TZOA：可穿戴空氣污染監測器

Braigo：改變生活的樂高盲文打印機

NIMBLE SENSE：帶你觸摸虛擬現實世界

IMMUNOMATRIX：能遞送疫苗的補丁

AEROMOBIL3.0：帶你上天入地

　　每年5月，《大眾科學》雜志都會從前一年來自各個領域且能解決實際問題的發明創新中，挑選出十項最惹眼的突破，授予其“年度發明獎”稱號。今年的“獲獎選手”涵蓋范圍廣泛，從能像汽車一樣在地面駕駛的飛機到人造珊瑚礁﹔從讓烹飪“小白”從此愛上廚房的“智能煎鍋”到用樂高玩具制成的盲文打印機等，這些小而美的發明大大改變了很多人的生活。

　　1. AEROMOBIL3.0：帶你上天入地

　　給汽車加上翅膀，讓它像飛機一樣在天空翱翔﹔當飛機飛累了，可以收起翅膀，在高速公路上休息一下，這或許是許多汽車和飛機設計師的夢想，這樣的場景也多次出現在科幻電影和動畫片之中。不過，這種陸空兩用交通工具一直未能流行起來，性能問題、造價高昂、法規限制是重要因素。

　　現在，斯洛伐克一家叫做AeroMobil的公司歷經20多年的研究，實現了這個夢想。2014年10月份，該公司在維也納先鋒藝術節上發布了自己的陸空兩用交通工具AeroMobil3.0。

　　AeroMobil公司的聯合創始人斯蒂芬·克萊因從1989年開始研究這種陸空兩用交通工具，並於1990年推出了AeroMobil1.0。2010年，克萊因和尤拉伊·瓦楚裡克攜手創辦了AeroMobil公司，邁出商業化腳步。

　　在克萊因看來，雖然許多公司都在研發飛行汽車，但這些產品普遍存在這樣的問題：優秀的汽車不擅長飛行，而擅長飛行的卻不是一輛優秀的汽車。通常來說，汽車寬大、厚重，而飛機則相對窄小、輕量。

　　不過，克萊因聲稱，他的產品是全新的品類，面對陸地和高空都能應對自如。AeroMobil並非一輛能飛行的汽車，而是一輛能在地面駕駛的飛機。AeroMobil 3.0的長度超過6米，車身寬度達到2.24米，與豪華轎車差不多大小，可以方便地停在城市的車位中。折疊機翼展開后，翼展達到了8.32米。

　　AeroMobil 3.0是同類產品中唯一一款能夠搭載兩名乘客的飛行汽車，其在翅膀收起的時候能夠變成一款比較長的敞篷跑車，其在飛行模式下的行駛裡程為700公裡，最高時速可達200公裡﹔而在汽車模式下的行駛裡程為875公裡，最高時速可達160公裡。

　　AeroMobil 3.0的動力來自 Rotax 912引擎，無論是飛行模式還是汽車模式，都由該引擎提供動力，分別驅動螺旋槳和前輪，克萊因已為該技術申請了專利。AeroMobil 3.0採用復合材料制成，並配置了所有航空器所需的電子設備。在天空中飛行，降落傘是必不可少的，自動駕駛儀也是必須的，航路導航也要比傳統汽車導航更加先進。由於折疊機翼用了可變迎角技術、四缸Rotax 912自然吸氣引擎和較硬的懸挂系統，因此，其起飛距離被控制在幾百米左右，降落時則要挑選硬且平的地面。

　　AeroMobi 2.5早已通過了斯洛伐克聯邦超輕飛行部門的認証，而3.0版本則是為了通過歐盟認証而設計的。未來的結構和空氣動力學測試將最終確定該款飛行器的設計。

　　因為美國擁有嚴格的車輛安全管理規則，目前該產品可能會首先選擇在那些道路規則更靈活的國家銷售。AeroMobil團隊希望這款飛行器被歸類為輕運動型飛機，駕駛員需要擁有飛行員執照，未來則希望此種交通工具能有自己的類別。

　　克萊因說：“AeroMobil 3.0並不是一個挑戰的終點，它是一個全新冒險的起點，它將改變個人的交通方式。”

