可穿戴外骨骼系統：讓骨骼損傷者告別輪椅

主動安全系統讓火車遇到險情自動剎車

糖不僅使人發胖，還損害成千上萬個基因

水動力發電機：你家后院也能成為發電廠

新太陽能裝置：廉價太陽能成為可能

全息眼鏡：虛擬界面與現實的無縫結合

新DNA疫苗：2018年前或遏制寨卡病毒

礦工也瘋狂：教礦工轉行寫代碼

谷歌語言程序：計算機開始理解語境

去原子核電荷：讓原子聚變過程穩定

讓骨髓損傷患者告別輪椅的可穿戴外骨骼系統、能在自家后院水力發電的水動力機、遇到險情就自動剎車的火車……近日，美國《大眾機械》雜志2016年科技突破獎揭曉，入選的20大炫酷技術無不讓我們相信：未來已來，科技正讓人們的生活變得更美好！

可穿戴外骨骼系統：

讓骨骼損傷患者告別輪椅

2001年，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）開始研制可穿戴外骨骼系統，幫助提升穿戴者的力量和速度。此前該系統主要應用在軍事上，如今在醫療領域的應用也顯而易見。骨骼損傷患者不需要再坐輪椅了。穿上這套系統，還可以減少重復性的受壓性損傷，也可以幫助中風患者重新行走。

今年，美國Ekso Bionics公司的“Ekso GT”系統成為美國食品與藥物管理局（FDA）批準的首個可穿戴外骨骼產品，用于治療中風病人，應用該產品治療中風的病人數量有望增加20倍。美國西奈山伊坎醫學院助理教授艾倫·科茲洛夫斯基說，這一可穿戴外骨骼系統的好處在于能幫助身體找到可選擇的活動路徑，實現一定的功能，并創建一些新的神經路徑。

治療師可以通過一項名為可調節輔助系統的技術，了解“Ekso GT”系統是如何支撐病人身體的，并根據讀取到的相關信息調整控制參數，使其更加個性化。與其他可穿戴外骨骼裝備不同，“Ekso GT”的發動機是可以單獨控制的。對于一些中風患者而言，如果身體一側沒有問題，該系統也可只用于另外一側。

具體而言，該系統的背包里安裝電池，同時背包也起到支撐作用，為此穿戴者不再需要拐杖或臂拐來保持身體直立。穿上可穿戴外骨骼系統的病人坐在椅子上時，需要系緊跨帶，把跨帶繞到腿上、軀干和腳上，腿和軀干部分可以根據個人體型調節。治療師啟動從坐到站的程序，利用設備后面一個看起來像任天堂電子游戲的裝置來控制病人的行動。可穿戴外骨骼跨帶還可以個性化定制，盡可能地讓病人感到舒服。

水動力發電機：

你家后院的水都能發電

水電每年可節約相當于3800萬輛化石燃料客車的排放量，但只能在有大量瀑布和大壩的高水壓環境下才能實現水力發電。目前水電僅占美國能源產量的2.4%，不過，如果采用美國加州Natel Energy公司的一項新技術，這一數字有望很快提升。

該公司的水動力發電機通過兩個階段收集能量，從而達到效率最大化。一個階段是當電流進入渦輪機，渦輪葉片上升時；另一個階段是當電流離開，渦輪葉片下降時。這一水動力發電機使得成千上萬個低水壓小溪和中等河流成為可能的動力來源。截至目前，該款發電機已在俄勒岡和緬因州的項目上得到應用。不久，即便是你家后院，也能夠成為這一發電機的用武之地。

全息眼鏡：

虛擬與現實界面無縫結合

由美國微軟公司與美國國家航空航天局（NASA）噴氣推進實驗室合作研發的全息眼鏡通過全息投影至鏡片，讓虛擬界面與現實無縫結合。此款新技術搭載了微軟公司Windows 10系統，配備專門的全息處理器，并有多個復雜的傳感器，能將數字內容投射成全息圖像，而且可以和現實世界進行有效交流與互動，環繞立體聲音效更是增添了該設備的獨特體驗。

全息眼鏡能夠利用其配備的環境感應與景深攝像頭、環境光感應傳感器、慣性感應單元與混合現實控制器，為體驗者營造一個通透的環境、全息圖像、高清影像和空間聲音，所以體驗者完全可以在真實的世界中看到全息影像。完整先進的傳感器和全新的全息處理單元能夠有效幫助體驗者感受周圍環境，全息眼鏡還能不外借任何線材完成數據實時傳輸和處理。

在醫療、設計、建筑、汽車等領域，全息眼鏡都將發揮其獨一無二的作用。NASA已在使用全息眼鏡進行火星探索，通過專門開發的OnSight應用軟件，整合“好奇”號火星探測車收集掌握的數據，來構建一個虛擬的火星表面場景，以供相關天體研究人員進行研究和探索。全息眼鏡還將在人體醫學研究、房屋內部裝飾設計等方面得到廣泛應用。

礦工也瘋狂：

走出礦井轉行寫代碼

醫生可以劈柴搞建筑，工人可以寫書，為何礦工不能轉行呢？今年4月，美國最大的煤礦開采企業皮博迪能源公司申請破產時，大多數媒體報道擔心煤礦工人有可能淪為低收入或貧困階層。但是礦工羅斯提·賈斯蒂斯認為這一擔心過于荒謬，他打算改變人們對于礦工的刻板印象。

