最 “ 酷 ” 的發(fā)明 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 透視眼 誰會(huì)拒絕試試真正的 x 光眼鏡的機(jī)會(huì)呢？你所看到的一切不一定總能讓你開心，但有了這種超人般的視力，你將可以看透堅(jiān)固的墻壁，窺視自己的鄰居或是密切留意樓上的孩子在做什么。 與可見光不同，無線電波能穿透固體材料。英國劍橋顧問公司的工程師們于 2006 年宣布，他們制造出一套只有公文包大小的裝置，它可以通過發(fā)射超高頻雷達(dá)脈沖并收聽回音來探測墻壁另一側(cè)的人。 該公司負(fù)責(zé)人 表示，這些脈沖可以穿透約 40 厘米厚的建筑材料，并發(fā)現(xiàn)最遠(yuǎn) 15 米范圍內(nèi)的活動(dòng)。該裝置可以用來跟蹤被扣為人質(zhì)者的活動(dòng)。然而，它的致命缺點(diǎn)是，只能探測到正在活動(dòng)的人。 德國慕尼黑理工大學(xué)的埃爾溫 比布爾教授的研究小組發(fā)明的裝置，可以探測到一墻之隔的呼吸甚至心跳等細(xì)微動(dòng)作。該研究小組利用多普勒效應(yīng)探測到了心臟或肺部活動(dòng)引起的亞厘米級(jí)變化。 解放雙手的治療 如今的手機(jī)能做的事情可比電影星際迷航記里的發(fā)報(bào)機(jī)更多，但電影里麥科伊醫(yī)生使用的那種能迅速發(fā)現(xiàn)體內(nèi)傷勢的便攜式醫(yī)學(xué)掃描儀還要更 長的時(shí)間才能在現(xiàn)實(shí)世界里現(xiàn)身。不過當(dāng)它問世時(shí)可能會(huì)走得更遠(yuǎn)。工程師們正在開發(fā)一種便攜式掃描儀，它不僅能發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈破裂等體內(nèi)受傷的情況，還能在一瞬間治愈傷口。這種裝置的秘密是高頻超聲波。醫(yī)生目前正利用這種超聲波檢查胎兒。 華盛頓大學(xué)的勞倫斯 克拉姆教授已經(jīng)證實(shí)，高強(qiáng)度的超聲波能夠烙灼流血的動(dòng)脈。他所在的超聲波技術(shù)公司已經(jīng)開發(fā)出一種手持設(shè)備，外科醫(yī)生可以用它來切割血管密集的器官，同時(shí)烙灼切口?？死废Ｍ?2009 年對(duì)該設(shè)備進(jìn)行人類實(shí)驗(yàn)。 較弱的超聲波可用于檢測血液的快速流動(dòng)，這是血管破裂的特征 。美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局出資支持的一個(gè)項(xiàng)目把兩種理念合二為一，該項(xiàng)目旨在研發(fā)一種便攜裝置，利用超聲波查找并修復(fù)破裂的血管。 蜘蛛與壁虎 彼得 帕克在屋頂上的表演看上去容易，復(fù)制起來卻很難。問題很簡單：蜘蛛人穿戴的手套和鞋子必須能夠支撐一個(gè)普通人的重量。當(dāng)然，手腳還必須活動(dòng)方便，強(qiáng)力膠水可做不到。 研究人員靈機(jī)一動(dòng)把目光從蜘蛛轉(zhuǎn)向了壁虎。 2003年，英國曼徹斯特大學(xué)的安德烈 海姆模仿壁虎腳上的細(xì)毛，設(shè)計(jì)出一種帶微細(xì)毛發(fā)的材料。在極小范圍內(nèi)發(fā)生作用的分子間范德瓦爾斯力使每根細(xì)毛緊 貼在墻上，由于壁虎腳上有數(shù)百萬根這種細(xì)毛，因此能產(chǎn)生強(qiáng)大的吸力。如果在一個(gè)垂直表面上用力按壓，海姆發(fā)明的這種材料能把 1 公斤重量吸附在 1 平方厘米的面積上。 如果要把這些材料擴(kuò)大到可以利用的大小，可能并非那么簡單。例如，如果要支撐一個(gè)人的重量，需要把這些細(xì)毛加長，產(chǎn)生足夠大的面積，但變長后它們可能纏在一起。