　　2. IMMUNOMATRIX：能遞送疫苗的補丁

　　疫苗能挽救生命，但大部分疫苗都需要通過針劑注射。對於很多無法獲得冷凍液、清潔注射筒以及安全處理醫療廢物的方法的人來說，注射疫苗就成為一個問題。生物醫藥工程師卡沙·薩維克卡發明了一種無痛替代方法，用一種名為“免疫矩陣（ImmunoMatrix）”的小補丁，不需要打針就能為病人接種。薩維克卡說：“這一技術將影響疫苗的遞送方法，尤其是在流行病爆發期間。”

　　由於皮膚不能很好地吸收大分子，薩維克卡不得不另辟蹊徑讓疫苗穿過皮膚進入人體。在美國紐約州立大學石溪分校攻讀本科學位期間，她在一個實驗室工作，這個實驗室儲備了一種非常吸水的材料—聚乙烯吡咯烷酮。她發現，這種聚合物能將水從皮膚中吸取出來。當皮膚再次接觸水分時，皮膚的外層會膨脹，使更大的分子能夠進入。

　　薩維克卡從此獲得靈感，希望能借用這一材料來遞送疫苗。她讓這種聚合物同疫苗溶液結合，形成表面積很大的納米纖維，並將這些纖維織成稠密的墊子，這就是她研制出的產品—免疫矩陣。

　　過去幾年，薩維克卡一直在對其產品進行完善。在老鼠和人造皮膚身上進行的測試表明，這個補丁能遞送比皮膚能夠吸收的分子大250倍的疫苗分子。或許從此，我們將不再需要通過打針來注射疫苗了。

　　3. Braigo：改變生活的樂高盲文打印機

　　世界上最便宜的盲文打印機的誕生源於一封郵件，在看到一份懇求為盲人捐款的傳單后，12歲的美國少年舒布漢姆·班納吉詢問他的父母，盲人是如何閱讀的。他的父母工作很忙，於是簡單地回答，“去Google上自己查查看吧”。於是，班納吉就這麼做了。班納吉的互聯網搜索工作不僅解決了他的問題，也讓他對盲文打印機產生了興趣。

　　目前，市面上的盲文打印機售價一般都超過2000美元，班納吉認為，這個價格似乎有點高，尤其是對發展中國家的人來說。因此，班納吉萌生了一個想法：用自己最愛的樂高玩具制造一款更加便宜的盲文打印機。

　　心動不如行動，2014年2月，班納吉研制出了自己的第一款盲文打印機Braigo1.0，Braigo是盲文（Braille）和樂高（Lego）兩個單詞的組合，但這款設備當時僅限於在紙上的某些地方打印出文字，而且打印速度也不快。班納吉說：“我仍然深愛樂高，但我必須向前一步，研制出一些能夠投放市場的產品。”

　　2014年夏天，班納吉在父母的幫助下，創辦了Braigo實驗室公司。當年秋天，他在英特爾開發者大會上發布了Braigo2.0。英特爾公司被其天才所折服，為這個創業界的“小鮮肉”提供種子資金用於研發。現年13歲的班納吉目前正同顧問團隊一起，對他的第二代盲文打印機進行優化，其中包括使用英特爾的Intel Edison嵌入式微處理器。

　　與第一個版本一樣，Braigo也非常輕便，容易攜帶，而且功能更加先進。使用無線網絡和藍牙，Braigo的芯片可以讓打印機與網絡相連，讓用戶鍵入標准文本。另外，Braigo也可以自動將文字翻譯成盲文，35秒之內就能將一個160頁的文檔翻譯成盲文。

　　班納吉表示，他會慢慢對Braigo進行改進，不僅要進一步提高打印速度，同時未來還將實現整頁打印功能。他也打算為Braigo設計打印數字1至10的程序。一旦這款設備整備就緒，就會被送給不同的盲人研究機構進行測試。最終的版本計劃於2015年推出，其售價將不高於500美元，這使其成為首款也是唯一一款低成本盲文打印機。

　　據世界衛生組織估計，全球大約有2.85億視覺障礙人士，其中90％的人生活在發展中國家。班納吉說，廉價的盲文打印機可以讓數以百萬計的視力殘障人士使用21世紀的電腦打印服務。

