美國科學(xué)網(wǎng)站十大發(fā)明產(chǎn)品之一可監(jiān)控生命特征“魔鏡”

近年來，諸多科學(xué)家和研究人員陸續(xù)研制各種新型新產(chǎn)品，他們的發(fā)明凝聚了智慧結(jié)晶，其中一些發(fā)明可用于治療患者，或者節(jié)約地球資源，另一些則是簡單的娛樂之用。但它們的用途非常廣泛，并且非常實(shí)用。以下是美國大眾科學(xué)網(wǎng)站評選十大最佳發(fā)明產(chǎn)品：

可監(jiān)控生命特征的“魔鏡”

一款非觸摸鏡子可監(jiān)控人們的重要生命特征。美國麻省理工學(xué)院研究生Ming-Zher Poh和同學(xué)發(fā)明這種“魔鏡”，它能感應(yīng)到人們脈搏、呼吸與血壓等人體生命特征。“魔鏡”的原理是在鏡子中內(nèi)置一個攝影儀，當(dāng)人們站在魔鏡前，攝影儀可感測到測試者面部血管的細(xì)微亮度變化。之后Ming-Zher Poh利用軟件對魔鏡識別面部信息及位置進(jìn)行分析，并將攝影儀拍攝的圖像進(jìn)行分解合成，進(jìn)行面部血管顏色變化推測出測試者的脈搏頻率。

“打印魔術(shù)棒”--世界上最小的打印機(jī)

這個迷你型打印機(jī)可在任意物體表面打印圖案和文字，而僅是像魔術(shù)師一樣輕輕揮動一下手臂即可?！按蛴∧g(shù)棒”的發(fā)明者是瑞典首都斯德哥爾摩市工程師亞歷克斯-布萊頓(Alex Breton)，該手持迷你裝置僅量8.8盎司，是由噴墨打印機(jī)、類似計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的光學(xué)儀器和導(dǎo)航軟件構(gòu)成，可將上傳的圖像和文字打印在任何平面，比如：報(bào)紙、塑料、木材，甚至織布。布萊頓聲稱，預(yù)計(jì)2012年初，將對打印魔術(shù)棒進(jìn)一步升級，內(nèi)置攝像頭，使其即時能打印照片。他指出，它將成為世界上最小的打印機(jī)。

可避免陽光直接照射的“動態(tài)太陽鏡”

當(dāng)克里斯-穆林(Chris Mullin)在北加利福尼州勞倫斯-利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室讀博士后期間，最令他感到頭疼的事情就是每天通勤問題，他必須每天駕車往返35英里，同時駕車時需頂著直接照射的陽光。刺眼的陽光常使他感到頭痛，難以看清即將發(fā)生的車禍。他說：“每天我都感覺到緊張，感覺這種狀態(tài)下駕車非常不安全。”因此，他萌發(fā)設(shè)計(jì)一款太陽鏡的想法——使用一個電子保護(hù)罩直接避免陽光照射。

經(jīng)過幾年的研究分析，當(dāng)他博士后畢業(yè)擔(dān)當(dāng)一位研究工程師時，成功設(shè)計(jì)了“動態(tài)太陽鏡”。他使用液晶作為鏡片材料，雖然液晶材料的性能受電子干涉，但作為普通的太陽鏡，它能很容易地看清前方物體和目標(biāo)。在鼻梁上的一個小型傳感器可探測到刺眼光線，并改變鄰近的微控制器調(diào)節(jié)至最佳位置。微控制器可使液晶鏡片呈現(xiàn)4-6毫米黑色方塊，從而阻擋入射的刺眼光線。黑色方塊將以任意角度移動來阻擋入射的刺眼陽光，但仍使人們看清周圍的物體。

可標(biāo)識出早期孕婦產(chǎn)前疾病的魔法變色筆

一款魔法變色筆將以最小的成本標(biāo)識出早期孕婦產(chǎn)前疾病。平均每年全球約有630萬孕婦和新生嬰兒死于孕期和分娩并發(fā)癥，在醫(yī)療水平較差的發(fā)展中國家，該死亡指數(shù)較高。在美國，醫(yī)生通常會對孕婦進(jìn)行尿糖檢測，從而檢測孕婦是否在產(chǎn)前患有子癇前期或者其它并發(fā)癥，但在發(fā)展中國家孕婦尿糖成本較高難以推廣使用。

