你所知道的最黑的黑科技是什么？ 第1页

最近，明尼苏达大学的研究者实现了世界第一个非植入性人脑意识控制机械手臂。通过佩戴EEG脑电帽，参与者的大脑运动皮层可以被电脑直接感知，这时人想象自己“拿”架子上的东西，可以成功控制机械手臂在三维空间中取到随机摆放的物体，准确率达到70~80%。 相信很快，我们就可以买到控制自家机械手臂的小帽子了。

视频在这里：

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记忆，抑郁，强迫症，上瘾，睡眠，衰老，意识，专注力，发育，冥想，精神病，迷幻药，智商 ，情商

EmDrive

之前一直被嘲笑民科，直到2016年11月NASA发表一部论文"Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum"刊登于美国航空航天学会（AIAA）旗下的期刊《推进与动力》（Journal of Propulsion and Power）

论文链接：

论文显示 EmDrive 在没有燃料的情况下确实能产生推进力：每千瓦 1.2 毫牛。

每千瓦 1.2 毫牛的力，这是个什么概念？超强悍的霍尔推进器（Hall Thruster）每千瓦产生 60 毫牛力，这当然比 EmDrive 高出不少，但关键在于：霍尔推进器是需要燃料的，燃料的重量会抵消掉很多的推进力，而 EmDrive 十分神奇地并不需要任何燃料，只需要太阳能给其供电，它自身一个空空的锥型腔体，凡是有阳光的地方，能自行产生力。

这就是传说中的“无工质发动机”！

原型机

另外，论文中表示，“每千瓦 1.2 毫牛”的这个数据还并不是他们优化的结果，因为他们这次实验目的就是为了验证“是否”能产生推力，并没有进一步探索其究竟能产生“多少”力。所以EmDrive 仍然具有很大的潜力。

EmDrive的全称是Electromagnetic Drive (电磁驱动)，其核心部件是一个特殊形状的微波共振腔体，里面不断跳跃的微波给航天器提供推力，而太阳能可以提供电力来维持微波。

是由英国科学家Roger Shawyer于2000年开始设想的。

Roger Shawyer称其为"没有排气装置的火箭引擎"。这意味着，它是一个没有燃料的火箭引擎。

要知道目前所有火箭都是需要燃料的，燃料总有烧完一天，无法做到真正的深空探索。

太阳能加上EmDrive，就可以在外层空间慢慢地累积速度，最后达到极快速度飞至外星球。

然而在NASA发文之前，Roger Shawyer一直被学术圈排斥，主流学术圈认为他痴心妄想，是个科幻家。他在2003年进行了实验，并称实验结果显示产生了微小的16毫牛的推进力，相当于2颗花生的重量。由于自己没有条件能发表让同行可以审议的学术论文，最主要是他并不能解释这个原理如何产生的，所以这项发明并没有受到重视。

2006年，一个名叫Guido Fetta的美国工程师仿照EmDrive制作出来一台原型机，名为“Cannae Drive”，他同样没有发表论文。

直到2011年我国西北工业学航天学院杨涓教授带领团队成功做出原型机并发表。中文论文公布测试结果：2.5千瓦的电量产生了720毫牛（约72克）的推进力。有人将杨涓的论文翻译成了英文，这才在国际媒体和学术圈流传来。

杨涓介绍：

论文链接

或许是因为看了中国的研究，美国NASA开始感兴趣，2013年8月，NASA有一个专注于推进器装置的研究团队，叫做“ Eagleworks”，他们在德克萨斯州的林顿·约翰逊太空中心（Lyndon B. Johnson Space Center）对两台 Cannae Drive进行了为期8天的实验，并于2014年6月4日，将实验结果以论文的形式在美国航空航天学会（AIAA）第50届联合推进大会上发表。实验数据显示，在28瓦的电力的刺激下，产生了30-50微牛（1毫牛=1000微牛）的推力。

至此主流学术圈开始认真眼光去看EmDrive。

而Shawyer本人也开始有机会在2014年10月的多伦多航天会议上发表演讲并发表论文。

我这里只是抛砖引玉，希望感兴趣的朋友能继续关注EmDrive，也同时推荐一篇我多次引用的中文报道：

最后附上EmDrive官方网站，说实话光看页面真的很简陋…

http:// emdrive.com

更新一个国外网友做的原型机，动手能力强有兴趣的可以自己做个试试。

https:// m.youtube.com/watch? v=KAMttfMC8PI

文章引用

〔1〕cnbeta原标题“NASA关于EmDrive最新论文发布 人类或将进入全新能源时代”

