5
私人飞机已变成富豪们的标配,但持久以来,私人飞机的设计大同小异,不像豪车那样令人眼花缭乱,所以他们的挑选并不太多。或许是目睹了其间潜藏的商机,独立航空工程师戴维·劳瑞发明了“史上最拉风的私人飞机”“私人机中的战斗机”——“女武神”。它不只设计酷炫、“颜值”超高,另外还拥有同级飞机中最快的速度和最远的航程。
从外观上看,“女武神”不只漂亮,并且前方感十足。劳瑞坦言,自己在设计时充分考虑到了美学难题。他阐释说:“机体前部外凸,后部内收,两者结合之处有个连接点。”
劳瑞并非经典车迷,但在确定“重塑”私人飞机时,还是将目光投向了豪华汽车及其设计美学,期盼从中寻找灵感。他说:“我首要看了玛莎拉蒂和奔驰,从它们身上得到启发,逐步孕育出概念和想法。”一个例子就是令人眼前一亮的驾驶舱:一体成型的透明舱盖是私人飞机中最大的顶篷,可以为驾驶员提供多达320度的视角,也让其他乘员相当便利地欣赏到飞行中的景色。
除了高颜值外,劳瑞还期盼“女武神”节能、高效、便于操纵,所以,他借鉴战斗机的设计,让机翼使用鸭式布局。这种在主机翼前再配置一个小副翼的好处很显著:可大幅提升飞机操控度之余,还能和主机翼形成耦合效应,为飞机提供额外的升力。“女武神”操控相当简易,劳瑞说:“就像驾驶汽车一样。”
“女武神”的发动机和螺旋桨都在飞机尾部,涡轮增压下的发动机动力达到了350匹,并且能够经由加氧维持高空飞行的速度。得益于出色外形和动力设计,其飞行速度最高可达483千米/小时,比普通单螺旋桨飞机快;航程为1931千米,另外消耗的燃料更少。
劳瑞的“深蓝色”企业打算最初于2016年年底着手接纳使用者对评测版“女武神X(Valkyrie X)”的预订,并于2017年中启动消费者版次Co50 Valkyrie。这两款飞机在参数上没有太大差别,只是Co50得到的认证更多一些,能在更多的全国飞行,所以售价也更昂贵。
谁都向往在天空自由飞翔,但前提是你得有钱。“女武神”和普通人之间唯一隔着的,是75万美元的售价。劳瑞觉得,这一定价只比同级私人飞机贵一点儿,相当合理。他说:“造这样一架飞机不轻松,‘女武神’诞生之前,市面上的私人飞机既没有吸引力,又没有操控乐趣。”
迄今最快的3D打印机——M1 3D打印机

发明人:约瑟夫·德·西莫内、亚历克斯·叶尔莫什金、艾德·萨穆尔斯基
企业:碳(Carbon)
成熟度:5/5
2015年3月,在一场演讲中,约瑟夫·德·西莫内静悄悄地做到了三维打印革命,他只用6分多钟,就打印出了一个手掌大小的网格球体,而过去打印出这样一个球体普通需要几个小时。
创办多家企业的西莫内在博士后亚历克斯·叶尔莫什金合作下,发明了这一高效三维打印方法。他们没有用现有的常规技术,而是从影片《终结者》里液态金属机器人T-1000那里获得灵感。
就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“长出”固体——运用“连续液体界面生产(CLIP)”技术,使用紫外线和氧气“雕琢”树脂。结局相当顺利,与传统3D打印相比,M1的打印速度提升了25到100倍。它也能处理更多材料,含有所有聚合物。与传统分层打印机相比,连续液体界面生产技术的分辨率更高,相当适合商业定制。
西莫内这样说明这一技术:“经由重新思考3D打印的全部过程及其背后的化学物理原理,我们开发了一项新技术,能以比传统技术更快的速度创造零件——即从液态树脂里‘长出’新零件。”
外媒在2016年3月的报导中强调,这种3D打印技术使物体可以形成于液态介质,而非像过去25年所使用的层层打印,它代表了3D打印的一种新方式,开启了革新使用领域,不只含有养生保健和医疗,也含有汽车和航空等重大行业。
你如今,西莫内与化学家艾德·萨穆尔斯基共同创办的“碳”企业,正与宝马汽车、强生等企业兴办评测其商品。
贴心的机器人伙伴——又萌又暖的吉宝“Jibo”

