《大众科学》2007年度十大发明 （全）

色空长老

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1.像戒指一样的新一代鼠标

戴在手指上像戒指一样的“魔术鼠标”

　　名称：魔术鼠标

　　发明者：麦克·克莱特拉等五个大学生

　　发明经费：700美元

　　所花时间：21周

　　传统的鼠标有40年的使用史了，该换一种新模样了。这就是发明者之一麦克·克莱特拉的最初想法。21岁的克莱特拉是美国马萨诸塞州伍斯特理工学院的一名大学生。在教授的指导下，他跟另四位同学发明了这种新型“魔术鼠标”，它可以像戒指一样套在手指上使用。由于它具备三维操作功能，人们通过手在空中的上下左右前后的移动，就可以对电脑桌面进行操作。

　　其工作原理是：“魔术鼠标”上的小型发射器不断发出超声波脉冲，这些脉冲被排列在一块胶合板上的五个传感器所接收。中央处理器根据接收到的每个声波计算出指环在空间中的位置，然后它把这些信息整合起来，确定出屏幕上光标的位置。指环和传感器每秒钟彼此通信100次，所以手的移动与光标的移动几乎可以同步完成。

　　这几个学生目前尚未把这一发明推向市场，他们希望进一步完善这个发明。

　　2.保护直升机不坠毁的护罩

　　名称：火箭弹网

　　发明者：田纳西州的理查德·格拉森

　　发明经费：1万美元

　　所花时间：两年

　　去年1月份，一架黑鹰直升机在伊拉克被火箭弹打下，机上13名士兵全部死亡。几天后，巴格达一家私营企业的直升机也因为同样的原因坠毁，5位平民承包商遇难。

　　新泽西发明家理查德·格拉森认为他可以阻止这些火箭弹的进攻，他发明了一个在火箭弹打中目标前可以抓住火箭弹的网子。

　　1993年，格拉森看了电影《黑鹰坠落》，当时他无法相信技术含量如此低的火箭弹能够将价值数百万美元的直升机打下来。14年后，这种状况仍在继续，军用直升机仍没有对付火箭弹的有效方法。

　　普通火箭弹在发射后的四到六秒会引爆。根据格拉森的设计，直升机的雷达系统在几毫秒之内计算出火箭弹的速度和轨道，然后抛出由钢缆和质地牢固的特种纤维制成的降落伞，降落伞迅速膨胀形成巨大的防弹网，抓住火箭弹并拖向地面引爆。

　　目前，格拉森还没有在真正的军用直升机上试验过自己的发明，他需要得到五角大楼的资金和技术支持。两年前，五角大楼的官员告诉他，军方对发展激光防卫系统更感兴趣。然而，激光防卫系统仍有很多技术问题难以解决，格拉森希望近年来直升机频繁坠毁的事实能够令军方转而拥抱他的发明。

　　3.新型魔术贴

　　名称：滑动啮合扣

　　发明者：莱昂纳多·达菲

　　发明经费：4万美元

　　所花时间：8年

　　魔术贴如今已大量替代鞋带、纽扣、拉链等广泛地用于鞋子、衣服、表带、背包中。但是，传统的魔术贴也存在许多问题，比如，在扯开魔术贴的时候，会发出较大的噪音，而且魔术贴容易沾上头发、线头等，吸水后又容易发臭。为了解决这些问题， 66 岁的建筑师莱昂纳多·达菲研制出一种新型魔术贴——滑动啮合扣， 它用连串六角形或三角形的微型格子环环相扣， 不仅免除了传统魔术贴的弊病，还令其负荷重量大增八倍。

　　4.对付抢劫的超级电棒

　　名称：神经扰频电棒

　　发明者：弗雷德·皮尔森

　　发明经费：5万美元

　　所花时间：6年

　　6年前，皮尔森看到10岁的儿子在空中挥舞着荧光玩具剑砍来砍去，萌生了发明一种自卫武器的想法。当时，他观察到儿子的玩具剑可以很轻易地伸长三倍，收缩自如。皮尔森由此想到，如果给它通上电，那么就可以让攻击者在一定的距离内无法近身。

　　尽管51岁的皮尔森从未发明过任何东西，但是他还是决定试一下。他把儿子的玩具拆开，在剑轴上缠上玻璃纤维，然后配上电线，再增强电力。两周后，一个电流强度为3毫安培、电压为5万伏的神经扰频器就制成了。不过，直到6年后，这一发明才完全成型。

　　像警棍的作用原理一样，这个神经扰频器通过电流作用于大脑，使得对方无法控制自己的部分躯体，但是又不至于产生致命作用，而且由于它伸缩自如，很便于携带。一般警棍的电压达到十几万伏至上百万伏。

　　5.方便与卫星连接的天线

　　名称：GATR-COM

　　发明者：保罗·杰罗

　　发明经费：150万美元

　　所花时间：5年

　　GATR-COM看上去像一个巨型的沙滩排球，但它实质上是藏在一个可充气外壳内的便携天线。这个天线可以在任何地方与极速宽频卫星连接。GATR-COM为“地面传输和接收天线”系统的简称，由电子装置和传输装置构成，重量60多斤。更为方便的是，它可以由一个小型发电机提供能量。

