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數(shù)字吉他

新式太空服

智能探測(cè)球

重力燈

高性能運(yùn)動(dòng)義肢

　　
　　新式太空服：物美價(jià)廉性能高

　　在2007年由美國國家航空航天局（NASA）贊助的太空服手套設(shè)計(jì)比賽中，美國藝術(shù)家兼設(shè)計(jì)師特德·薩瑟恩與俄羅斯前宇航員兼宇航服設(shè)計(jì)師尼可雷·莫伊謝耶夫一見如故。盡管兩人都在比賽中空手而歸，但他們卻收獲了志同道合的友誼。兩年后，他們?cè)俅螀⒓釉摫荣惒②A得了10萬美元的獎(jiǎng)金。
　　隨后，他們?cè)诿绹~約布魯克林創(chuàng)辦了一家名為“Final Frontier Design”（FFD，終極前沿設(shè)計(jì)）的創(chuàng)業(yè)公司，著手為正處在萌芽階段的商業(yè)太空飛行產(chǎn)業(yè)研制新一代時(shí)髦而舒適、經(jīng)濟(jì)可承受的高性能太空服——第三代太空服。薩瑟恩表示：“目前的太空服不僅造價(jià)昂貴，而且也非常笨重，體型龐大，性能也差強(qiáng)人意。我們的目標(biāo)是提高太空服的性能并降低成本。”
　　在未來10年內(nèi)，商業(yè)太空飛行的產(chǎn)值有望超過16億美元。英國太空旅行公司維珍銀河公司、美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）、美國XCOR公司、藍(lán)色起源公司（Blue Origin）都在摩拳擦掌，希望盡快將游客送往太空。
　　現(xiàn)在每套太空服的售價(jià)約為20萬美元，比前往太空旅行的票價(jià)還高。而且，大多數(shù)太空服都使用了由一個(gè)可充氣的內(nèi)袋以及一個(gè)耐用的外約束層組成的雙層設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)使太空服笨重龐大且很不靈活。美國貝勒醫(yī)學(xué)院的喬納森·克拉克說：“對(duì)于太空游客來說，舒適性至關(guān)重要。”
　　有鑒于此，2009年，薩瑟恩和莫伊謝耶夫就開始研發(fā)完整的單層設(shè)計(jì)太空服，他們希望其售價(jià)為5萬美元左右。他們通過將多片尼龍聚氨酯涂層面料（一種耐用、不透氣且柔韌的材料）融合在一起制造出了這種太空服。當(dāng)對(duì)這種太空服充氣后，密絲合縫的接縫和金屬支撐能幫助穿戴者保持靈活；內(nèi)部的管型材料也可以讓空氣循環(huán)從而給太空服降溫。
　　任何新的太空服都需要NASA進(jìn)行鑒定，但這一過程并不便宜，因此，去年，薩瑟恩和莫伊謝耶夫?qū)⑶笾哪抗馔断蛄吮娀I網(wǎng)站，并最終募集到了2.7萬美元，借用這筆資金，他們完成了整套太空服模型的90%?，F(xiàn)在，他們已開始測(cè)試關(guān)鍵的零部件以便通過飛行認(rèn)證。
　　他們的研發(fā)工作已經(jīng)引起了業(yè)界的關(guān)注。薩瑟恩說：“我們最近拜訪了美國‘亞特蘭蒂斯’號(hào)航天飛機(jī)的前宇航員格蘭特·里斯曼，他現(xiàn)在是SpaceX公司的安全專家，他看見了我們的第二代太空服，印象深刻。2011年，我們采用黃色雙層設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出第二代太空服。而與之相比，目前我們正在研制的第三代太空服重量更輕、也更柔軟。”

　　發(fā)明人：泰迪·薩瑟恩、尼可雷·莫伊謝耶夫
　　產(chǎn)品：第三代（3G）太空服
　　研發(fā)成本：30萬美元
　　成熟度：60%
　　智能探測(cè)球：哪兒危險(xiǎn)去哪兒

