大神和他们的“改变未来”技术：值得你了解的 15 名伟大工程师

编者按：本文编译自interestingengineering.com原题为15 Engineers Building the Tech of the Future的文章。

今天，我们向大家介绍15名工程师，他们有可能改变未来。这些工程师正在不知疲倦开发产品，努力将梦想变成现实。

事实上，全球有许多才华横溢的工程师正在努力工作，我们今天只是提到其中很小的一部分。所以我们列出的名单并不详尽，顺序也没有什么先后。

Minjuan Zhang：让汽车隐形

Minjuan Zhang和她领导的丰田团队正在开发一门新技术，未来，当乘客坐进汽车，可以毫无障碍看到外面的世界。最终，工程师的目的是为未来丰田汽车穿上“隐形衣”。

Minjuan Zhang一直在丰田担任工程师，她还是一名材料科学家，自己拥有至少50项专利。Minjuan Zhang的主要研究范围是光与材料的反应。

2016年，研究人员取得一些有趣的进步，她创造一种新的油漆色彩，名叫“Structural Blue”。通过研究光与蝴蝶的交互作用，科学家发明一种新油漆，涂上之后，汽车拥有独特的深蓝色，2017款雷克萨斯LC 500用到了这种油漆。

Minjuan Zhang团队正在寻找新方法，试图让汽车内部结构“隐形”，技术涉及到镜头和偏振光的使用。她解释说：“汽车保持同样的架构，但是我们要让它们变得不可见，这样做能优化驾驶员视野。”

现在该技术还是一项机密，丰田没有对外透露过。如果成功，未来所有汽车可能都会引进。如果流行起来，会普及到所有交通工具。

Carmel Majidi：想开发自动治愈机器

Carmel Majidi是卡耐基梅隆大学的工程师、机械工程副教授，他正在研究一门新技术，可以让机器像器官一样自我修复。如果出现严重的机械故障，材料可以自我修复。

材料是由液态金属滴组成的，它悬浮在柔软的弹性体中。一旦受到伤害，液态金属滴会像血液一样破裂，然后与邻近的液态金属滴建立新联系，

Carmel解释说：“还有一些研究人员也在开发软电子产品，他们开发的材料也很柔软，可以变形，但是无法抵挡机械损伤，容易发生故障。”

“我们的自愈材料功能更强，达到空前等级，制造的软电子产品和机器可以像软生物组织和器官一样拥有超强适应能力。”

Zhong Lin Wang：让衣服发电

Zhong Lin Wang是佐治亚理工学院材料科学与工程学院的评议教授，他与大学的其它研究人员一起努力，正在开发一种纺织品，可以利用人体动作发电。不只如此，新材料还可以收集太阳能，变成电能。

有了摩擦纳米发电机，就可以利用人体运动发电。怎么样做到的？它将摩擦起电效应与静电感觉结合，生成电力，人体的任何动作都会使织物振动，然后发电。

这种织物特别适合用在衣服上，还可以用在其它领域，同时用风和太阳能生成电力，比如制造船帆或者旗帜。

Zhong Lin Wang解释说：“混合电力织物是一种新颖的解决方案，它可以给电子设备充电，相当简单，风吹日晒时就能充电。”

David Hanson：开发世界首个机器人公民

知道Sophia吗？它是一个机器人，是目前为止最先进的机器人之一。David Hanson就是开发团队的成员。David Hanson在香港成立了Hanson Robotics公司，2015年设计机器人，然后开始制造。

在2016年3月的西南偏南艺术节上，Sophia正式亮相，随后，它成为有史以来最知名的机器人之一。在许多方面Sophia都是革命性的，2017年，它居然获得许可，成为沙特阿拉伯公民，这件事引起许多争议。

后来，Sophia成为一名备受欢迎的演说家，主要代表企业讲话，她还与许多行业的决策者面对面交流。联合国发展计划署曾将“联合国创新冠军”（United Nation Innovation Champion）这一奖项颁给Sophia。

Lucian Gheorghe：让驾驶员与汽车融合

日产和Lucian Gheorghe博士最近披露说，他们正在开发新技术，可以让汽车直接与驾驶员交流。研究人员开发一套装备，能够监测驾驶员的脑波。

未来，这种新设备可能会成为无人驾驶系统的一部分，它能实时分析各种信息，预测驾驶员的下一个意图。日产管这种技术叫作“Brain-to-Vehicle”（简称B2V，意思就是让大脑与汽车对接），它希望新技术能预测驾驶员驾驶行为，将反应时间缩短0.2-0.5秒。

