2015 年度改善世界的 26 個難以置信的創新發明

從專為殘疾人士設計的 Nike Zoom Soldier 8 系列運動鞋,到可以完全吸收洩漏石油的「納米薄片(Nanosheets)」,再到通過點繪的眉心痣為印度女性提供急需的碘,這些都是2015年我們最喜歡的發明創造並給我們的生活帶來了真正意義上的翻天覆地的改變。
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本文來自於 Mashable《26 incredible innovations that improved the world in 2015》,tech2ipo 翻譯

從 2015 年開始,改變世界的創新時機已經成熟。

2015 年 1 月初, Bill Gates 通過使用一個特殊的處理器飲用了由下水道污泥和人類排泄物轉換成的乾淨的水。
2015 年 2 月,社會工作者和電腦科學家提出了一個全新的演算法,以防止 HIV 病毒在流浪的青少年中蔓延。
2015 年 3 月,一個研究室創造了一個微晶片,以真正的幫助彌補發展中國家的數位鴻溝。
2015 年全年,革命性的思想和發明創造一直都在解決著不斷湧現的世界上的最為迫切的問題。

從專為殘疾人士設計的 Nike Zoom Soldier 8 系列運動鞋,到可以完全吸收洩漏石油的「納米薄片(Nanosheets)」,再到通過點繪的眉心痣為印度女性提供急需的碘,這些都是 2015 年我們最喜歡的發明創造並給我們的生活帶來了真正意義上的翻天覆地的改變。

1. 污水處理裝置:將糞便轉化成為可以直接飲用的純淨水

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在 2015 年,全世界大約有 24 億人口無法獲得基本的安全的公共衛生條件,同時,超過 6.6 億人口使用著未加改善過的飲用水源。

蓋茨基金會與工程師們討論並想出人類如何能夠利用技術來解決這些問題。美國西雅圖一家名為 Janicki Bioenergy 的能源公司的 CEO Peter Janicki ,研發出了一款能夠進行污水處理的裝置。這台巨大的污水處理機只需幾分鐘就能夠將未經處理的糞便轉化成為飲用水、電以及無病原體的灰燼。

該污水處理器不僅可以幫助發展中國家提供清潔的水和能源,還可以僱傭經營者在這些最需要它的地區運行它。

2. PSINET 算法:可以防止 HIV 病毒在流浪的青少年中蔓延

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在美國,每年大約有 200 萬 13 至 24 歲之間的青少年面臨著無家可歸的窘境,其中 11% 的青少年為 HIV 病毒陽性。

但是,來自南加州大學的社會工作者和計算機科學家們開發了一種名為 PSINET 的新算法,借助於人工智慧,通過使用數學和數據幫助救助機構識別出流浪人士社區中,能夠向流浪青少年傳播預防艾滋病訊息的最佳人選。

在洛杉磯當地的一家流浪者救助機構裡,計算機科學家們繪製了流浪青少年的人物友誼關係網路圖。圖上的每一個點都代表一個人,點與點之間的聯繫代表著朋友之間的友誼關係。 PSINET 會研究這一網絡圖並進行數千次的模擬,從而找出最有影響力的人,最終選擇他來作為同伴的領袖。隨後救助機構的社會工作者們就能夠將最基本的訊息,比如去哪檢查艾滋病等教給這個領袖,與此同時,流浪者救助機構也能夠獲得對項目有用的友誼網絡訊息。

研究人員表示,和傳統的口耳相傳方法相比,PSINET 算法可以多傳播 60% 的訊息。

3. Flyease:為殘障與疾病人士所設計的運動鞋技術

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2012 年,腦性麻痺患者 Matthew Walzer 給 Nike 公司寫了一封信,要求其創造出一款能夠使得殘障與疾病人士在無需其他人的幫助下就可以容易穿上的運動鞋。今年,Nike 公司宣布推出全新的專為殘障與疾病人士設計的 Zoom Soldier 8 系列運動鞋,Zoom Soldier 8 使用了名為 Flyease 的技術,專門設計了一種特殊的拉鍊機制。