　　2010年，海地突發(fā)罕見的7.3級(jí)大地震后，各路搜救團(tuán)隊(duì)紛紛飛抵太子港地震現(xiàn)場(chǎng)，奮力搜尋幸存者。那時(shí)還在攻讀公共政策研究生學(xué)位的弗朗西斯科·阿圭勒通過新聞得知，搜救團(tuán)隊(duì)大多依靠復(fù)雜且昂貴的成像系統(tǒng)來開展?fàn)I救工作，對(duì)此，他非常震驚。阿圭勒表示：“只有少數(shù)幾個(gè)搜救團(tuán)隊(duì)擁有這些成像系統(tǒng)，而且需要經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)才能使用它們。”他從中看到了巨大的商機(jī)和潛力，因此，很快在美國麻省注冊(cè)了一家新公司，專門研究更簡單好用的搜救工具：一種廉價(jià)、可拋擲的棒球大小的探測(cè)器。
　　這款彈跳成像探測(cè)器（Bounce Imaging Explorer）擁有一個(gè)減震外殼，內(nèi)置有6個(gè)照相機(jī)，再加上一組近紅外發(fā)光二極管（LED）——在黑暗的房間里充當(dāng)照相機(jī)的閃光燈。為了有效地利用該探測(cè)器，人們會(huì)先將其同一個(gè)智能手機(jī)或平板電腦相連，隨后將其拋擲到危險(xiǎn)地帶。探測(cè)器會(huì)立刻開始拍照，并且測(cè)試甲烷、一氧化碳以及危險(xiǎn)的高溫。球內(nèi)部的微型處理器會(huì)將照片拼接在一起，并且將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后通過Wi-Fi傳輸給智能手機(jī)或者平板電腦，幾秒鐘后，智能手機(jī)或平板電腦就可以收到環(huán)境的全景圖，還配有環(huán)境警告。
　　阿圭勒認(rèn)為，這個(gè)彈跳球探測(cè)器除了能應(yīng)用于災(zāi)區(qū)外，還可以用于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)、解救人質(zhì)甚至參與戰(zhàn)爭(zhēng)等，目前，他正在搜集潛在客戶的反饋，希望能讓這種探測(cè)球變得更完美。在最初18個(gè)月內(nèi)，他新創(chuàng)辦的公司構(gòu)想出了幾十種模型，而且可以根據(jù)客戶的需求不斷修改。例如，有幾位警察表示，他們希望能夠聽到房間內(nèi)的聲音，阿圭勒就在彈跳球內(nèi)安裝了數(shù)字麥克風(fēng)。
　　警察、消防員、士兵、核電站檢察人員都希望能測(cè)試該彈跳探測(cè)球。阿圭勒估計(jì)其售價(jià)在5000美元到1萬美元之間，他說：“我希望盡可能地降低成本，這樣，它就可以在更多地方派上用場(chǎng)了。”

　　發(fā)明人：弗朗西斯科·阿圭勒
　　產(chǎn)品：彈跳成像探測(cè)器
　　研發(fā)成本：未公布
　　成熟度：70%

　　重力燈：石頭下落提供電能的家用燈

　　全球有超過7.8億人使用煤油燈照明，但煤油價(jià)格昂貴，而且在燃燒時(shí)會(huì)釋放出有毒氣體，更不用說容易引起火災(zāi)了。2008年，英國倫敦的產(chǎn)品設(shè)計(jì)師馬丁·里迪福德和同事吉姆·里夫斯決定制造一種更廉價(jià)而且更安全的家用照明燈。
　　里迪福德知道，下落的重物產(chǎn)生的能量足以驅(qū)動(dòng)老式的落地大鬧鐘，那么，為什么不依葫蘆畫瓢，用這種思路設(shè)計(jì)燈具呢？為了找到答案，他將一個(gè)發(fā)條手電筒的轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄與一個(gè)自行車的車輪相連。然后再將一個(gè)重物懸掛在車輪上讓車輪旋轉(zhuǎn)，這樣一來，車輪就給手電筒上了發(fā)條，讓手電筒亮了起來。
　　在接下來的4年時(shí)間里，里迪福德和里夫斯以及另外一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)將業(yè)余時(shí)間都耗在地下室，改進(jìn)和完善重力燈的設(shè)想。為了使用這款燈，人們需要先將燈懸掛起來，然后用28磅重的石頭、土和其他材料填滿燈上配備的布袋。裝滿重物的袋子會(huì)掛在一條打孔帶上，將袋子提起并放下，袋子會(huì)拉動(dòng)打孔帶穿過重力燈的塑料輪轂，讓一系列齒輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)一個(gè)小型馬達(dá)，從而讓一臺(tái)發(fā)光二極管（LED）燈持續(xù)亮30分鐘。
　　研究人員利用眾籌網(wǎng)站籌集到的資金生產(chǎn)了1000臺(tái)重力燈，他們計(jì)劃將這些燈送往發(fā)展中國家進(jìn)行測(cè)試，另外6000臺(tái)燈則送給了資助者。里迪福德說：“我們?cè)O(shè)計(jì)的燈能得到如此多的積極正面的評(píng)價(jià)，讓我們倍感欣慰。”除了邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)村，這種燈也可以在野營過程中大展拳腳。里迪福德也希望為一款售價(jià)不超過10美元的零售版重力燈申請(qǐng)專利。
　　重力燈的工作原理
　　1.載重袋子下落，拉動(dòng)一條打孔帶，帶動(dòng)一系列的塑料齒輪。
　　2.齒輪一起旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
　　3.馬達(dá)產(chǎn)生的電能可以讓一個(gè)小小的LED燈持續(xù)亮30分鐘。
　　4.外部連接設(shè)備還可以驅(qū)動(dòng)低壓裝置，整套系統(tǒng)可以重復(fù)數(shù)千次。

　　發(fā)明人：馬丁·里迪福德、吉姆·里夫斯
　　產(chǎn)品：重力燈
　　研發(fā)成本：超過30萬美元
　　成熟度：80%

　　高性能運(yùn)動(dòng)義肢：讓運(yùn)動(dòng)員重返賽場(chǎng)

