數(shù)字吉他

新式太空服

智能探測球

重力燈

高性能運動義肢

　　
　　新式太空服：物美價廉性能高

　　在2007年由美國國家航空航天局（NASA）贊助的太空服手套設(shè)計比賽中，美國藝術(shù)家兼設(shè)計師特德·薩瑟恩與俄羅斯前宇航員兼宇航服設(shè)計師尼可雷·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，他們再次參加該比賽并贏得了10萬美元的獎金。
　　隨后，他們在美國紐約布魯克林創(chuàng)辦了一家名為“Final Frontier Design”（FFD，終極前沿設(shè)計）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)研制新一代時髦而舒適、經(jīng)濟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昂貴，而且也非常笨重，體型龐大，性能也差強人意。我們的目標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約為20萬美元，比前往太空旅行的票價還高。而且，大多數(shù)太空服都使用了由一個可充氣的內(nèi)袋以及一個耐用的外約束層組成的雙層設(shè)計，這種設(shè)計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)計太空服，他們希望其售價為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。當對這種太空服充氣后，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，他們已開始測試關(guān)鍵的零部件以便通過飛行認證。
　　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’號航天飛機的前宇航員格蘭特·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，設(shè)計出第二代太空服。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%
　　智能探測球：哪兒危險去哪兒

　　2010年，海地突發(fā)罕見的7.3級大地震后，各路搜救團隊紛紛飛抵太子港地震現(xiàn)場，奮力搜尋幸存者。那時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，搜救團隊大多依靠復(fù)雜且昂貴的成像系統(tǒng)來開展營救工作，對此，他非常震驚。阿圭勒表示：“只有少數(shù)幾個搜救團隊擁有這些成像系統(tǒng)，而且需要經(jīng)過嚴格的專業(yè)培訓(xùn)才能使用它們。”他從中看到了巨大的商機和潛力，因此，很快在美國麻省注冊了一家新公司，專門研究更簡單好用的搜救工具：一種廉價、可拋擲的棒球大小的探測器。
　　這款彈跳成像探測器（Bounce Imaging Explorer）擁有一個減震外殼，內(nèi)置有6個照相機，再加上一組近紅外發(fā)光二極管（LED）——在黑暗的房間里充當照相機的閃光燈。為了有效地利用該探測器，人們會先將其同一個智能手機或平板電腦相連，隨后將其拋擲到危險地帶。探測器會立刻開始拍照，并且測試甲烷、一氧化碳以及危險的高溫。球內(nèi)部的微型處理器會將照片拼接在一起，并且將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后通過Wi-Fi傳輸給智能手機或者平板電腦，幾秒鐘后，智能手機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。
　　阿圭勒認為，這個彈跳球探測器除了能應(yīng)用于災(zāi)區(qū)外，還可以用于火災(zāi)現(xiàn)場、解救人質(zhì)甚至參與戰(zhàn)爭等，目前，他正在搜集潛在客戶的反饋，希望能讓這種探測球變得更完美。在最初18個月內(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。
　　警察、消防員、士兵、核電站檢察人員都希望能測試該彈跳探測球。阿圭勒估計其售價在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了。”

　　發(fā)明人：弗朗西斯科·阿圭勒
　　產(chǎn)品：彈跳成像探測器
　　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，但煤油價格昂貴，而且在燃燒時會釋放出有毒氣體，更不用說容易引起火災(zāi)了。2008年，英國倫敦的產(chǎn)品設(shè)計師馬丁·里迪福德和同事吉姆·里夫斯決定制造一種更廉價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)計燈具呢？為了找到答案，他將一個發(fā)條手電筒的轉(zhuǎn)動曲柄與一個自行車的車輪相連。然后再將一個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年時間里，里迪福德和里夫斯以及另外一個研究團隊將業(yè)余時間都耗在地下室，改進和完善重力燈的設(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。裝滿重物的袋子會掛在一條打孔帶上，將袋子提起并放下，袋子會拉動打孔帶穿過重力燈的塑料輪轂，讓一系列齒輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動一個小型馬達，從而讓一臺發(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臺重力燈，他們計劃將這些燈送往發(fā)展中國家進行測試，另外6000臺燈則送給了資助者。里迪福德說：“我們設(shè)計的燈能得到如此多的積極正面的評價，讓我們倍感欣慰。”除了邊遠鄉(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不超過10美元的零售版重力燈申請專利。
　　重力燈的工作原理
　　1.載重袋子下落，拉動一條打孔帶，帶動一系列的塑料齒輪。
　　2.齒輪一起旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達。
　　3.馬達產(chǎn)生的電能可以讓一個小小的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%

　　高性能運動義肢：讓運動員重返賽場

　　2008年，在一場職業(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)在我們該怎么辦？我是專業(yè)運動員，截肢后，我可能再也無法重返賽場了。”
　　舒爾茨的直覺沒有錯，傳統(tǒng)的義肢無法承受專業(yè)運動員那種高強度的生活方式。因此，2009年年初，舒爾茨自己開始設(shè)計和制造義肢。
　　新義肢的關(guān)鍵組成部分是動力膝蓋（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，滑雪和滑板運動員還需要至關(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)成了一個能承受高強度運動的人造下肢，其能防水，而且可以應(yīng)用于一系列的高強度運動。
　　借此，舒爾茨最近重返賽場，并在2012年冬季極限運動大賽中獲得金牌。他希望在今年冬天出售這種經(jīng)過改良的新義肢，不僅賣給截肢運動員，也賣給那些在戰(zhàn)場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)，但事實證明，新義肢的意義不僅如此，超出了我的預(yù)料。實踐證明，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：讓菜鳥變身音樂達人

　　電氣工程師丹·蘇利文在孩提時代就學(xué)會了彈吉他。但是，他十幾歲的兒子現(xiàn)在最喜歡的活動是玩游戲。蘇利文想，如果兒子能將所有玩游戲的時間用來演奏樂器的話，可以成為一位杰出的音樂演奏家。58歲的蘇利文對兒子說：“當你在我的年紀時，你還可以時不時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個紅外LED設(shè)備來追蹤手指的活動。
　　因為這些傳感器之間僅僅相距幾毫米，固件會插入數(shù)據(jù)中將重疊的信號過濾掉，并且精確確定每個手指的位置。傳感器也能追蹤指法的細微變化。一個內(nèi)置的微處理器會將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成標準的音樂指令（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)器就可以探測到手指的活動，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可以實時標示出手指的方位，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識到音樂創(chuàng)作的樂趣，而不是僅僅做一個被動的消費者。”
　　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%