大神和他們的「改變未來」技術：值得你了解的 15 名偉大工程師

編者按：本文編譯自interestingengineering.com原題為15 Engineers Building the Tech of the Future的文章。

今天，我們向大家介紹15名工程師，他們有可能改變未來。這些工程師正在不知疲倦開發產品，努力將夢想變成現實。

事實上，全球有許多才華橫溢的工程師正在努力工作，我們今天只是提到其中很小的一部分。所以我們列出的名單並不詳盡，順序也沒有什麼先後。

Minjuan Zhang：讓汽車隱形

Minjuan Zhang和她領導的豐田團隊正在開發一門新技術，未來，當乘客坐進汽車，可以毫無障礙看到外面的世界。最終，工程師的目的是為未來豐田汽車穿上「隱形衣」。

Minjuan Zhang一直在豐田擔任工程師，她還是一名材料科學家，自己擁有至少50項專利。Minjuan Zhang的主要研究範圍是光與材料的反應。

2016年，研究人員取得一些有趣的進步，她創造一種新的油漆色彩，名叫「Structural Blue」。通過研究光與蝴蝶的交互作用，科學家發明一種新油漆，塗上之後，汽車擁有獨特的深藍色，2017款雷克薩斯LC 500用到了這種油漆。

Minjuan Zhang團隊正在尋找新方法，試圖讓汽車內部結構「隱形」，技術涉及到鏡頭和偏振光的使用。她解釋說：「汽車保持同樣的架構，但是我們要讓它們變得不可見，這樣做能優化駕駛員視野。」

現在該技術還是一項機密，豐田沒有對外透露過。如果成功，未來所有汽車可能都會引進。如果流行起來，會普及到所有交通工具。

Carmel Majidi：想開發自動治癒機器

Carmel Majidi是卡耐基梅隆大學的工程師、機械工程副教授，他正在研究一門新技術，可以讓機器像器官一樣自我修復。如果出現嚴重的機械故障，材料可以自我修復。

材料是由液態金屬滴組成的，它懸浮在柔軟的彈性體中。一旦受到傷害，液態金屬滴會像血液一樣破裂，然後與鄰近的液態金屬滴建立新聯繫，

Carmel解釋說：「還有一些研究人員也在開發軟電子產品，他們開發的材料也很柔軟，可以變形，但是無法抵擋機械損傷，容易發生故障。」

「我們的自愈材料功能更強，達到空前等級，製造的軟電子產品和機器可以像軟生物組織和器官一樣擁有超強適應能力。」

Zhong Lin Wang：讓衣服發電

Zhong Lin Wang是喬治亞理工學院材料科學與工程學院的評議教授，他與大學的其它研究人員一起努力，正在開發一種紡織品，可以利用人體動作發電。不只如此，新材料還可以收集太陽能，變成電能。

有了摩擦納米發電機，就可以利用人體運動發電。怎麼樣做到的？它將摩擦起電效應與靜電感覺結合，生成電力，人體的任何動作都會使織物振動，然後發電。

這種織物特別適合用在衣服上，還可以用在其它領域，同時用風和太陽能生成電力，比如製造船帆或者旗幟。

Zhong Lin Wang解釋說：「混合電力織物是一種新穎的解決方案，它可以給電子設備充電，相當簡單，風吹日晒時就能充電。」

David Hanson：開發世界首個機器人公民

知道Sophia嗎？它是一個機器人，是目前為止最先進的機器人之一。David Hanson就是開發團隊的成員。David Hanson在香港成立了Hanson Robotics公司，2015年設計機器人，然後開始製造。

在2016年3月的西南偏南藝術節上，Sophia正式亮相，隨後，它成為有史以來最知名的機器人之一。在許多方面Sophia都是革命性的，2017年，它居然獲得許可，成為沙烏地阿拉伯公民，這件事引起許多爭議。

後來，Sophia成為一名備受歡迎的演說家，主要代表企業講話，她還與許多行業的決策者面對面交流。聯合國發展計劃署曾將「聯合國創新冠軍」（United Nation Innovation Champion）這一獎項頒給Sophia。

Lucian Gheorghe：讓駕駛員與汽車融合

日產和Lucian Gheorghe博士最近披露說，他們正在開發新技術，可以讓汽車直接與駕駛員交流。研究人員開發一套裝備，能夠監測駕駛員的腦波。

未來，這種新設備可能會成為無人駕駛系統的一部分，它能實時分析各種信息，預測駕駛員的下一個意圖。日產管這種技術叫作「Brain-to-Vehicle」（簡稱B2V，意思就是讓大腦與汽車對接），它希望新技術能預測駕駛員駕駛行為，將反應時間縮短0.2-0.5秒。

