科技潮流 8炫發(fā)明

創(chuàng)新和創(chuàng)造是推進(jìn)科技日新月異的核心動(dòng)力，前者是經(jīng)驗(yàn)的累積，是對(duì)事物對(duì)世界的重新認(rèn)識(shí)；后者則是將這種創(chuàng)新轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品，真正造福人類。在即將邁入2015年之際外媒《時(shí)代》Time.com盤點(diǎn)了2014年最優(yōu)秀的25項(xiàng)發(fā)明，讓我們所生活的地球變得更加美好、更加智能，甚至某些產(chǎn)品讓生活變得豐富多彩。

Mangalyaan——印度火星探測衛(wèi)星

在印度語中“Mangalyaan”意為“火星飛船”。Mangalyaan火星軌道探測器是印度太空研究組織研發(fā)無人駕駛的軌道飛行器。在2014年9月24日成功進(jìn)入火星軌道，成為亞洲第一個(gè)成功執(zhí)行火星任務(wù)的國家，而整個(gè)科研經(jīng)費(fèi)僅為7400萬美元，甚至要比《地心引力》的預(yù)算還要低。

Mangalyaan火星軌道探測器重1.35噸，攜帶先進(jìn)的傳感器，要測量火星大氣，希望能探尋到甲烷的痕跡，這可能有助于證明火星上曾經(jīng)存在某種原始生命。任務(wù)僅限于測量火星大氣中的甲烷，這或許是最重要的研究課題，因?yàn)殛P(guān)系到火星上是否可能存在生命。西方的科學(xué)家對(duì)印度的火星探測任務(wù)感到興奮，因?yàn)橛《鹊娜蝿?wù)與美歐的火星探測努力完美契合。美國宇航局和印度空間研究組織計(jì)劃于2020年合作完成“合成孔徑雷達(dá)（NISAR）探測任務(wù)”，該太空任務(wù)將對(duì)地球進(jìn)行觀測，勘測發(fā)現(xiàn)陸地表面發(fā)生的多樣性變化。

英國倫敦大學(xué)學(xué)院教授安德魯·柯提思表示：“研發(fā)衛(wèi)星和發(fā)射裝置現(xiàn)已經(jīng)成為一門能帶來巨額利潤的大生意。印度方面也指望在太空探索取得的成就能給國家?guī)斫?jīng)濟(jì)利益。他們可以向世界展示他們的發(fā)射技術(shù)，以后可以幫助其他國家和機(jī)構(gòu)發(fā)射，換取經(jīng)濟(jì)酬勞。此外，這也能令印度在各國太空探索競爭中占據(jù)一席之地。”而批評(píng)人士認(rèn)為，印度貧困問題嚴(yán)重，基礎(chǔ)設(shè)施落后，耗費(fèi)巨資發(fā)展空間項(xiàng)目不合時(shí)宜。

Hoverboard磁懸浮滑板：比柯南的還帥

1989年上映的《回到未來II》科幻電影中Marty McFly的反重力懸浮滑板曾讓不少人驚嘆，而Hendo Hoverboard則將其變成了現(xiàn)實(shí)。它依靠四個(gè)圓盤狀“懸停引擎”磁場來產(chǎn)生升力，這也許就是在夢(mèng)里出現(xiàn)過的那件未來設(shè)備。

Hendo的磁懸滑板Hoverboard是Kickstarter 上出現(xiàn)的一個(gè)極具科幻感的硬件項(xiàng)目。

這款磁懸滑板之所以能夠懸空，是4 個(gè)內(nèi)置的“懸停引擎”起的作用，它們組成了一個(gè)特殊的磁場來推動(dòng)自己上升，借此產(chǎn)生一個(gè)足以托起滑板的浮力，并保持在一定高度上。

磁懸滑板被設(shè)計(jì)成了自我推進(jìn)模式，稍變更一下引擎的磁場作用力方向就能移動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)滑板進(jìn)行漂浮。為了不影響滑板引擎的磁場作用，滑板的表面使用無磁導(dǎo)體。

引擎要發(fā)揮磁場的排斥作用就必須要有排斥物，而能夠讓整塊滑板懸浮的大型排斥物非金屬制地板莫屬。這里利用的原理是“同性相斥”，因此目前的使用場所還是有很大限制的。

雖然目前它只能在非磁導(dǎo)體上工作，但團(tuán)隊(duì)希望最終能突破這一限制。Hoverboard 的創(chuàng)造者表示：該技術(shù)類似于磁懸浮列車，但是更高效、且實(shí)惠。

想要擁有Hoverboard？最少也要花上1 萬美元。距離截止日期還有半個(gè)月，目前該項(xiàng)目籌得了近50 萬美元。

無論怎么說，它也帥爆了。

新核聚變反應(yīng)堆：成本低于燃煤

美國華盛頓大學(xué)的工程師們?cè)O(shè)計(jì)了一種概念核聚變反應(yīng)器，但它變成大型電廠的規(guī)模時(shí)，將可以與相似電量產(chǎn)出的燃煤火力發(fā)電廠所耗費(fèi)成本相當(dāng)。這一設(shè)計(jì)是建立在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在封閉空間里創(chuàng)造了一個(gè)磁場從而保證等離子體停留足夠長的時(shí)間以引發(fā)核聚變的產(chǎn)生，使得炙熱的等離子體反應(yīng)并燃燒。