根据网站的介绍，B2V还有其它一些用途，例如，它可以增强驾驶员驾驶技术，完全发挥潜力。

当汽车进入自动驾驶模式，或者启用其它功能时，日产技术还能增强个性化，之前做不到。

一旦启用自动驾驶模式，系统能够模拟驾驶员的驾驶习惯（安全合法的习惯），让驾驶变得更舒适。日产技术还处在开发阶段，它正在向未来下注：未来人与机器的结合会更加紧密。

Chunyi Zhi：发电纱线

香港城市大学、深圳大学、哈工大、清华大学深圳研究生院等科研机构合作，组建一个团队，在Chunyi Zhi 的率领下，他们正在开发一种纱线锌离子电池，它防水，可以裁剪，可以拉伸，有着很高的性能。

当纱线拉伸、弯曲、冲洗或者裁剪时可以发电，电池的形状像双螺旋线，由电极和交联聚丙烯酰胺电解液组成。

测试发现，这种材料性能优良：

——容量达到302.1 mAh•g–1，能量密度达到mWh•cm-3。

——出色的循环稳定性，循环500次之后，容量保持率约为98.5%。

测试证明，1.1米长的纱线电池可以剪成8段，编成纺织品，为100平方厘米电致发光板上的100个LED灯供电。

Chunyi Zhi说：“我们准备开发其它类型的纱线电池，功能更强，比如可以自我治愈，与太阳能电芯结合之后可以自我充电。”

Hubert Waltl与奥迪合作设计未来工厂

2017年，奥迪生产、物流董事会成员Hubert Waltl和奥迪宣布一个消息，准备为未来设计一个工厂，它就像模板一样，公司管这个工厂叫作“智能工厂”。工厂引入许多新制造技术，如果成功，我们也许就能看清未来工厂是怎样的。

用到了哪些新技术？比如用3D打印机打印组件，甚至包括金属组件，用VR头盔设计产品，用机器人在工厂运送材料。照估计，智能工厂能够让生产力最多提升20%。

奥迪宣称：“在未来工厂内，大数据（创建大量数据，并让它们以智能方式连接）可以用数据驱动制造，这种制造形式有很高的弹性和很高的效率。”

在新工厂内，生产线会向模块组装线转型。奥迪决定在匈牙利Győr引擎工厂测试新技术。另外，还有两个项目也会引入类似的方法。

Duong Hai Minh：用纸制造气凝胶

许多人认为，气凝胶（比如airloy）就是未来的超级材料。现在研究人员找到一种新方法，用回收纸提炼纤维素纤维（Cellulose Fibers），然后制造气凝胶，用这种方法制造的气凝胶可以降解。

新生物降解气凝胶相比传统气凝胶更加便宜，更加环保，传统产品会用到硅胶。有了这种新技术，气凝胶未来更光明，成为必要品的潜力大增。

Duong Hai Minh与新加坡国立大学的团队合作，设计一套简单流程，制造新气凝胶。在制造过程中需要用水将纸粉碎，变成纤维素。

然后还要加入聚合树脂，这样才能让材料成型，拥有更强的硬度。再用高频声音机器将水提取，冷冻24小时。

还没完，接下来要将材料风干，放进烤箱，在114摄像度环境下加工3小时。最终制作的气凝胶包含98.2%的空气，保留绝缘特性。如果添加特定化学涂层，制造时就可以降低对水的依赖。

Seth Goldstein和Todd Mowry：可编程物质

Seth Goldstein和Todd Mowry来自卡耐基梅隆大学，他们正在推进一个名叫Claytronics的项目，试图将纳米机器人与计算机科学融合。

创意是这样的：个体纳米机器人（叫作claytronics，或者Catoms）彼此相互作用，组成更大的3D对象。这种物质属于“可编程物质”，一旦成功，将会给世界带来巨大影响。

新技术将会改变电信、人机交互、娱乐等产业。2005年，研究人员制作出微型圆柱状原型产品，直径44毫米，它们可以通过电磁引力相互作用。

最近，原型产品又取得进步，研究人员用光刻技术在薄膜上制作直径一毫米的圆柱状机器人。通过复杂的软件我们可以控制模块之间的电磁引力和排斥反应，让微型机器人相互作用。

Sara Stabenow：开发新型燃料电池

Sara Stabenow帮助通用汽车开发燃料电池技术，给SURUS（Silent Utility Rover Universal Superstructure）使用。最终，它会变成一个弹性燃料电池电子平台，拥有自主能力，可以给军队使用。