根據網站的介紹，B2V還有其它一些用途，例如，它可以增強駕駛員駕駛技術，完全發揮潛力。

當汽車進入自動駕駛模式，或者啟用其它功能時，日產技術還能增強個性化，之前做不到。

一旦啟用自動駕駛模式，系統能夠模擬駕駛員的駕駛習慣（安全合法的習慣），讓駕駛變得更舒適。日產技術還處在開發階段，它正在向未來下註：未來人與機器的結合會更加緊密。

Chunyi Zhi：發電紗線

香港城市大學、深圳大學、哈工大、清華大學深圳研究生院等科研機構合作，組建一個團隊，在Chunyi Zhi 的率領下，他們正在開發一種紗線鋅離子電池，它防水，可以裁剪，可以拉伸，有著很高的性能。

當紗線拉伸、彎曲、沖洗或者裁剪時可以發電，電池的形狀像雙螺旋線，由電極和交聯聚丙烯醯胺電解液組成。

測試發現，這種材料性能優良：

——容量達到302.1 mAh?g–1，能量密度達到mWh?cm-3。

——出色的循環穩定性，循環500次之後，容量保持率約為98.5%。

測試證明，1.1米長的紗線電池可以剪成8段，編成紡織品，為100平方厘米電致發光板上的100個LED燈供電。

Chunyi Zhi說：「我們準備開發其它類型的紗線電池，功能更強，比如可以自我治癒，與太陽能電芯結合之後可以自我充電。」

Hubert Waltl與奧迪合作設計未來工廠

2017年，奧迪生產、物流董事會成員Hubert Waltl和奧迪宣布一個消息，準備為未來設計一個工廠，它就像模板一樣，公司管這個工廠叫作「智能工廠」。工廠引入許多新製造技術，如果成功，我們也許就能看清未來工廠是怎樣的。

用到了哪些新技術？比如用3D印表機列印組件，甚至包括金屬組件，用VR頭盔設計產品，用機器人在工廠運送材料。照估計，智能工廠能夠讓生產力最多提升20%。

奧迪宣稱：「在未來工廠內，大數據（創建大量數據，並讓它們以智能方式連接）可以用數據驅動製造，這種製造形式有很高的彈性和很高的效率。」

在新工廠內，生產線會向模塊組裝線轉型。奧迪決定在匈牙利Gy?r引擎工廠測試新技術。另外，還有兩個項目也會引入類似的方法。

Duong Hai Minh：用紙製造氣凝膠

許多人認為，氣凝膠（比如airloy）就是未來的超級材料。現在研究人員找到一種新方法，用回收紙提煉纖維素纖維（Cellulose Fibers），然後製造氣凝膠，用這種方法製造的氣凝膠可以降解。

新生物降解氣凝膠相比傳統氣凝膠更加便宜，更加環保，傳統產品會用到硅膠。有了這種新技術，氣凝膠未來更光明，成為必要品的潛力大增。

Duong Hai Minh與新加坡國立大學的團隊合作，設計一套簡單流程，製造新氣凝膠。在製造過程中需要用水將紙粉碎，變成纖維素。

然後還要加入聚合樹脂，這樣才能讓材料成型，擁有更強的硬度。再用高頻聲音機器將水提取，冷凍24小時。

還沒完，接下來要將材料風乾，放進烤箱，在114攝像度環境下加工3小時。最終製作的氣凝膠包含98.2%的空氣，保留絕緣特性。如果添加特定化學塗層，製造時就可以降低對水的依賴。

Seth Goldstein和Todd Mowry：可編程物質

Seth Goldstein和Todd Mowry來自卡耐基梅隆大學，他們正在推進一個名叫Claytronics的項目，試圖將納米機器人與計算機科學融合。

創意是這樣的：個體納米機器人（叫作claytronics，或者Catoms）彼此相互作用，組成更大的3D對象。這種物質屬於「可編程物質」，一旦成功，將會給世界帶來巨大影響。

新技術將會改變電信、人機交互、娛樂等產業。2005年，研究人員製作出微型圓柱狀原型產品，直徑44毫米，它們可以通過電磁引力相互作用。

最近，原型產品又取得進步，研究人員用光刻技術在薄膜上製作直徑一毫米的圓柱狀機器人。通過複雜的軟體我們可以控制模塊之間的電磁引力和排斥反應，讓微型機器人相互作用。

Sara Stabenow：開發新型燃料電池

Sara Stabenow幫助通用汽車開發燃料電池技術，給SURUS（Silent Utility Rover Universal Superstructure）使用。最終，它會變成一個彈性燃料電池電子平台，擁有自主能力，可以給軍隊使用。