代替了傳統的不便於如截肢者或患有中風及腦性麻痺的特殊人群使用的鞋帶,當殘障與疾病人士穿這雙運動鞋時,只需用一隻手就可以很輕鬆的將運動鞋的鎖扣打開、穿上及固定。

Nike 公司運動創新部門高級總監 Tobie Hatfield 設計了 Flyease 技術,並與 Walzer 一同協作開發並測試了這款運動鞋。

4. XSTAT 30 神奇注射器:可在不到一分鐘內為傷口止血的救生裝置

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位於美國俄勒岡州的新創公司 RevMedX 推出了全新的神奇設備 XSTAT 30,這是一種注射器樣的設備,可以向傷口中註射入大量的、小型的快速擴張的藥棉,以有效的控制傷口的出血性傷害。 XSTAT 30 已於 2014 年 4 月得到了 FDA 的批准用於軍事用途,近日,該設備也已經得到了 FDA 的批准用於民用。

一位來自 RevMedx 的研究人員告訴 PBS NewsHour,當藥棉遇到血液時,其體積會迅速漲大約 15 倍,並將傷口覆蓋住,同時向傷口施壓讓血止住。這些藥棉將取代醫生用紗布包紮傷口並保持壓力的傳統方法,因此很顯然,這種方法要比傳統的止血法要快很多。

5. eGranary 數位圖書館:基於微晶片的「互聯網」

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位於北卡羅來納大學教堂山分校的 WiderNet 項目開發了 eGranary 數位圖書館——通過一個晶片,在沒有網路的情況下,利用智慧手機、筆記型電腦和平板電腦為數十億人提供離線

訊息和教育資源。

WiderNet 已與不同國家的教育部、衛生部和資訊科學學校進行聯繫,旨在將特定機構的文件儲存在晶片上的「圖書館」中,以方便人們的使用。同時,今年 5 月,WiderNet 項目完成了其融資目標,並與全世界的圖書管理員、教育者及志願者合作,幫助他們找到所需要的訊息。

6. Eatwell 餐具:使老年癡呆症患者的生活更輕鬆、更快樂

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與老年癡呆症相關的認知和感覺障礙常常導致老年癡呆症患者進食困難,在面對複雜混亂的餐具時,他們往往都非常的沮喪,甚至不知所措,因此這導致老年癡呆症患者往往會出現嘴漏的窘境,吃飽對他們來說就不那麼容易了。

為了解決這一問題,工業設計師姚彥慈創造了 Eatwell 餐具,乍一眼看去,這個五顏六色的組合餐具像極了兒童玩具,其亮色系的餐具可以與食物形成鮮明的對比,從而可以方便使用者分辨出食物。這個看似簡單的餐盤,由 20 個具有不同特色的餐具組成,比如湯匙、叉子的角度被設計得便於使用者的使用;杯子內部的高低差,讓吸管比較不易滑動等。

7. 3D 打印渦輪機:完美的淡化海水

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GE 正在研發一種 3D 打印設備,其有可能使海水淡化變得更為方便。值得一提的是,他們用的是蒸汽汽輪機的原理來實現它。

一份來自 GE 的新聞稿這樣寫道:

「作為海水淡化技術的一部分,研究人員正在參與一項將 GE 汽輪機小型化的項目。經由使用 3D 列印的微型蒸汽渦輪機將海水或鹽水凍結,而不是把它變成蒸汽。通過凍結混合物,鹽會以固體的形式自然分離,只留下冰,而冰融化之後就成了乾淨的水。」
這是一種低成本低能耗的生產飲用水的方式,同時 GE 將對其繼續進行測試併計劃在 2016 年中期評估其可行性。

8. 新型 LED 電燈:依靠植物供電

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據秘魯國家統計和信息研究所最新公佈的《全國家庭調查》顯示,在秘魯叢林中大約有 42% 的農村地區沒有電。

以開發創新技術、應對全球最緊迫問題著稱的西班牙工程技術大學(UTEC)的研發人員們開發了一種新型電燈,稱為 Plantalámparas。這種新型的電燈將以植物作為供電源,為 Nuevo Saposa 社區的居民提供電能。