　　GATR-COM系统是工程师保尔·杰罗的杰作，是专门为灾难急救员、远程视频制作者和前线的作战部队等任何需要依靠远程传输数字信号的人设计。

　　杰罗花了5年时间为美国国家宇航局研制可在大型空间展开的天线。杰罗意识到在地球上建造一个高度便携天线的需要和在太空中对其的需要是一样的，尤其是当考虑到不可避免的重力、淤泥和高额的空中运输费时，这种需要就显得更加急迫。

　6.助你飞檐走壁的“飞行带”

　　名称：亚特拉斯电动攀崖绳

　　发明者：蒂姆·福福诺夫等四人

　　发明经费：700美元；所花时间：3个月

　　你希望像蝙蝠侠那样飞檐走壁吗？借助一种被称为“飞行带”的装置或许就可以做到。31岁的麻省理工大学研究生蒂姆·福福诺夫和三个朋友一道设计了可以令人轻松攀岩的装置。它的正式名称是“亚特拉斯电动攀崖绳”，使用者形象地将它称作“飞行带”。

　　这一装置只有烤面包机一般大，重9公斤，用电池驱动经过精心设计的绞绳盘，一按控制键就可以每秒3米的速度上升。

　　目前，许多人对“亚特拉斯”表示出浓厚兴趣。雪崩救援公司希望利用它救助那些遇困的滑雪者；植物学家希望能利用它快速到达红杉木的树顶。此外，还有军方人员表示可以凭借它突袭敌方的藏身之所。

　　7.能起死回生的“救人手套”

　　名称：CPR手套

　　发明者：科里·森顿、尼莱什·帕特

　　发明经费：2500美元；所花时间：6个月

　　每年平均有30万美国人遭遇心跳骤停，其中只有5%～10%能活下来。研究者认为，如果心肺复苏术(CPR)能够被正确地使用，那么存活下来的人数可能是现在的4倍。问题在于，在接近60%的情形下，施救者的胸外按压频率达不到心肺复苏术所需的1分钟100次。

　　加拿大安大略省麦克马斯特大学的两名大学生科里·森顿和尼莱什·帕特在进行工程课设计课题时，发明了CPR手套。这款手套上有电路和感应器，当手套被放置到一个人的胸部时，手套配有的心电图仪可以测量这个人的心率，提示施救者是否需要动用心肺复苏术。手套上另有一个节拍器提醒施救者正确的按压频率。此外，还有加速度计和压电感应器提示施救者按压是否到位。

　　日前，CPR手套获得了安大略省工程设计比赛的发明设计类一等奖。

　　8.“绿色”砖头

　　名称：粉煤灰砖

　　发明者：亨利·刘

　　发明经费：60万美元；所花时间：2万小时

　　美国一年生产90亿块黏土砖，每一块砖都会令环境付出昂贵的代价。黏土不但需要开采，还需要1000多摄氏度的高温烧制，从而耗费大量燃料，并排放出污染物。

　　现年70岁的美籍华人工程师亨利·刘花了几年时间“变废为宝”发明了一种环保砖。这种利用煤电厂的废弃品——粉煤灰生产的砖块，可在压力下凝固，不需要高温，所以节约了能源，至少节省了20%的成本。

　　9.不浪费能源的发动机

　　名称：蒸汽“奥莱纳”发动机

　　发明者：布鲁斯·克罗

　　发明经费：1000美元；所花时间：1年半

　　77岁的布鲁斯·克罗是美国加州的一名跑车部件设计师。退休后的他仍然痴迷于发动机的设计和改造，最终发明出了节能的六冲程蒸汽“奥莱纳”发动机。

　　传统的发动机是四冲程，包括进气、压缩、产生动力、排气四个步骤，其中最后一个步骤是将发动机热能透过冷却水排到大气中，无疑是对能源的浪费。克罗研制成功的六冲程发动机结合了四冲程发动机和蒸汽机原理，在排气过程时把排气门关闭，利用排气的高温高压将水注入燃烧室，水蒸气会产生强大的压力来推动活塞，从而产生动力。跟四冲程发动机相比，六冲程发动机做到了最有效地利用能源。

　　10.速度更快、噪音更小的箭

　　名称：漂浮弓箭

　　发明者：斯图尔特·米尼卡

　　发明经费：5万美元；所花时间：6年

　　31岁的工程师斯图尔特·米尼卡拉弓射箭，演示了一个从弓箭发明以来就一直困扰弓箭手的问题：箭射出时跟弓身的摩擦不仅会令箭的速度减慢，而且会发出刺耳的噪音，将猎物吓跑。

　　米尼卡设计的“漂浮弓箭”则可以克服上述所有问题。漂浮弓箭内装有效能高但重量轻的钕磁。射箭时，利用磁力令箭头处于悬浮状态，射出的箭不仅速度快而且噪音很小。

向“家庭发明家”致敬

　　本报综合报道 像戒指一样戴在手上的鼠标，能够阻止火箭弹进攻的直升机罩、更加灵活无噪音的魔术贴……近日，最新一期美国的《大众科学》评出了“年度十大发明”。其中许多发明都是从未发明过任何东西的普通人完成的，所以，《大众科学》特意在致词中向“家庭发明家”们致敬。