賈斯蒂斯和合伙人林恩·帕里什成立了一家名叫Bit Source的公司，目標是雇傭失業的礦工，并教他們寫代碼。2014年底，他們發出招聘10名程序員的啟事，接受培訓期間，將利用政府獎金來支付他們的工資，目前已有900人申請了這一崗位。最早的10名學生已經通過了一個為期22周的項目。該公司已簽訂了6單合同，計劃今年盈利，這個速度比很多技術初創企業還要快。

主動制動系統：

火車在危情下能自動剎車

2015年5月發生在費城北部的美國鐵路公司火車碰撞事故，或許讓很多人第一次聽說火車主動制動系統（PTC）。該系統利用內置于軌道上的傳感器來控制火車。但是為了應用這一系統，美國鐵路公司和國會用了近10年的時間協商，問題就在于：重建美國鐵路公司的基礎設施所需的時間和金錢超出了國會的預期。

直到今年，美國鐵路公司開始對鐵軌進行持續的更新換代（預計2020年完成），加州索諾瑪—馬林地區軌道交通（SMART）將成為第一條完全配備火車主動制動系統的鐵路線。SMART利用光纖網絡，可以發送脈沖到整個鐵路系統，每輛列車下面裝有脈沖轉發器，這樣一來，運營者就會對軌道上的每輛車了如指掌，并對火車的速度進行控制。如果火車在減速區60秒內沒有放慢速度，計算機會自動讓火車停止，以保證司乘人員安全。

一聽可樂的糖：

可損傷成千上萬個基因

眾所周知，糖吃多了會變胖。然而，鮮有人知的是，簡單的糖，如一聽可樂里所含的糖，同樣可以損傷成千上萬個基因，其中包括那些與阿爾茨海默氏癥、心臟病和抑郁癥有關的基因。這正是加州大學洛杉磯分校楊霞（音譯）教授和費爾南多·戈麥斯·皮尼拉今年5月的最新發現。所幸的是，他們還有一個好消息：金槍魚和鮭魚等魚類中所含的ω-3脂肪酸DHA可逆轉這一損傷。

新太陽能裝置：

讓太陽能發電更廉價

成本問題一直是太陽能發電發展路上的絆腳石。早在2011年，美國舊金山一家公司就曾對光伏發電板進行改進，通過將光伏發電板的制造原料變為可大量生產的高分子材料來降低生產成本。這些廉價的制造材料既簡化了光伏發電板的移動裝置系統，又在很大程度上削減了光伏發電板的成本。

2015年，美國加州能源委員會給予這種太陽能裝置1美元的補貼，以便大范圍安裝。通過技術與補貼雙管齊下的方式，太陽能發電板才能克服其成本上的劣勢，逐步獲得推廣，最終成為能源市場的佼佼者。

新DNA疫苗：

2018年前或遏制寨卡病毒

非洲的埃博拉疫情還沒有完全結束，美洲又出現了一種蟲媒病毒——寨卡病毒。如果不加防備和控制，這兩種病毒在全球的蔓延將會給人類帶來前所未有的災難。在寨卡疫情暴發后，針對寨卡病毒的疫苗研制工作從沒有停止過。

美國生物技術公司Inovio有望在2018年之前將控制寨卡病毒傳播的特效DNA疫苗推向市場。早在今年6月，該公司就曾聲明稱已獲得FDA批準進行人體臨床試驗，將研制出的攜帶病毒DNA的疫苗注射到人體細胞核內，以促使人體細胞產生可防止病毒滋生的蛋白質。這種新型疫苗借助微弱的病毒來攻擊人體免疫系統，使人體產生病毒抗體。其所攜帶的病毒是安全的，因為它們無法復制，也就無法傳播。

谷歌語言程序：

使計算機開始理解語境

能夠進行正常語言交流的人都能理解句子深層以及潛在的涵義，然而，作為人工智能代表的計算機卻很難做到真正理解人類語境。

谷歌最近新發布的語言程序SyntaxNet能夠像大部分八年級美國學生一樣，對句子進行有效的拆分以及圖表解釋，以便計算機能夠分析進而搜索更加準確的信息。該軟件可以對一段話中的每一個小部分進行標記，通過一種新型算法尋找這些語言中的不同關系，然后在一段語境中給這些詞語定義出它們的含義。該程序還可以在應用過程中自我學習和完善。報道稱，這個算法已近乎完美。另外，谷歌的英語插件Parsey McParseface能夠實現94%文字識別準確率，甚至比人類的文字識別準確率還要高。

去原子核電荷：

讓原子聚變過程穩定

核聚變又稱核融合，是指由質量小的原子（如氘或氚），在一定條件下（如超高溫和高壓），讓核外電子擺脫原子核的束縛，從而使得兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起，發生聚合作用，生成新的質量更重的原子（如氦）。這是一個非常復雜的過程，實驗花費也相當昂貴。美國政府每年投資大約10億美元進行核聚變研究工作，但幾乎沒有獲得什么突破性成果。

然而在沒有聯邦政府資金支持的情況下，加州的私人公司Tri Alpha Energy卻在去年克服了一個重大難題，他們了解了如何保持聚變等離子體的穩定性。

在核聚變的反應過程中，有一些問題難以解決。首先，兩個原子核都帶有正電，它們之間存在互斥性。對此，該研究團隊通過加熱兩個原子核，使其失去電負荷，從而發生聚合反應。再者就是如何保持兩個原子核在聚變時的穩定性。該研究團隊通過延長核聚變的時間，確保核聚變過程的穩定性。（記者 姜靖）

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