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创想者的夏天:生物打印、电动飞机和万物互联

转载 2019-08-13 08:19:00

来源:品玩 王鑫

SEED AWARD 2019(实地集团主办的全球智慧生活创想者大奖),于8月21日在广州举办亚太区复选,又一批怀揣着理想的年轻人即将走上台前。

7月19日,美国硅谷,SEED AWARD北美复选落下帷幕,台下的评审来是自各科技创新领域的顶尖专家,如NASA前沿发展实验室深度学习委员会的Gregory Renard、Synapse物联网业务总监Heather Brundage、Google搜索领域产品总监Elliott Ng以及数据库建模与分析竞赛平台Kaggle的创始人Ben Hamner。

随着人工智能、物联网、生物科技等新技术的兴起,人类对未来的期待正在发生着不小的变化,在这紧张而有限的2个多小时中,演讲者们带来了可以缓解疼痛的可穿戴设备、生物打印、无人驾驶、IoT设备、电动飞机以及让手机变成物联网基站等前沿技术项目。

这是一群着眼未来的创想者,也是脚踏实地的行动派,讲述的每一个具备可操作性的“奇思妙想”背后都是由日以继夜的探究实验和一支“聪明”的团队来支撑的,为的就是将这些前沿科技应用到我们的日常生活当中去。

“动力革命”起飞了

100多年前,人们看到了“动力飞行”的曙光,随后喷气式飞机诞生,这改变了人们观察世界的角度和与之互动的方式,也为全球带来了新的经济和业务,如果说我们正在进入一次新的动力革命,那么它很可能是用电的,无论是电气化还是电动化,就像今天的汽车。

Kevin Noertker
Kevin Noertker

电动飞机的好处可能比电动汽车更加直接,Ampaire首席执行官Kevin Noertker表示,电动飞机可以减少70%-90%的燃料费用,即使在混合动力(非纯电)的情况下也可以节省50%的能源成本。

而由于电动机比内燃机的构造简单的多,他的维护成本也会更低,Kevin Noertker说,“我们使用的电动机只有一个运动部件,而内燃机有成百上千个运动部件。因此它也有可能做到更可靠,维护成本能够降低50%。”

另外,通过清洁的充电网,电动飞机还能获得非常低的排放,并且起飞着陆可以超静音。

据了解,电动飞机将不会比它们所替代的燃烧飞机更贵,据PingWest品玩了解,目前Ampaire第一架飞机的基本型大约可以用60万美元买到,这比在市场上买一架新的混合动力飞机还便宜。

今年6月,Ampaire宣布其Ampaire 337飞机已成功进行试飞,该飞机是有史以来最大的混合动力推进飞机,它是基于6座塞斯纳337空中大师 (Skymaster)改装,搭载Ampaire自主研发的电动推进系统。

这种做法像极了当年的特斯拉(Tesla),通过推出电动化跑车吸引人们注意,“这是我们在Ampaire采取的方法,就像特斯拉一样,我们将扩展到更大的产品,我们希望遵循类似的轨迹。”Kevin Noertker说。

即使电动飞机的诞生预示着一次激动人心的革命,但它仍将面临与电动汽车一样的难题,其中最大的一个限制就是续航能力,还远远无法达到燃油的水准。

Kevin Noertker告诉PingWest品玩,“我们现在的混合动力飞机使用了当前的电池技术,飞机航程为200英里,续航时间为两小时,虽然电动飞机没有混合动力飞机飞的远,但我们相信,全电动飞机将很快在短期内被用于100英里的飞行,在未来10年内将被用于500英里的飞行。”

目前Ampaire已与夏威夷一家航空公司Mokulele Airlines合作,在对方的航线上试飞他们改装的电动飞机,15分钟的航班,每天往返两次,这些首飞航班只用于市场研究和试验,尚未搭载游客。

Kevin Noertker认为,航空公司转投电动飞机之后,除了成本降低,也可以获得更高的利润,而由于污染的原因,在很多地区机场被认为是负担,而不是资产,改用电力将减轻这些痛苦,并有助于提升数千个过去不那么经济的目的地,从而提升一些城市的价值和效益。

此外,SEED AWARD是来自中国的一个创新平台,提供了他们接触中国市场的机会,这也是吸引Ampaire的主要原因之一,Kevin Noertker在采访中提到,在美国市场之外,中国的电动飞机市场机会巨大。新开放的商业空域以及中国不断增长的通用航空、私人航空和商务航空市场,为我们的产品的应用提供了巨大的机遇。

当心脏和食物都能被打印

比起已经无限接近商业化阶段的Ampaire,这个3D打印团队更像是一群活在实验室的人,就像《生活大爆炸》里面的Sheldon和Lenord,不过他们大多来自加州大学伯克利分校。