　　4. TZOA：可穿戴空氣污染監測器

　　手機硬件和軟件允許人們計算自己的跑步速度和消耗的卡路裡，但加拿大溫哥華一個初創公司TZOA問道，為什麼不監測一下我們周圍的環境呢？目前，空氣污染已經成為全球最大的環境健康風險，大多數城市主要依靠少數幾台昂貴的空氣監測器來探測污染程度。有鑒於此，凱文·哈特和勞拉·莫決定制造一款可穿戴設備來收集人們周圍的環境數據。勞拉·莫說：“我們感覺可穿戴智能設備市場少了點什麼，那就是忽略了我們身體之外的環境，比如陽光和空氣質量，這些事物雖然無形無體，但卻影響我們的健康和幸福”。

　　他們盯緊這塊市場空缺，設想開發這樣一款可穿戴智能設備，可以使尋常百姓變成環境科學家，隨時隨地監測空氣質量和紫外線強度。他們說到做到，於2013年創立了TZOA公司。

　　在規劃好了傳感器如何工作之后，這對創始人開始利用MakerLabs（創客實驗室）的資源做進一步的開發工作。MakerLabs是加拿大不列顛哥倫比亞省溫哥華的一個社區工作空間。哈特說：“我們用到了大樓內幾乎每一樣東西。” 哈特、莫和租用這棟大樓頂層的物理家們攜手合作，制造出了一款精確的、比市場上同類產品都要小的空氣污染監測器。工業設計師阿夫辛·梅鑫則幫助他們讓設計更加美觀。哈特和莫把這款監測器命名為TZOA，售價定為99美元（約合人民幣614元），將於今年晚些時候發售。

　　TZOA是有史以來首款可穿戴環境監測器。利用先進的傳感技術，這款奧利奧曲奇餅干大小的傳感器能檢測顆粒物這一主要的空氣污染物，還能夠檢測紫外線。大眾科學家希望傳感器可以“揪出”污染源，但哈特則看到了這款監測器更大的潛能—人們可以用其為自己的健康保駕護航。父母可以使用TZOA提供的數據讓孩子遠離污染地區﹔運動員可以在當天污染最小的時間在污染最小的路線上進行訓練。

　　5. NIMBLE SENSE：帶你觸摸虛擬現實世界

　　當玩家凝視虛擬現實頭盔時，它就無法看見自己的手，也無法用手同周圍的數字環境交互。解決這個問題，讓虛擬現實體驗更接近真實，是當今所有游戲開發者最夢寐以求的事情。此前有公司研制出了一款能夠裝載在人手上、類似骨骼的虛擬操控器Dexmo，它可以配合其他虛擬現實設備一起使用，給玩家制造虛擬的觸碰及操控效果，而且還可以為玩家帶來力反饋的效果。話雖如此，但是，佩戴一個硬邦邦的手套進行虛擬現實體驗還是相對有些累贅，那如何才能真正的釋放雙手，讓它自由地出入我們的虛擬現實世界呢？

　　軟件工程師羅伯特·王、克裡斯·提格、肯德裡克·金以及韓尚晨創辦的名為Nimble VR的初創公司致力於解決這個問題。這四個人耗費數年，研究運動追蹤照相機系統和能夠監測和分析身體骨骼結構的算法。借用自己的游戲經歷，他們研制出了能追蹤關節角度和關節位置的軟件，從而制造出了真實的虛擬現實手臂。

　　但他們找不到一款靈敏度高到足以挑選出這些數據的照相機。王說：“目前還沒有深度感應效果足夠好且可用於虛擬現實手部追蹤的傳感器。”目前的視頻運動追蹤器，包括微軟公司的Kinect在內，都主要用於探測大型目標，而不是細微的手部運動。

　　因此，該研究團隊設計出了自己專用的體感傳感器Nimble Sense，它的最大特色在於可以將識別到的玩家的各種手勢完美地同步到VR游戲或軟件之中，讓玩家在虛擬現實世界也可以感受到雙手的存在，而且這一過程並不需要借助任何穿戴在你手上的硬件產品。

　　Nimble Sense非常小，可以安裝在Oculus虛擬現實頭盔的上方。它會監測用戶的手部運動，軟件隨后會採用數學方法模擬每個手勢。Facebook所有的Oculus VR虛擬現實公司去年12月份收購了Nimble VR。現在，研發人員正攜手對Nimble Sense進行優化。王說：“仍然有很多需要解決的問題。”

(來源:科技日報)

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