发明人:辛西娅·布雷泽尔、乔森纳·罗斯、法达达·法瑞狄、安迪·阿特金斯、瑞奇·桑德伍斯基、托德·派克
企业:吉宝(Jibo)
成熟度:5/5
还在孩提时代时,辛西娅·布雷泽尔就尤其喜欢《星球大战》系列影片中机智、无畏而又鲁莽的宇航技工机器人“R2-D2”及其机器人同伴C-3PO,由于它们不只像人们期望的那样特性强大,还尤其人性化。布雷泽尔说:“这些机器人在很多方面是完全成熟的人物,他们会关心人。我觉得,它真正激发了我的想象力。”
几十年后,身为麻省理工学院民间型机器人专家,布雷泽尔确定给一个真正的助移动电话器人注入同样的人性魅力。在发明伙伴乔森纳·罗斯、法达达·法瑞狄、安迪·阿特金斯、瑞奇·桑德伍斯基和托德·派克的合作下,她兴办了一家吉宝企业,在网上发起了众筹促销。功夫不负有心人,如今,她的作品——又萌又暖的机器人吉宝(Jibo)已然筹备就绪,要跟主人们见面了。与之前的机器人首要用于教学和医疗各异,Jibo专为家人使用者使用,布雷泽尔期盼使用者会察觉机器人商品有趣和友好的一面并变成家人的一员。
和许多优秀的AI助手一样,Jibo可以接电话、发出提醒。它“体重”7.6磅(约3.45公斤),身高约1英尺(0.3米),可以确认人脸,熟悉并适应家人成员的习惯爱好,还可以依据你的情绪讲你喜欢的睡前历程,或按你的请求给你拍张图像,在厨房教你做菜等。
Jibo内置的360°麦克风和语音处理操控系统,可以让家人成员在房间的任意位置与机器人交流。它还可以经由图像、声音和肢体运动与小孩互动,在逗小孩高兴的另外,丰富小孩的知识。
那些在最初的众筹促销中多掏了100美元的人,可以得到一个开发版的Jibo(规范的家人版,售价499美元),并且在2016年夏天售货之后,他们还可以不停往指令表里添加新信息。
布雷泽尔强调,与其他家人机器人(比如亚马逊的Amazon Echo)相比,Jibo向前迈出了核心的一步。Echo是亚马逊启动的一款智能控制设备,另外包含一位名叫Alexa的语音助理。布雷泽尔说:“Alexa的呈现证明,我们在革新家人技术的感受方面还有很大空间。但是,我有一半时间会忘了它就在那儿。相比之下,Jibo既能带来高品质的参与感,也能带来个人化的留意感。”
能打印桥梁的机器人——多轴3D打印MX3D

发明人:蒂姆·古特詹斯、约里斯·拉曼、盖斯·范·德-费尔登
企业:MX3D
成熟度:3/5
过去12年里,位于荷兰阿姆斯特丹的约里斯·拉曼评测室开展了很多评测性家具和艺术品设计。以便获得更富有创意的设计,拉曼及其合伙人很早就引入了3D打印。尽管如此,现有的3D打印机无法制造出那些较大型的设计,于是,该团队干脆研制出了自己的3D打印操控系统:多轴3D打印(MX3D)。“干嘛不制造出一款工业机器人,给它装上先进的焊接机,看看它能干些什么?”约里斯·拉曼评测室及其附属开发企业MX3D的首席技术官蒂姆·古特詹斯说。
该探究团队先是研制了控制工业机械臂的使用,然后装配挤压机——3D打印机“吐出”材料的那个若干,接着使用铜和铝开展打印。大若干3D打印机将挤压机装到一个框架上,并赋予它们三个运动轴,而MX3D则有6个运动轴。它是一个能灵活移动的机器人,可以和被打印结构一起运动或围绕它行动,从而打印出差不多任何尺寸或形状的物体。
以便展示MX3D创造耐用大型物品的能力,该探究团队脑洞大开,确定在拥有165条运河的阿姆斯特丹打印出一个能够使用的钢铁大桥。他们期盼借助这一促销证明这一技术的潜能,另外给人们更多启发。
据悉,他们打算于2017年将设计好的建筑用3D打印机器人运送到阿姆斯特丹运河的边缘。然后,只要开启机器离开,3D打印机器人将从桥的一侧开工,向另一侧逐步合作。两个月后,一座钢铁大桥将会出如今水面上。届时,机器人将使用钢材开展打印,焊接温度达1500摄氏度,所以,最后建成的大桥坚固程度是可靠的。
假如这座大桥如期建成,那么将可借鉴此方法开发出更多3D使用。例如,公路和铁路运输因故中断时,3D打印机器人将可以合作打通一条交通线等。
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