最會“省錢”的科學家

櫻子

當一個科學家決定要省錢的時候會發生什么？他可能會發明一個神物，教大家如何才能更有效地省錢。印度科學家薩阿德·巴姆拉就是這么干的，他不僅發明了1美元的紙片離心機，還發明了1美元的助聽器。

小玩具帶來的發明

在“省錢”這個理念上，巴姆拉跟自己的同事馬努·普拉卡什可謂是志同道合。普拉卡什是美國斯坦福大學的生物工程科學家，巴姆拉當時是他團隊里的博士后研究員。普拉卡什想設計一款新型的離心機，好讓貧困地區的人們也能用上這類科學儀器。為了降低生產成本，他計劃用人力來驅動離心機。在這之前，有人曾用打蛋器來驅動離心機，也有人用過沙拉攪拌器。但這樣驅動的離心機，轉速都不太高。普拉卡什大開腦洞，想模擬旋轉玩具溜溜球的離心力來設計，結果卻不夠理想。

一天，巴姆拉玩起了自己童年時玩過的拉線飛輪游戲——將細繩穿過扣子的兩個扣眼，把扣子放在兩根細繩的中間，抓住繩子兩端快速甩動，讓兩根細繩纏繞在一起后，有節奏地分別向兩側拉扯細繩，扣子就會快速地轉動起來。好奇的巴姆拉用高速相機把扣子轉動的情況記錄下來，想看看這不起眼的小扣子到底能轉多快。這一記錄把巴姆拉驚呆了：“我都不敢相信自己的眼睛！”原來，扣子的轉動速度可以高達每分鐘10000～15000轉。

巴姆拉由此獲得了靈感，很快他就和普拉卡什設計出了紙片離心機。紙片離心機由紙盤、拉繩和手柄組成。紙上覆有一層膜，可以起到防水與加固的作用。

便宜的科學研究起來更不容易

所有的制作材料加起來只有1美元，可巴姆拉他們卻需要嚴謹細致的研究。他們利用計算機模擬來獲取各種設計參數，比如紙盤尺寸、繩子彈性以及拉伸力等。當細繩纏繞到一定程度時，它的上方會形成一種螺旋。這樣的螺旋結構存儲著許多能量，可以加速紙片，達到每分鐘125000轉。紙片離心機可以利用離心力分開比重不同的液體，比如分離血液中的不同成分，較重的紅細胞沉在試管底部，血清在上層，而像導致瘧疾的寄生蟲則分布在中間。

有了紙片離心機，瘧疾、艾滋病毒和結核病等檢測起來就更加容易。雖然紙片離心機一次只能分離兩個血樣，但卻可以在1.5分鐘內從血液中分離出血漿，比傳統離心機快25%。而且，紙片離心機易攜帶、造價低，不需要電力、復雜的機械設備或者昂貴的替換部件。

讓更多人聽見這個世界

你以為1美元的紙片離心機就是巴姆拉省錢的終點了？不，巴姆拉沒有停下腳步，他又發明了1美元助聽器。只有聽力存在障礙的人才會使用到助聽器，也只有需要使用它的人才知道，這個塞在耳孔里的小設備竟然如此昂貴。如果是根據使用者的具體聽力情況來設定特定聲音頻率，根據耳孔形狀來定制的助聽器，造價就更加不菲了。巴姆拉也是在為外公購買助聽器時才知道的。為了幫助更多的低收入聽力障礙者用上助聽器，巴姆拉開始嘗試設計簡易助聽器。

助聽器是這樣工作的：它先把聲音信號轉變為電信號，電信號進入放大器被放大后，再被轉換成聲音信號，傳遞給聽覺神經。巴姆拉的簡易助聽器由微型麥克風、濾波器、放大器和小電路板組成。他首先將微型麥克風裝配到小電路板上，用來捕獲聲音，然后裝配上濾波器和放大器。最后，用3D打印機給它做了個外殼，裝上音量控制按鈕、電源開關以及耳機插孔和電池座。這回，助聽器的制作成本也只要98美分。

在各種測試中，簡易助聽器還是表現不俗的。它可以將高頻聲音提高15分貝，同時保證低頻聲音的質量不被破壞，它還能過濾掉狗叫、汽車喇叭聲等突發性干擾，另外，它還可以通過改善對話質量，提高使用者的語音識別能力。假如老年聽力障礙者的聽力情況能夠得到改善，那么老年人患癡呆的風險也會跟著有所降低。這可是老年人的福音啊！

不過，簡易助聽器目前還不夠小巧，沒法針對使用者的個人需求進行調整，也無法適用于所有的聽力障礙者，而且它的使用壽命最多只有一年半。巴姆拉還在繼續研究中，爭取早日讓它造福人們。