SURUS 用到通用汽车、本田的Hydrotec燃料电池系统。一旦技术变得完善起来，它不会排放污染物。合资公司向项目投入巨资，2020年之前希望能将产品量产。

Sara在俄亥俄州立大学拿到了材料科学和工程学学士和硕士学位，毕业之后，她为本田美国研究院工作，后来加入通用汽车。

库克和苹果Daisy为电子产品回收扫清障碍

今年年初时，苹果展示一个机器人，它可以自动回收手机，机器人名叫Daisy。机器人每小时可以拆解最多200台iPhone，从iPhone 5到iPhone 7 Plus都可以拆解。

机器人会回收手机主电路板、扬声器、摄像头及其它组件，里面有一些珍贵材料。稀土供应越来越紧缺，对于苹果及其它电子制造商来说，回收是一个完美的解决方案。

在德州Austin，有一个机器人已经开始工作，苹果还准备在荷兰再安装一台。苹果高管Lisa Jackson曾说：“在苹果，我们不断寻找智能解决方案，应对气候变化，保护地球的珍贵资源。”

苹果鼓励用户将旧iPhone交到苹果专卖店，通过GiveBack项目回收。

Anastasios John Hart率领团队帮助兰博基尼开发自我治愈汽车

Anastasios John Hart、Stefano Domenicali和MIT其它研究人员与兰博基尼合作，开发Terzo Millennio电动超跑。汽车用超级电容器取代标准电池，车身用到了碳纳米管。

研究人员的想法是这样的：让汽车自我治愈，不需要人干预，汽车损伤后可以自我修复。到底如何做到的？目前还是机密，但从销售的材料可以看出，汽车能够自动侦测裂缝，然后修复。

汽车会用传感器侦测自我健康，用纳米管填充，修复损伤。Stefano Domenicali说：“我们的研究部门与MIT合作，这是一个好机会，可以让兰博基尼做自己一直擅长做的事，也就是说要为超级跑车重写规则。”

“有些事情今天只是可能，明天却会变成现实，这点让我们兴奋，兰博基尼必须为下一代创造梦想。”

Radhika Nagpal et al：开发人工蜂群智能技术

所谓集群机器人（Swarm Robotics）或者人工蜂群智能（Artificial Swarm Intelligence），就是让许多简单的物理机器人协作。就像昆虫群体一样，机器人会根据集群行为行动，它们会在环境中导航，与其它机器人沟通。

与分散机器人系统不同，群峰机器人会用到大量机器人，它是一个灵活的系统。Radhika Nagpal et al领导的团队正在研究这门技术，事实上，有许多研究机构也在研究，包括哈佛。

如果能够成功，群峰机器人就会展示巨大的潜力，影响医疗保健、军事行业。机器人越来越小，未来，我们也许可以让大量纳米机器人以群峰的形式协调工作，在微机械、人体内执行任务。

我们还可以将群峰机器人用在采矿、农业领域，或者执行救援任务，用来救灾，灾难发生时有些地方人很难进入。军队可以让机器人组成群体，变成自主化军队。

美国海军已经做过测试，将无人驾驶船只组成群体，它们可以控制自我，自主采取行动。船不需要人操纵，上面可以搭载各种工具，甚至可以威胁、摧毁敌舰。

Marc Raibert：开发自平衡机器人

Marc Raibert与他领导的Boston Dynamics团队已经成为新闻关注的焦点，最近一段时间频频登上新闻头条，他们开发的机器人具备动物的一些能力。例如，Boston Dynamics曾为美军开发Atlas机器狗，它可以背起很重的物资移动，还有Wildcat机器人。

最近，公司发布一段视频，向我们证明机器人有多敏捷，它可以完成后空翻。1992年，Marc Raibert创办Boston Dynamics，之前曾在MIT担任教授。自此之后，在自平衡机器人的设计和创造方面，Boston Dynamics取得巨大进步。在过去几年里，公司几次易主。2013年，谷歌收购Boston Dynamics，金额不详，2017年谷歌又将它卖给软银。

在过去大约10年的时间里，3D打印技术不断进步。Skylar Tibbits领导的团队想为3D增加另一个纬度。

所谓4D技术，就是说当我们用3D打印技术打印对象之后，随着时间的推移材料会改变。它是一种可编程材料，根据环境、条件的不同，打印材料会有不同的反应。

4D打印是以立体光刻作为基础的，当打印流程完成之后，再用紫外光处理层材料。

编译组出品。编辑：郝鹏程

本文翻译自 interestingengineering.com，原文链接