SURUS 用到通用汽車、本田的Hydrotec燃料電池系統。一旦技術變得完善起來，它不會排放污染物。合資公司向項目投入巨資，2020年之前希望能將產品量產。

Sara在俄亥俄州立大學拿到了材料科學和工程學學士和碩士學位，畢業之後，她為本田美國研究院工作，後來加入通用汽車。

庫克和蘋果Daisy為電子產品回收掃清障礙

今年年初時，蘋果展示一個機器人，它可以自動回收手機，機器人名叫Daisy。機器人每小時可以拆解最多200台iPhone，從iPhone 5到iPhone 7 Plus都可以拆解。

機器人會回收手機主電路板、揚聲器、攝像頭及其它組件，裡面有一些珍貴材料。稀土供應越來越緊缺，對於蘋果及其它電子製造商來說，回收是一個完美的解決方案。

在德州Austin，有一個機器人已經開始工作，蘋果還準備在荷蘭再安裝一台。蘋果高管Lisa Jackson曾說：「在蘋果，我們不斷尋找智能解決方案，應對氣候變化，保護地球的珍貴資源。」

蘋果鼓勵用戶將舊iPhone交到蘋果專賣店，通過GiveBack項目回收。

Anastasios John Hart率領團隊幫助蘭博基尼開發自我治癒汽車

Anastasios John Hart、Stefano Domenicali和MIT其它研究人員與蘭博基尼合作，開發Terzo Millennio電動超跑。汽車用超級電容器取代標準電池，車身用到了碳納米管。

研究人員的想法是這樣的：讓汽車自我治癒，不需要人干預，汽車損傷後可以自我修復。到底如何做到的？目前還是機密，但從銷售的材料可以看出，汽車能夠自動偵測裂縫，然後修復。

汽車會用感測器偵測自我健康，用納米管填充，修復損傷。Stefano Domenicali說：「我們的研究部門與MIT合作，這是一個好機會，可以讓蘭博基尼做自己一直擅長做的事，也就是說要為超級跑車重寫規則。」

「有些事情今天只是可能，明天卻會變成現實，這點讓我們興奮，蘭博基尼必須為下一代創造夢想。」

Radhika Nagpal et al：開發人工蜂群智能技術

所謂集群機器人（Swarm Robotics）或者人工蜂群智能（Artificial Swarm Intelligence），就是讓許多簡單的物理機器人協作。就像昆蟲群體一樣，機器人會根據集群行為行動，它們會在環境中導航，與其它機器人溝通。

與分散機器人系統不同，群峰機器人會用到大量機器人，它是一個靈活的系統。Radhika Nagpal et al領導的團隊正在研究這門技術，事實上，有許多研究機構也在研究，包括哈佛。

如果能夠成功，群峰機器人就會展示巨大的潛力，影響醫療保健、軍事行業。機器人越來越小，未來，我們也許可以讓大量納米機器人以群峰的形式協調工作，在微機械、人體內執行任務。

我們還可以將群峰機器人用在採礦、農業領域，或者執行救援任務，用來救災，災難發生時有些地方人很難進入。軍隊可以讓機器人組成群體，變成自主化軍隊。

美國海軍已經做過測試，將無人駕駛船隻組成群體，它們可以控制自我，自主採取行動。船不需要人操縱，上面可以搭載各種工具，甚至可以威脅、摧毀敵艦。

Marc Raibert：開發自平衡機器人

Marc Raibert與他領導的Boston Dynamics團隊已經成為新聞關注的焦點，最近一段時間頻頻登上新聞頭條，他們開發的機器人具備動物的一些能力。例如，Boston Dynamics曾為美軍開發Atlas機器狗，它可以背起很重的物資移動，還有Wildcat機器人。

最近，公司發布一段視頻，向我們證明機器人有多敏捷，它可以完成後空翻。1992年，Marc Raibert創辦Boston Dynamics，之前曾在MIT擔任教授。自此之後，在自平衡機器人的設計和創造方面，Boston Dynamics取得巨大進步。在過去幾年裡，公司幾次易主。2013年，谷歌收購Boston Dynamics，金額不詳，2017年谷歌又將它賣給軟銀。

在過去大約10年的時間裡，3D列印技術不斷進步。Skylar Tibbits領導的團隊想為3D增加另一個緯度。

所謂4D技術，就是說當我們用3D列印技術列印對象之後，隨著時間的推移材料會改變。它是一種可編程材料，根據環境、條件的不同，列印材料會有不同的反應。

4D列印是以立體光刻作為基礎的，當列印流程完成之後，再用紫外光處理層材料。

編譯組出品。編輯：郝鵬程

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