“就目前為止，這一設(shè)計(jì)具有產(chǎn)生非常經(jīng)濟(jì)的核聚變發(fā)電的巨大潛力。”華盛頓大學(xué)的航空學(xué)教授和物理學(xué)副教授托馬斯·賈爾伯（Thomas Jarboe）這樣說道。華盛頓大學(xué)研究小組設(shè)計(jì)的這個(gè)名為dynomak的反應(yīng)堆始于賈爾伯兩年前帶的一門課的課堂項(xiàng)目。在課程結(jié)束后，賈爾伯和他的博士研究生德里克·薩瑟蘭（Derek Sutherland）——他之前在美國麻省理工學(xué)院做過反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的研究——繼續(xù)發(fā)展并修改了這一概念。

這一設(shè)計(jì)是建立在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在封閉空間里創(chuàng)造了一個(gè)磁場從而保證等離子體停留足夠長的時(shí)間以引發(fā)核聚變的產(chǎn)生，使得炙熱的等離子體反應(yīng)并燃燒。反應(yīng)堆本身主要是自我維持的，這意味著它能夠持續(xù)的加熱等離子體以維持熱核條件。反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱將加熱用于旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)并發(fā)電的冷卻劑，這類似于典型原子動(dòng)力反應(yīng)堆的工作原理。

WiTricity：無線充電

近年來，隨著iPad、iPhone 等對(duì)電量充滿“饑渴”的移動(dòng)消費(fèi)電子產(chǎn)品的興起，研發(fā)無線充電等突破性充電技術(shù)的需求日益提高。無線充電已經(jīng)逐漸開始在智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備快速普及。日前，WiTricity公司通過一段視頻向大家介紹了一種利用電磁共振方法進(jìn)行無線充電的技術(shù)。這種無線充電方式相比于現(xiàn)有的無線充電技術(shù)，將更加方便，效率與環(huán)保。

利用電磁共振技術(shù)進(jìn)行無線充電，不僅不會(huì)對(duì)人體和周圍設(shè)備產(chǎn)生不良影響，并且消耗的電能只有傳統(tǒng)電磁感應(yīng)供電技術(shù)的百萬分之一，其有效傳輸距離為幾十厘米到幾米。這就意味著，我們無須非常死板地將手機(jī)固定在充電板上進(jìn)行充電了。不僅如此，通過一個(gè)不耗電的的中繼器還可以增加充電板與設(shè)備間的有效距離。簡單來說，如果將充電板放在桌子的底部，中繼器放在抽屜里，那么只要將設(shè)備放在桌上就可以輕松充電啦。

不過WiTricity公司決定讓無線充電走得更遠(yuǎn)。通過調(diào)整電源功率能夠讓無線連接的距離達(dá)到8英尺（2.4米），目前已經(jīng)在豐田的汽車和英特爾的PC上成功實(shí)驗(yàn)。

現(xiàn)任公司CEO表示將在10年內(nèi)，家庭內(nèi)的電燈、電視、音箱等設(shè)備都能夠通過中心充電基站進(jìn)行無線輸出。

3D：打印未來世界

3D打印上世紀(jì)80年代誕生于美國，學(xué)名是“增材制造”，是將材料一次性熔聚成型的制造方式，與傳統(tǒng)對(duì)原材料進(jìn)行切削等的“減材制造”方法相反。

“與蓋樓過程一樣，3D打印也是從地基建起，通過打印材料的層層疊加，最終形成一個(gè)完整的立體物品。”華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授史玉升說，理論上，塑料、金屬、陶瓷、沙子等材料做成粉狀物后都可以用作打印的“墨水”。

新產(chǎn)品在實(shí)際制造成型后，可能與原設(shè)計(jì)有出入，因此量產(chǎn)前常常需要樣品驗(yàn)證，3D打印正好發(fā)揮了其在單件或小批量生產(chǎn)上的優(yōu)勢。另外，3D打印在高端尤其是復(fù)雜零件加工上有較大潛力。傳統(tǒng)制造方法需要經(jīng)過開模具、鑄造或鍛造以及精加工，費(fèi)時(shí)費(fèi)料。而3D打印的一次成型技術(shù)，能夠打印出設(shè)計(jì)好的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，節(jié)約了材料，降低了零部件的研制周期和成本。

以3D打印技術(shù)為代表的數(shù)字化制造模式，曾被《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志認(rèn)為是“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”，近年來在全球持續(xù)升溫、熱潮頻襲。3D打印與傳統(tǒng)制造方式不同的特性，及其理論上“無孔不入”的打印可能，觸動(dòng)了科技界、產(chǎn)業(yè)界的敏感神經(jīng)。

一臺(tái)機(jī)器打造出任何所需要的設(shè)備，盡管這聽上去顯得有點(diǎn)科幻，但是借助于3D打印技術(shù)，當(dāng)下已經(jīng)能夠完成這樣的事情。在2014年3D打印出過建筑、手機(jī)保護(hù)套、汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)引擎配件等，3D System的首席執(zhí)行官Avi Reichental表示：“這是一項(xiàng)能夠讓我們實(shí)現(xiàn)任何東西的技術(shù)。”