美國約翰霍普金斯大學(xué)的肖恩-莫那勒(Sean Monagle)和同事為了更好地測試孕婦是否患有子癇前期或者其它并發(fā)癥，研制出一種簡單便攜的測試筆，先將尿液樣本放入測試筆中，然后用測試筆在過濾紙上書寫，不同的顏色即時標(biāo)識出孕婦的健康狀況。不同的色彩可標(biāo)識糖尿病、尿道感染等不同病癥。

新型電子狗鼻--臭蟲探測器

一種新型電子狗鼻能在短短幾分鐘內(nèi)探測到室內(nèi)吸血臭蟲的存在。美國北卡羅來納州機(jī)械工程師克里斯-戈金(Chris Goggin)成功研制出這款臭蟲探測器。臭蟲對于美國家庭而言是非常頭痛的事情，它們幾乎無處不在，遍布房屋的每個角落。不同于蟑螂和老鼠，臭蟲并不會吞食浸泡毒藥的餌劑，臭蟲根除者必須更直接地對臭蟲施加毒藥，因此精確地找到臭蟲所在位置是避免人們被臭蟲叮咬至關(guān)重要的因素。通常情況下，臭蟲根除者必須在每個房屋花費(fèi)至少1個小時才能找到臭蟲的根源，但戈金研制的電子狗鼻僅用15分鐘即可完成。

電子狗鼻具有探測犬跟蹤氣味的能力，確保探測到臭蟲的信息素，以及臭蟲彼此間用于通信的化學(xué)物質(zhì)。戈金的電子狗鼻使用二氧化碳和甲烷兩種探測器，作為特有的信息素探測器，可在一平方英寸的范圍內(nèi)精確臭蟲的位置，甚至它還能分辨出臭蟲的性別特征。戈金稱，新型電子狗鼻不僅能探測到臭蟲，還能探測到蟑螂、螞蟻和老鼠等。

可制服犯罪分子的裝甲袖套

一款裝甲袖套裝配著攝像機(jī)和眩暈槍，使制服犯罪分子。當(dāng)犯罪分子被圍堵在死胡同時，他將轉(zhuǎn)過身來與警察奮力拼搏，如果警察擁有這種新型裝甲袖套則可以輕松地制服他們。該裝甲袖套外層是射擊尼龍塑料，在手腕電極之間可產(chǎn)生50萬伏特電壓弧，綠色激光器可射擊犯罪分子胸部，面對這種強(qiáng)大武器，犯罪分子是無法占據(jù)優(yōu)勢的，他們只能舉起雙手。對于警察和保安人員來講，這種裝甲袖套可預(yù)防和消除對峙危險。它裝配著高壓眩暈槍、攝像機(jī)、激光棒和閃光燈。

機(jī)械手臂

人們通常所見過的假手臂有三種：純粹的美容型假臂、鐵鉤和其它價格低廉、提供有限活動的機(jī)械手臂以及模擬自然活動、價格數(shù)萬美元的電子手臂。目前，馬克-斯塔克(Mark Stark)發(fā)明的這款機(jī)械手臂就是一個完美的實(shí)例發(fā)明！他用最小化塑質(zhì)材料制成，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的輕重量，且成本與普通鐵質(zhì)鉤子相近，移動起來靈敏度與高端電子手臂相差無幾。

斯塔克從事烘干機(jī)閥門設(shè)計(jì)，他設(shè)計(jì)電子機(jī)械手臂的初衷是為了自己的好朋友大衛(wèi)-沃格特(Dave Vogt)，沃格特自出生時就沒有左臂。斯塔克的機(jī)械手臂不使用電源，但每個手指具有三個關(guān)節(jié)(其中拇指有兩個關(guān)節(jié))，能夠獨(dú)立地伸展彎曲，適應(yīng)抓取任何形狀的物體，其中包括鐵鉤無法攥取的不規(guī)則形狀物體。[!--empirenews.page--]