今年4月,以色列特拉维夫大学的一个研究团队宣布他们通过人类细胞成功打印出世界上第一个人造心脏,那个视频也在网络流传甚广,虽然这颗心脏功能健全,但我们都知道这颗心脏无法使用在人类身上,因为它体积实在太小了,而如果打印大型器官,那么受限于生物3D打印的速度,将面临细胞恶化变质等诸多问题。

由加州大学伯克利分校的研究人员开发的新型3D打印设备可以帮助制造商克服这个障碍,为了最大限度地减少三维打印制造器官时的细胞死亡,研究人员开发了一种采用生物打印并行化的技术,多台打印机并行,生成二维组织层,然后逐层沉积这些2D层以形成3D结构。

为了克服3D制造器官储存问题,研究人员利用冷冻保存细胞的方法,让每个2D层在融合成3D结构后立即被冻结。由于冷冻过程是由2D细胞层构成的,因此可以在最佳条件和组成下冷冻细胞,以使细胞层在冷冻后存活。目前描述这项工作的论文最近发表在Journal of Medical Devices上。

Boris Rubinsky
Boris Rubinsky

这篇论文的作者之一Boris Rubinsky告诉PingWest品玩,“传统的3D打印是一层一层打印物体。这种技术的缺点是它是一个线性过程,一次只能打印一个对象。我们的想法是通过2D打印在不同的站点上,并将它们组装在一个站点上。这使得3D打印并行,因而无需等待其他层的打印。通过实验和计算表明,该技术可使每立方米产品的大规模生产时间缩短数千小时。”

实际上,从2D层制作3D对象的概念并不新鲜,它被称为“分层物体制造”(LOM)。虽然由于材料不同而使得整个组装过程完全不是一回事,但更重要的是如何储存这些2D组织。

Boris Rubinsky表示,“我们发明了一种方法,可以精确地冷冻它们,使它们处于细胞生存或最佳食物质量的最佳条件,因为它们是一层一层地组装起来的。冰冻使一层与另一层结合在一起,就像孩子们在冬天舔一根金属柱子一样。我们还设计了一些最佳的添加剂,以保持融化后的冻结结构。”

即使理论上可以解决活体打印的瓶颈,但受制于器官的特殊性,该团队还是先从开发食品的应用开始,Boris Rubinsky认为利用现有技术在食物领域可以产生更直接的影响。

“我们正在使用这项技术为病人,特别是吞咽困难的人、癌症患者和老年人制作高质量的食物。目前已经开发了原型,并通过食品制造商的测试,具有良好的评价。在食品工业中,我们还可以把被浪费的食物制成高质量的冷冻食品,用于微波晚餐,从而节省了世界上三分之一被浪费的食物,这个市场巨大。”Boris Rubinsky说。

关于咀嚼和吞咽困难问题,将进一步影响患者的健康,因为病人可以吃的食物看起来或尝起来可能完全没有食欲。Boris Rubinsky表示,“我们已经通过一项技术发明了一种牛排,它的质地和外观都像真正的牛排,但咀嚼时它会在嘴里融化。”

鼓励创新,也要看市场前景和应用价值

据了解,SEED AWARD的复选评分机制中,项目的科技创新能力有着45%的权重,市场前景和社会意义分别占到了20%,意在鼓励创想者用科技创新改变现实生活。

Elliott表示,硅谷有很多创新竞赛,但SEED AWARD的不同之处在于,它不仅重视创想者作品的市场潜力,还重视作品的社会影响,这在硅谷的同类竞赛中并不常见。

最终,北美赛区TOP3晋级总决选的是缓解疼痛的可穿戴设备Sana Health、研发电动飞机技术的Ampaire以及将手机变成物联网基站的Nodle。显然生物3D打印等优秀项目受制于应用价值和商业化前景暂不明朗而没能晋级,但表现依然亮眼。

其中,Sana是一款能调节神经的可穿戴设备,通过内置的HRV传感器触发特定的声音和视觉刺激,引导用户在十分钟内进入放松状态,进而对大脑进行痛觉干扰,化解了病症带来的疼痛感。目前Sana Health已经向美国食品及药物管理局提交了针对纤维肌痛的突破性医疗器械的申请,预计将在2019年10月正式面世。

而Nodle提出了快速、低成本的物联网系统,将手机变成物联网基站,为物体定位、室外物联网终端、智能手表、健康追踪装置和家用装置提供了完美的解决方案。对于即将到来的5G和IoT时代,Nodle给出了低成本建设物联网系统的可行方案,只需要随身携带智能手机,就可以在任何角落进入IoT时代。

据实地工作人员介绍,亚洲复选当日,将选出前三名,与北美赛区和欧洲赛区的创想者们争夺SEED AWARD大奖——百万现金大奖。

大奖将于10月在深圳举办的全球总决选中,由跨界领域专家组成的现场评审团选出,除了SEED AWARD大奖之外,还将选出三个卓跃奖获得者。


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