意大利都靈理工大學(xué)的尼古拉 普尼奧找到了答案。他于2007 年提出一種杉樹式設(shè)計(jì)，以較長的碳納米管為主干，較短的碳納米管為分支。目前普尼奧已經(jīng)研制出每只能承受 10公斤重量的手套。 你的電力 手機(jī)是當(dāng)今時(shí)代的一個(gè)奇跡。然而，無論你的手機(jī)有多么高級(jí)，一旦沒電了，也派不上任何用場。不過，如果你可以不用電池，從自己周圍就能收集這個(gè)小玩意兒需要的能量，那應(yīng)該很不錯(cuò)吧？ 首先，你可以把它塞進(jìn)襯衫里。 2008 年，佐治亞理工學(xué)院的王中林發(fā)明了一種氧化鋅納米線織物，這種材料發(fā)生彎曲或擠壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生微小的電流。王中林與他的研究小組發(fā)現(xiàn)，他們可以通過給每根纖維涂上金屬層的方式來收集這些電。 像起搏器這種植入人體內(nèi)的裝置可以由本人提供能量一樣，斯坦福大學(xué)的戴維 德蘭發(fā)明了一種由心臟提供動(dòng)力的發(fā)電器。它通過使一小塊磁體在一個(gè)微型線圈上來回移動(dòng)產(chǎn)生電。磁體被裝在一個(gè)充滿液體的硅樹脂管里，管子兩端各有一個(gè)氣球。整個(gè)裝置放在心臟上，當(dāng)心臟跳動(dòng)時(shí)，兩個(gè)氣球輪流受到擠壓，使液體和磁體在管內(nèi)來回運(yùn)動(dòng)。 另外美國得克薩斯大學(xué)的亞當(dāng) 赫勒發(fā)明了一種燃料電池，它可以被放進(jìn)動(dòng)脈，利用血液中的葡萄糖作為燃料。 噴氣式飛行背包 個(gè)人飛行器在夢想世界里占據(jù)了不同尋常的位置。因?yàn)閿?shù)十年來，工程師們一直在制造并放飛它們。更準(zhǔn)確地說，它們應(yīng)當(dāng)被叫做 “ 火箭背帶 ” ?；鸺硯У谝淮纹痫w是在 40 年前，但 所有這些機(jī)器的命運(yùn)都是相同的，也受到同樣的致命限制。 火箭背帶通過催化過氧化氫分解為迅速膨脹的蒸氣和氧氣來產(chǎn)生推力。問題在于，每臺(tái)機(jī)器只能攜帶維持飛行 30 秒的推進(jìn)劑。 新西蘭馬丁飛機(jī)公司 2008 年 7 月推出了一種完全不同的飛行背包。這種機(jī)器的動(dòng)力來自兩臺(tái)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，而不是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。 這兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)兩個(gè)垂直安裝的水平旋翼使飛機(jī)上升。該裝置使用標(biāo)準(zhǔn)汽車燃料，一個(gè)油箱能維持飛行 30 分鐘，約 50 千米。它還裝備了一個(gè)緊急情況下可使用的降落傘。 缺點(diǎn)是它們造價(jià)高達(dá) 10 萬美 元，相當(dāng)于一臺(tái)高級(jí)轎車。該公司已經(jīng)在接受訂單，希望在 2009 年下半年交付第一批產(chǎn)品。 個(gè)人宇宙飛船 失重狀態(tài)的自由感和從自己的宇宙飛船里觀看日落的感覺一定很棒吧？隨時(shí)沖進(jìn)太空的想法或許將不像看上去那么滑稽。 最大的障礙是找到一種可以把飛船送進(jìn)太空的在經(jīng)濟(jì)上可承受的辦法。通常的辦法，特別是把一根金屬管填滿高能燃料并把一端點(diǎn)燃，每次需要 億美元。減少費(fèi)用的方法之是給它裝上翅膀，翅膀產(chǎn)生的升力可以幫助飛船在大氣層中上升，減少所需燃料的量，從而減少飛船重量。 維爾京銀河航天公 司和 XCOR 航空航天公司正是采用了這種理念，為那些自費(fèi)太空游的乘客開發(fā)宇宙飛船。 