隨著植物的生長和光合作用的進行,泥土中會含有植物廢料分解時所釋放的營養物和微生物。 UTEC 團隊捕捉微生物中的游離電子再通過土壤中的電極將其存儲在電池中。這個過程可以為 LED 燈泡持續供應長達兩小時的燈光。

9.「納米薄片(Nanosheet)」:一個可以吸收大量洩漏石油的革命性材料

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澳大利亞迪肯大學的研究人員與美國費城德雷塞爾大學和密蘇里大學的科學家們共同合作製造了一種新型的高吸附性「納米薄片」材料,可以像海綿一樣清理大量的海洋石油洩漏。這種納米薄片是由厚度只有幾個納米的多孔氮化硼薄片組成。這種多孔結構使得每克納米薄片的表面積可以達到網球場面積的 5.5 倍那麼大。

一位研究人員表示,「納米薄片上的孔洞增大了表面積,從而使材料能夠吸附重於自身重量 33 倍的油及有機溶劑。」

2013 年,在團隊開發材料的第一階段時,它還只是粉末,並沒有一個實際的使用。

10. AquaFresco 過濾器:可循環利用洗衣水

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洗衣機需要消耗 20 加侖的水來洗去 1 湯匙的污垢。為了節約用水、提高效率,美國麻省理工學院的三名研究生發明了 AquaFresco 過濾器,洗衣機使用它後,可以回收並重新使用 95% 的洗衣水。

AquaFresco 過濾器濾出少量的廢棄物,回收清潔水和清潔劑,繼續用它們來洗衣服,如果它的效果滿足要求的話,基本可以用同一缸水來清洗 6 個月的衣服。

11. Better Shelter :專為難民打造的耐用、安全的平板住宅

Better Shelter 是專為難民打造的一個臨時避難所,其預期的使用壽命長達 3 年。採用平整包裝,這意味著援助組織在無需使用任何工具的情況下就可以輕鬆地將臨時住所拆卸或是組裝完畢。基於難民的日常生活考慮,每個避難所都配備了太陽能發電裝置,為照明提供電能。

Better Shelter 與聯合國難民署和宜家基金會合作,為最需要使用避難所的國家的難民提供幫助,比如希臘。

12. Hemafuse:一種低成本的自體輸血設備

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在一些發展中國家,當患者分娩出血時,醫生會用瓢和粗棉布進行自體輸血——收集和回收該患者的血液以在之後的醫療過程中使用。這個 DIY 方法是非常必要的,因為通常在輸血時所使用的器械和物資都是非常昂貴的。

Sisu Global Health 創造了一種低成本的設備: Hemafuse,使這個過程變得更簡單、更衛生。它就像一個手動泵,先是吸收血液,然後通過使用閥將血液儲存在血液袋中以供以後使用。其中,過濾器負責去除血液中的凝塊和其他微粒。

Hemafuse 在 2015 年 10 月獲得了 SXSW 生態社會影響獎,並在 9 月獲得來自 AOL 合夥創始人 Steve Case 的 10 萬美元的投資。

13. 洋流能源探測器

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來自佛羅里達州博卡拉頓市(Boca Raton)的 Hannah Herbst 憑藉她設計的能源探測器樣機贏得了 2015 年探索教育 3M 青少年科學家挑戰賽。這款探測器試圖利用海洋中未被開發的能源為發展中國家提供穩定的能量來源。

這款探測器使用 3D 打印的螺旋槳,再通過一組滑輪將其與水力發電機相連接。發電機可以利用螺旋槳將洋流的動能轉化為電能——儘管所產生的電量不多,但足以啟動一個海水淡化機。

14. DARPA 新項目:可提供真實觸感的義肢

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對於目前市場上的大多數假肢來說都無法給佩戴者提供真實的觸感,但是現在, DARPA 研發出全新的義肢專案並通過使用神經技術來做到這一點。

據 DARPA 表示,該項目研究人員通過使用由約翰霍普金斯大學應用物理實驗室所研發的機械手連接到一位 28 歲男子的義肢上,並通過使用電極來直接刺激他的大腦,使其大腦皮層和運動皮層對此刺激產生感覺。這位男子成為了第一個能夠通過使用義肢產生生理上「感覺」的殘疾人士。

