近期,财经媒体24/7 Wall St.盘点了过去20年美国最重要的21项发明,涵盖工业制造、生物技术、健康医疗、消费电子、航空航天等各领域。这些发明及其商业应用对相关产业的发展带来了突破性的推动,也在足够的地域空间,让足够广泛的人群的生活产生了翻天覆地的变化。
1.3D打印
3D打印机使用的分层方法最早应用在19世纪后期的地型图制造中,直至1986年,美国科学家发明了世界第一台商业3D打印机。随着更便宜的制造方法与开源软件的融合,3D打印技术发生突飞猛进的进步。从生产成本更低的汽车、游艇、飞机、卫星等零部件到桥梁与房屋,从服装饰品到人造器官,我们所见的许多物体都已经可以使用3D打印来实现。
2.人工胰腺
在上世纪70年代末,人造胰腺就已经出现了,但体积约有文件柜大小。经过多年研发,用于治疗1型糖尿病的人造胰腺正在变得越来越轻便。2016年,美国批准了第一批便携式人造胰腺的临床应用。该产品可以连续监测患者血糖水平,自动计算所需的胰岛素量,并输送药物,可以使患者血糖长时间维持在正常水平。
3.增强现实
通过便捷式设备将数字图形叠加到现实物体上,以实时传递信息的增强现实技术已经存在很长一段时间了。然而,直到开源软件库ARToolKit的出现,才让增强现实技术得到突破性发展。该技术已经越来越多地应用在制造、医疗、旅游、时尚、教育等领域。
9.基因编辑
2012年以来,科学家和研究人员开始使用CRISPR技术对生物DNA序列进行修剪、切断、替代或添加。该技术标志着生物技术进入一个全新的时代。经实验证明,该技术可以用于疾病治疗,但该技术也面临伦理风险。
10.高密度电池组
随着全球越来越关注清洁能源,以特斯拉为代表的电动汽车大行其道。特斯拉电动汽车之所以受到广泛的关注,很大程度上是因为其电池技术。电池组由数千个高密度锂离子电池组成,每个电池都比标准AA电池大,嵌在一个大而沉重的电池组中,这也让特斯拉电动汽车的重心更低,有效地增强了车辆的抓地力和操控性能。这些电池组还可以用于住宅、商业和电网储能设备。
11.物联网
物联网这一概念是由Sun Microsystems联合创始人Bill Joy在1999年提出来的,是指利用各种信息传感设备将日常生活中的一切实体连接起来而形成的网络,可以实现任何时间、任何地点的万物互连。在日常生活中,常见的智能家居等产品只是物联网的简单应用,物联网的真正机遇在制造、建筑、交通、城市基础设施等领域。
12.人工心脏
1982年,美国医生开创了人工心脏移植手术的先河,自此,人工心脏技术得到不断突破。美国Abiomed公司研发出世界上第一款可以单独使用的完全植入式人工心脏AbioCor,并于2001年完成首例人工心脏移植手术。人工心脏AbioCor由塑料和钛制成,由外部充电电池对体内电池进行无线充电,并通过植入腹部的系统控制器可以监测和控制人工心脏的运行情况。在与外部电池断开时,内置电池可以支撑人工心脏工作30-40分钟。
16.在线流媒体
虽然基于互联网的直播在90年代互联网被广泛采用后就已出现,但直到2000年代中期,互联网才能够处理向大量受众传输流媒体的问题。如果没有广泛的宽带互联网接入和用于存储内容、分发网络流量的云计算数据中心的融合,在线流媒体就不可能实现。目前在线流媒体已经对传统有线电视和电影院产生了非常大的冲击。
17.外骨骼装备
自2003年美国加州大学伯克利分校的研究人员开发出可以增强人体力量的穿戴式机械装备以来,外骨骼装备受到越来越多的关注,并开始在制造业中得到应用。例如,福特汽车已经使用外骨骼装备,帮助工人更快速地完成汽车组装,并降低身体损伤风险。此外,在医疗领域,外骨骼装备可以帮助行动不便的患者进行康复训练。
18.微型卫星
与大型卫星相比,微型卫星具有重量轻、体积小、耗能少、成本低、风险小等优势。由数量众多的微型卫星组成的卫星星座系统也越来越受欢迎。