那么，為什么不能完全放棄機(jī)載燃料呢？工程師萊克 邁拉博說，個(gè)人太空飛船可以通過一束從地球向上照射的微波飛入軌道。邁拉搏 10 年來一直在研究利用地面激光推動(dòng)的小型宇宙飛船。光束在擊中飛船底部時(shí)可產(chǎn)生一個(gè)爆炸性等離子區(qū)，產(chǎn)生推動(dòng)飛船上升的推力。他目前已設(shè)計(jì)出一種可在 2025 年將輕型飛船帶入低環(huán)地軌道的系統(tǒng)。邁拉博預(yù)計(jì)這種方式所需的成本是傳統(tǒng)飛船發(fā)射方式的 1%。 水下呼吸 即使有了水下呼吸器，你在水下停留的時(shí) 間也只能受制于自己攜帶的氧氣多少。然而，海洋中存在氧氣，我們?yōu)槭裁床荒芟耵~兒那樣游來游去，從水中獲得我們需要的氧氣呢？ 2002 年，一名潛水員用 “ 人工鰓 ” 從水中提取氧氣，在一個(gè)游泳池內(nèi)潛水 30 分鐘。這種裝置是由日本富士系統(tǒng)公司利用高科技硅膜制成的。只有氣體能從這些膜中滲透進(jìn)來，液體無法滲透，因此，氧氣從水中擴(kuò)散進(jìn)來，二氧化碳被釋放出去就像魚鰓一樣。然而，簡單滲透裝置的產(chǎn)氧量較低，這是很危險(xiǎn)的。 以色列發(fā)明家阿蘭 博德納嘗試?yán)?“ 香檳效應(yīng) ” 解決這一問題：當(dāng)壓力下降時(shí)，氣體溶于水泡。然而， 我們需要大量的氧氣， 1 升海水中溶解的氧氣是有限的。因此，無論提取手段多么有效，我們都只能抽取大量海水來獲得足夠的氧氣。 不過， “ 人工鰓 ” 可能在其他應(yīng)用中有著更廣闊的前景。使用燃料電池的水下機(jī)器人可以通過 “ 人工鰓 ” 獲得氧氣。它們還可以幫助潛水艇和水下居住艙排出二氧化碳，或許還能同時(shí)增加氧氣供應(yīng)。 你說話，它翻譯 美國軍人在伊拉克使用的一種裝置可能成為一位萬能翻譯。 由加州斯坦福研究院開發(fā)的這款機(jī)器，是一臺(tái)裝有語音識(shí)別和翻譯軟件的小型電腦。當(dāng)你用阿拉伯語對(duì)著話筒說話時(shí)， 軟件會(huì)把語句轉(zhuǎn)化為阿拉伯書面語，再把它們翻譯成英語。當(dāng)你結(jié)束講話后，電腦將讀出翻譯內(nèi)容。賓夕法尼亞州卡內(nèi)基 梅隆大學(xué)也開發(fā)出一種類似系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于一臺(tái)掌上電腦運(yùn)行。 但目前不要對(duì)這些機(jī)器能進(jìn)行流暢的翻譯寄予厚望。美軍在伊位克使用的翻譯機(jī)，之所以能有效工作的原因，是它只針對(duì)士兵們用得到的約 5 萬個(gè)單詞。主題越寬泛，軟件識(shí)別同一個(gè)單詞在不同語境中的不同含義就越困難。但斯坦福研究院的克麗斯廷 普雷科達(dá)教授表示： “ 我們一定能繼續(xù)改進(jìn)它。 ” 嗅覺電影 不管是烤肉大餐的誘人香氣，還是女人身 上醉人的香水味，抑或是硝煙彌漫的戰(zhàn)場上的火藥味，氣味都是一種強(qiáng)大的力量。因此，如果電視和電子游戲的場景能伴著氣味出現(xiàn)，那將是怎樣的情景？ 嗅覺電影的目的在于：使電視機(jī)產(chǎn)生與正在播出的畫面一致的氣味。最近的科學(xué)進(jìn)步意味著，嗅覺電影可能在我們還沒有完全理解嗅覺原理之前變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。 一家從 20 世紀(jì) 90 年代末開始開發(fā)嗅覺電影技術(shù)的公司已經(jīng)制造出一種模型裝置。它能產(chǎn)生大多數(shù)日常的氣味。這些氣味并非是與現(xiàn)實(shí)氣味一模一樣的復(fù)制品，但可以被辨別出來。 雖然這項(xiàng)工作已