15. Flo :一個適合落後地區女性使用的清洗衛生巾的工具

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產品設計師 Mariko Higaki Iwai 和來自藝術學院的學生共同創造了 Flo,它是一個集洗滌和脫水為一體的小裝置,幫助發展中國家的女性很容易的清洗並乾燥可重用的衛生巾。 Flo 旨在確保女孩不要因為月經期的到來而耽誤學習或工作,同時遠離生殖感染和疾病,使她們始終保持著信心。

16. NeoVent :幫助嬰兒安全的呼吸

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據世界衛生組織統計,急性呼吸道疾病是五歲以下兒童死亡的主要原因之一。當嬰兒呼吸困難時,需要使用 CPAP(連續呼吸道加壓通氣)呼吸機來進行治療。對於發展中國家來說,這是一個非常簡單的過程,有時只需一根淹沒在水里的管子就可以實現。但當遇到非常嚴重的呼吸窘迫綜合徵時,就需要使用 NIPPV(無創正壓通氣)來進行治療,這一過程往往需要非常昂貴的儀器。

為了能夠幫助發展中國家的嬰兒更好的且廉價的呼吸,西密歇根大學在讀學生創造了 NeoVent 裝置,通過提供兩個等級的振盪壓力幫助患有呼吸窘迫綜合徵的嬰兒呼吸。該設備可以在發展中國家的任何一個醫療中心使用,只需要將其裝備在 CPAP 呼吸機上,就可以實現 NIPPV。

17. Eco BLAC:改革印度的生態磚

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在印度,成千上萬的磚窯每年要生產近 2000 億塊磚頭。生產磚的過程不僅會污染空氣,還會排出大量的溫室氣體。同時,造紙廠會採用垃圾填埋法來處理造紙過程中所產生的鍋爐灰,這不僅給人類健康和環境帶來影響,同時還會造成鍋爐灰毫無利用價值。

為了能夠更好的解決這兩個問題,來自麻省理工的學生研製出一款新型磚,稱為 E

co BLAC。學生利用鍋爐灰、採用低能源鹼活化技術來製造這款磚(而不是在磚窯中進行燒製)。

18. 家用傳染病試紙

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來自佛羅里達州大西洋大學的研究人員設計了一種可以讓人們在家中進行 HIV 、大腸桿菌(E.coli)、金黃色釀膿葡萄球菌(Staphylococcus aureas)以及其他細菌類疾病診斷測試的條形塑料紙。同時還設計了一款可以利用遠端圖片檢測細菌的智慧手機 App。

據《Fast Company》報導,大腸桿菌的測試是利用印有抗體與金納米粒子的纖維紙進行的,如果試紙探測出了細菌,那麼試紙的顏色就會發生改變。

與此同時,這款 HIV 塑料試紙將開始在波士頓布萊根婦女醫院進行試驗,研究人員希望可以在 2016 年年中進行商業化測試。

19. Bindi(點繪眉心痣):為印度的貧困女性提供身體急需的碘

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通常情況下,印度的女性都會在眉心點繪一顆痣(稱為 Bindi),用以表明自己的宗教信仰或是處於已婚狀態。而現在, Bindi 在印度所有的女性中都盛行起來。

Talwar Bindi 推出的 Life Saving Dot 旨在為了一個更加偉大的目標: 健康。

Live Saving Dot:在 Bindi 表面塗上了人身體每天必需的碘和建議服用的 150-220 微克含量的營養物,並將其給予印度的貧困女性。在印度,接近 3.5 億人碘攝入量不足。缺乏碘將會導致一系列的健康問題,尤其在女性的懷孕期間。

皮膚可以吸收碘,而 Life Saving Dot 將會是一個成本低廉的營養補充品。只需要 10 盧比或 16 美分就可以買到一包含有 30 粒 Bindi 的 Life Saving Dot。截止目前, Life Saving Dot 已通過療養營(Health Camps)和診所向印度農村的貧困女性分發了 Bindi 。

20. Flow Hive beehive :一款可自行收集蜂蜜的蜂箱

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兩個澳洲的發明家創造了 Flow Hive beehive ,這是一款可以在無需進入蜂窩或打擾到蜜蜂的情況下,就可以讓養蜂人收集到蜂蜜的蜂箱。