　　2008年，在一場(chǎng)職業(yè)雪地摩托車比賽中，邁克爾·舒爾茨駕駛的摩托車在轉(zhuǎn)彎時(shí)失控，導(dǎo)致他的左膝蓋完全粉碎，醫(yī)生不得不將他膝關(guān)節(jié)以下的部位完全切除。舒爾茨說：“手術(shù)后，我看著妻子，問她，現(xiàn)在我們?cè)撛趺崔k？我是專業(yè)運(yùn)動(dòng)員，截肢后，我可能再也無法重返賽場(chǎng)了。”
　　舒爾茨的直覺沒有錯(cuò)，傳統(tǒng)的義肢無法承受專業(yè)運(yùn)動(dòng)員那種高強(qiáng)度的生活方式。因此，2009年年初，舒爾茨自己開始設(shè)計(jì)和制造義肢。
　　新義肢的關(guān)鍵組成部分是動(dòng)力膝蓋（Moto Knee），它利用可調(diào)節(jié)的山地車減震器，通過壓縮空氣來調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)的硬度。但是，滑雪和滑板運(yùn)動(dòng)員還需要至關(guān)重要的腳趾壓力和腳踝的張力，因此，舒爾茨又朝他的義肢里添加了“Versa足（Versa Foot）”——也利用空氣減震器模擬關(guān)節(jié)阻力的人造足—踝模擬裝置。這兩部分結(jié)合在一起，就構(gòu)成了一個(gè)能承受高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的人造下肢，其能防水，而且可以應(yīng)用于一系列的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。
　　借此，舒爾茨最近重返賽場(chǎng)，并在2012年冬季極限運(yùn)動(dòng)大賽中獲得金牌。他希望在今年冬天出售這種經(jīng)過改良的新義肢，不僅賣給截肢運(yùn)動(dòng)員，也賣給那些在戰(zhàn)場(chǎng)上失去了肢體的士兵。舒爾茨表示：“剛開始，我只是希望自己能繼續(xù)以前的事業(yè)，但事實(shí)證明，新義肢的意義不僅如此，超出了我的預(yù)料。實(shí)踐證明，我所做的一切都是值得的。”

　　發(fā)明人：邁克爾·舒爾茨
　　產(chǎn)品：Versa 足（Versa Foot）
　　研發(fā)成本：1.5萬美元
　　成熟度：90%

　　數(shù)字吉他：讓菜鳥變身音樂達(dá)人

　　電氣工程師丹·蘇利文在孩提時(shí)代就學(xué)會(huì)了彈吉他。但是，他十幾歲的兒子現(xiàn)在最喜歡的活動(dòng)是玩游戲。蘇利文想，如果兒子能將所有玩游戲的時(shí)間用來演奏樂器的話，可以成為一位杰出的音樂演奏家。58歲的蘇利文對(duì)兒子說：“當(dāng)你在我的年紀(jì)時(shí)，你還可以時(shí)不時(shí)地秀一下自己的吉他技藝，可是，游戲玩得再好又有什么用呢？”
　　7年前，蘇利文辭去了視頻廣告公司輕松的首席技術(shù)官職務(wù)，開始著手研發(fā)一種數(shù)字的六弦吉他——JamStik。這款精巧的數(shù)字吉他像真正的吉他一樣，有音品和弦，無需調(diào)音，也不像很多數(shù)字樂器一樣需要推按鈕才可使用。內(nèi)置的小型傳感器可以通過52個(gè)紅外LED設(shè)備來追蹤手指的活動(dòng)。
　　因?yàn)檫@些傳感器之間僅僅相距幾毫米，固件會(huì)插入數(shù)據(jù)中將重疊的信號(hào)過濾掉，并且精確確定每個(gè)手指的位置。傳感器也能追蹤指法的細(xì)微變化。一個(gè)內(nèi)置的微處理器會(huì)將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的音樂指令（MIDI），無線天線再將這些指令傳輸給同步的平板電腦或者筆記本電腦。
　　由于傳感器的感應(yīng)范圍為吉他指板紙上半英尺內(nèi)，因此，在手指觸弦之前，感應(yīng)器就可以探測(cè)到手指的活動(dòng)，這就使得配套的軟件——比如安裝在平板電腦iPad上的軟件Jam Tutor可以實(shí)時(shí)標(biāo)示出手指的方位，演奏者可以據(jù)此自我修正。Jam Stik程序還可以同100多種Wi-Fi應(yīng)用程序配合使用，例如蘋果電腦編寫的數(shù)碼音樂創(chuàng)作軟件Garage Band等。蘇利文預(yù)計(jì)這款產(chǎn)品有望在2013年年底上市，他說：“它能夠幫助年輕一代認(rèn)識(shí)到音樂創(chuàng)作的樂趣，而不是僅僅做一個(gè)被動(dòng)的消費(fèi)者。”
　　發(fā)明人：丹·蘇利文
　　產(chǎn)品：JamStik數(shù)字吉他
　　研發(fā)成本：100萬美元
　　成熟度：90%