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“草根”发明,强势逆袭!

2013-04-29潇潇

发明与创新·中学生 2013年8期
关键词:硬纸板罗伊头盔

潇潇

随着科技的发展,新产品层出不穷,而且越来越便宜。无论是燃料利用率更高的私人飞机还是售价不超过30美元的纸板自行车,都是“草根”们试图改变世界的尝试,最终目的都是用最少的钱发明出更有趣的产品。下面就让我们一起去看看这些由“草根”们发明的新产品吧!

协同私人飞机

机场拥挤喧嚣、飞机晚点、安检程序繁琐,诸多不便让乘坐飞机的人谈“机”色变,如果能架着自己设计的飞机飞往目的地,那该多么惬意!

约翰·麦金尼斯在父亲、儿子和大约20名志愿者的帮助下,对私人飞机进行了改造。与目前售价可买一栋房子的小型飞机相比,他们研制的协同(Synergy)飞机更便宜、更安静,每加仑燃油可飞行64公里,燃料利用率是目前普通私人飞机的3倍。

Synergy的机翼向上弯曲成一个盒子的形状,可以让阻力达到最小而效率最高。每个机翼的上半部俯冲到机体之后,就像尾巴一样,为飞机提供更大的飞行稳定性。这种双盒子尾部设计能抵消机翼顶端像龙卷风一样的涡系,从而使滑翔变得更简单。此外,这种飞机没有使用前悬挂式的螺旋桨,推进器被放在子弹型机身的尾部,能在减少噪音的同时增加推力。

阿尔法自行车

用硬纸板做自行车听起来似乎和用巧克力做茶壶一样不靠谱,但有人真的将它变成了现实:以色列工程师兼自行车爱好者伊扎尔·加夫尼用可回收的包装纸、塑料瓶和汽车零件制造出了一辆自行车,成本不足12美元。

2009年的一天,加夫尼安静地在图书馆里设计一台能将石榴种子提取出来的机器,突然,脑海中闪过了他的最爱:自行车。他很喜欢用竹子制作而成的环保自行车,但其成本之高让人望而却步。于是他想,为什么不能像过去一样用木头或木头的衍生物——硬纸板来做一辆自行车呢?

心动不如行动。接下来的两年内,加夫尼开始不断尝试,先将硬纸板折叠成最坚固的形状,这是一种类似蜂巢和鸟巢的结构。接着他又根据手工折纸的原理绘制出了自行车每个部件的精确图案,随后再将这些材料手工制成自行车的零部件组装在一起,最终制造出的自行车模型阿尔法重12.6公斤,可以承受体重是其20倍的骑行者。

WindMaker头盔

金属电焊工迈克尔·巴克曼到一家铝厂工作,开工仅30分钟,他就因吸入太多有毒气体患上了急性支气管炎。经过治疗康复后,巴克曼就一直在想,是否有一种并不昂贵的电焊头盔能将有毒气体全部过滤掉。于是,他开始自己研制WindMaker——一种能防止肺部受损的头盔。

WindMaker能从头盔后部吸入新鲜空气,推动空气穿过一台过滤器,再吹向前方,在为皮肤降温的同时还可以防止烟雾笼罩在玻璃面板上。安装在使用者下颌附近的一台风扇有助于吹走工作环境中有毒的烟尘。玻璃面板每边都有一个发光二极管(LED)灯泡为焊接工作提供照明,此外,一层厚厚的护罩会让电火花四散开去。

目前已有多家公司对该头盔感兴趣。然而,在正式销售之前,WindMaker需要接受美国国家职业安全和健康研究所进行的空气过滤能力测试。如果该设备能经得起测试,将为电焊工提供包括眼部、心脏等在内的多重保护。

HYPER辅助电源装置

挂车司机经常会让引擎空转来为驾驶室保暖或者降温。在美国,这一不起眼的做法每年会浪费10亿加仑燃料。安装在驾驶室背部的小引擎——辅助电源(APU)可以做同样的事,而且更省油,不过也有缺点:噪音大且味道难闻。安大略省的5名工程师和机械师们可能发明出了更好的解决方案——一种由挂车尾气驱动的名叫HYPER的辅助电源装置。

HYPER的外观与家用冰箱无异,但大小仅为后者的1/3。它的工作原理是:在高压下将一种液体冷却剂减压,让其变成气体——这一过程会吸收能量。接着这种气体凝结成液体并开始新一轮的循环。

该研究团队正在一辆经过改装的挂车上测试新系统,他们希望该设备能在2014年上市。美国有250万辆挂车,因此,HYPER可能带来的巨大影响不言而喻,该研究团队还希望公共汽车、休闲车(RV,一种适用于娱乐、休闲、旅行的汽车)、乘用车等也能安装该设备。

机器人罗伊

布莱恩·罗伊花了大约10年时间为《异形总动员》、《人工智能》、《史酷比2》等电影制造各种机器怪兽。然而,几乎一夜之间,好莱坞就摒弃了机器角色,用电脑动画取而代之。随着廉价、容易操作的微电子设备的兴起,罗伊觉察到了宠物机器人这个方兴未艾的市场的发展潜力。因此,他开始研发一种低成本的装置,用来自行组装机器人。他将这款在制的装置称为“机器人罗伊”。

目前机器人罗伊只有一个头、一个脖子以及一双下臂。它的身体由一种柔韧的轻质木材精确切割而成,这样一方面可以维持其结构的复杂性;另一方面也能大大降低成本。28个廉价的辅助电动机帮助机器人罗伊完成各种手势,活动手腕、脖子和下颌,甚至眨眼睛。

为了完成机器人罗伊的上臂和肩膀,罗伊成功发起了一次募集活动,响应者可以获得DIY工具包,自行组装机器人的手和手臂。他希望有一天能给机器人罗伊装上人工智能,让其学习人类的活动。不过罗伊也表示:“尽管如此,我的主要目标是帮助人们自己制造机器人、写程序操作机器人并且了解它们的工作原理,因为我们最终将生活在一个高度机械化的世界里。”

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