這款創新的蜂箱是由一個個的蜂窩組成,在蜂蜜填滿蜂窩之前蜜蜂就可以用自己的蜜蠟完成蜂窩的搭建。養蜂人只需要扭轉一個手柄就可以將蜂窩豎直放置,這樣蜂蜜就會通過底部自動流出蜂箱。

與此同時, Flow Hive beehive 還配備了一個可以清楚看到蜜蜂的透明玻璃窗。發明家表示,這可以幫助科研人員在不打擾蜜蜂的情況下對其進行研究。

21. 智慧手機軟體狗:15 分鐘內就可完成醫療診斷

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來自哥倫比亞大學工程學院的一個研究團隊開發出了一款低成本的智慧手機軟體狗,在 15 分鐘內就可以通過指尖的鮮血檢測出性傳染病。

盧旺達健康醫療中心的衛生保健工作者在試驗中利用這款軟件狗測試了 96 個病人的血液情況,這些病人來自於防止母嬰疾病傳播診所及自願諮詢檢測中心。在他們接受 30 分鐘的訓練之後,先將血液放在塑料收集容器內,然後將其插入在微流體裝置裡,之後打開相配對的應用程式,最後再把裝置插入在軟體狗中攪動。 15 分鐘後,診斷結果就會顯示在智慧手機上。

據 Smithsonian Magazine 報導,這款設備的價格為 34 美元。

22. Brilliance Pro :治療新生兒黃疸的先進方案

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黃疸(Jaundice)是新生兒住院的主要原因,數以百萬的新生兒都未能及時地接受有效的治療。

非盈利性醫療設備 D-Rev 在今年推出了最新的新生兒產品—— Brilliance Pro 。它是 2012 年推出的 Brilliance Classic 的升級版,可以通過使用先進的複雜的光線療法來治療新生兒的黃疸。

23. ReMotion Knee :為發展中國家截肢人士設計的最好的膝關節義肢

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除了新生兒健康, D-Rev 也致力於關注人體的運動能力。今年, D-Rev 推出了最新版本的 ReMotion Knee ,這是一款專為發展中國家截肢人士所設計的高性能膝關節假肢。

ReMotion Knee 可與標准義肢系統配套使用,並能承受住潮濕的天氣。 ReMotion Knee 的售價為 80 美元。到目前為止, D-Rev 已經為 7351 名截肢人士安裝了 ReMotion Knee 。

24. 幫助糖尿病患者追踪血糖的臨時性紋身

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目前,糖尿病患者需要在每天進行多次利用針刺來檢查自己的血糖水平,這是極為痛苦的過程。但加州大學聖地亞哥分校的納米工程師開發出了一款臨時性紋身,在無需侵入身體內部的情況下,就可以提取並測量出皮膚細胞液中的血糖含量。

這款紋身並不會顯示數位化的血糖水平,但工程師表示它最終會具備藍芽功能來獲取讀數。這個方法的推出為未來這種技術的使用奠定了基礎,比如通過皮膚傳遞藥物。

25. Sunburst Sensors:海洋酸化感應器

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Wendy Schmidt Ocean Health XPRIZE 旨在幫助大家更多的了解二氧化碳排放量是如何影響海洋酸化的:二氧化碳的排放將影響海洋生物的生存並擾亂其食物鏈。

Sunburst Sensors 是一款突破性的感應器。它不但能夠長時間的監測二氧化碳的情況,還能夠幫助我們更多的了解海洋酸化及海洋保護。

26. Be My Eyes :幫助視障人士看清這個世界的 App

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Be My Eyes 是 iPhone 上的一款應用程式,其允許使用者將自己的眼睛「借」給視障人士,以幫助他們看清這個世界。通過視訊聊天的方式,世界各地的志願者與視障人士聯繫起來,志願者充當視障人士的雙眼,第一時間為其描述所拍攝的實際情況和回答他們所好奇的問題。

根據其網站顯示,截止到目前, Be My Eyes 已經幫助了近 11.5 萬視障人士。

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