一個掛鉤與截肢末端窩槽相連接，并由肩套帶線纜操作。當(dāng)操作者聳肩時，線纜便拉動掛鉤，當(dāng)操作者肩部松懈時，線纜則松弛下來，鐵鉤則關(guān)閉。每個單獨(dú)的線纜可使每個手指拉伸收縮，同時在每個手指關(guān)節(jié)有彈簧，便于手指卷曲起來。彈簧的壓力具有可調(diào)節(jié)性，能使機(jī)械手攥起一枚雞蛋，也能使機(jī)械手臂足夠強(qiáng)壯舉起一把椅子。僅用1個小時，斯塔克的朋友沃格特便用左手能接住一枚球，這是他一生中首次實(shí)現(xiàn)。此后，他幫助斯塔克測試和提高該機(jī)械手臂的性能，使斯塔克設(shè)計(jì)出更堅(jiān)實(shí)、更緊密彈簧，手指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可使手指作出簡單的動作。

零度液體排污處理系統(tǒng)(ZLD)

一款新型裝置可利用排氣熱加熱處理船載污水。零度液體排污處理系統(tǒng)(ZLD)的發(fā)明者是納蒙-納塞夫(Namon Nassef)，它使用引擎剩余熱量氧化和蒸發(fā)廁所、淋浴和廚房用水。通常內(nèi)燃機(jī)僅使用燃油30-35%的能量，剩余的能量則以熱量釋射或者排氣方式消散，烤箱大小的零度液體排污處理系統(tǒng)可利用機(jī)械余熱工作，當(dāng)乘客在船上沖廁所或者排放廢水槽內(nèi)液體時，污水將通過一根管道進(jìn)入零度液體排污處理系統(tǒng)，它可裝置在船體的任何角落。

首先，污水將進(jìn)入ZLD系統(tǒng)均化罐，可將污水中的雜物磨碎成四分之一英寸大小直徑的小塊；接下來污水進(jìn)入高速攪拌器，其內(nèi)置的3組葉片可將固體消溶成0.002英寸直徑大小的固體；之后一個注射泵將加壓污水流，通過一個噴嘴噴射進(jìn)入發(fā)動機(jī)的排放系統(tǒng)。空載發(fā)動機(jī)的排氣熱量至少是287攝氏度(550華氏度)，該熱量足以蒸發(fā)污水，并致熱氧化有機(jī)物質(zhì)。簡單地講，ZLD系統(tǒng)能夠分解任何有機(jī)物質(zhì)，同時，該過程還能消除所有氣味。納塞夫稱，主要副產(chǎn)物是二氧化碳和清潔的蒸餾水。

滑雪著陸架

滑雪是一項(xiàng)非常刺激的體育活動，但同時充滿了危險。6年前，加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)工程系學(xué)生亞倫-科雷特(Aaron Coret)在一次高空滑雪中不幸摔落，兩節(jié)脊椎骨碎裂導(dǎo)致癱瘓。此后他意識到自己鐘愛的滑雪運(yùn)動所存在的危險性，也從此開始致力于如何提高滑雪運(yùn)動的安全性。在同學(xué)、滑雪愛好者斯蒂芬-斯勒(Stephen Slen)的幫助下，他們建造了一個長20英尺、寬15英尺、高5英尺烯基-尼龍材料制成的著陸架，其中包含兩個充氣囊。頂端的充氣囊是密封的，而下端4英尺高的充氣囊有閥門，當(dāng)遇到滑雪者降落時的碰撞時會控制性地釋放一些空氣。不同于其它降落平臺，科雷特設(shè)計(jì)的滑雪著陸架能夠完全將滑雪者包裹起來，很大程度地降低了受傷概率。

便攜式水上火箭摩托

一款便攜式水上火箭摩托，可在水面上以25英里/小時的速度運(yùn)行。當(dāng)詹森-伍茲(Jason Woods)還是19歲時，他就非常迷戀滑艇，但當(dāng)時的滑艇價格不菲。此后他對建造新型水下交通工具產(chǎn)生了濃厚興趣，他從新技術(shù)高級學(xué)院學(xué)習(xí)了如何制造火箭，從而萌發(fā)了制造Kymera水上火箭摩托的念頭。Kymera水上火箭摩托采用碳質(zhì)纖維材料制成，由一個小型發(fā)動機(jī)驅(qū)動，水上火箭整體重量很輕，僅有35磅，一個人便很輕易地拖拉到水面上。它采用混合電-丙烷四沖程發(fā)動機(jī)，時速可達(dá)到25英里。