〔2〕

油车已死，电车当立？

相信关注汽车行业的小伙伴最近都被特斯拉的发布会刷屏了吧，在发布会上马斯克先是发布了电动重卡SEMI，在以出色的数据征服了众人之后，又拿出了「one more thing」——roadster2，惊掉一地眼球。

Roadster2的性能可以用残暴来形容，搭载3台电机，200KWh电池组，轮上扭矩高达10000N·m，而1.9秒的0-96km/h的加速成绩，超过400km/h的极速表现，以及长达620英里（992公里）的高速续航里程，似乎都在向传统超跑宣告：电动的时代来了！

相比之前的model s，roadster2在性能方面可以说是更进一步，可能是得益于全新的21700电芯能量密度更高的优势，无论是加速还是续航都更强于之前最强的p100d系列，也更甩远了那些动辄二三百公里就要回家充电的对手。

可以说现在直到roadster2开始交付2020年之内，传统燃油车在性能上基本没有超过roadster2的可能，要知道号称最快量产车的布加迪Chiron，0-60mph的加速也需要2.4s的时间，比roadster2足足多出了半秒！

再说说semi，虽然发布至今争议不断，但是semi确实称得上是一个划时代的产品。

作为一款全电动半挂式卡车，semi的性能非常强大，0-60MPH只需要5秒钟，就算semi在满载的情况下加速至96MPH也只需要不到20秒。那传统重卡呢？一般的传统重卡空载加速0-60MPH就要花掉15秒时间......而满载之后的加速，只能用遥遥无期来形容。

而大家最关心的电动车续航问题在semi 500英里（约800公里）的续航里程下也显得不再那么刺眼，再加上更加高效的Megacharger，充电30分钟就能行驶400英里（约650公里），一举解决了电动车在长途运输任务中最大的痛点。

随着各国环保法规标准的不断提高，全世界范围内研制电动汽车的厂家越来越多，但是为什么特斯拉每次都能够拔得头筹呢？这主要要归功于特斯拉强大的电池管理系统（BMS）。

电池管理系统（Battery Management System）的主要用途在于保证电池组在安全区间内工作、为车辆控制提供必要的信息，对异常及时响应处理，根据温度、电池状态及车辆工况需求对电池的充放电功率等参数进行调节。BMS的主要功能有电池参数检测、电池状态评估、再现故障诊断，充放电控制、热管理等。

而特斯拉的电池管理系统达到了什么样的水平呢？依然以model s为例（model3和roadster2可能采用的21700电池现在还没有曝光），model s的电池组重达900公斤，如果将其拆开你就会发现它是由7104颗18650电池组成，这些电池被分为16组电池组互相串联，而每个电池组又由444节锂电池并联而成！整个电池组容量为85KWh，能输出400V直流电。也许这么说大家没有概念，那么换种说法，整个电池组的容量为85度电，足够普通家庭使用一个月！

将电池成组使用并不只有增大容量、电压这些正向的意义，还会带来诸如不一致性(单芯端电压，单芯内阻，单芯自放电率，单芯容量等等参数的不同)这种负面影响，所以在成组使用是必须要对电池组进行均衡，才不至于损坏电池组，而这就是BMS的主要工作。在对电池的电压、温度等参数进行监控的同时，还要均衡电池组，同时还要为车辆控制提供信息，其实现难度可想而知，所以才说电池管理系统才是特斯拉真正的『黑科技』

现在的特斯拉之于汽车行业就如同当年苹果之于手机界，正在不知不觉的改变着人们的生活。

发动机里喷水？

还记得去年宝马发布的M4GTS么？我们今天要说的不是它强劲的动力，而是其上搭载的“黑科技”——水喷射系统

发动机自从诞生起，其工作原理就没有什么太大的变革，就是靠汽油、柴油、天然气在气缸内的燃烧膨胀气体推动活塞，将热能转化为机械能。那么向气缸里喷点水会发生什么呢？宝马的工程师们还真就这么做了！（其实水/酒精喷射系统在改装车领域还是经常用到的，但是搭载在量产车上还是非常少有）

先来说说这套系统的原理，这套水喷射系统会将储水箱中的水以高压水雾的状态喷入进气歧管之中，由于涡轮增压发动机的进气歧管中有着大量高压吸入的高温发动机废气，高压水雾遇到高温后会汽化蒸发，并迅速带走热量，经由水雾冷却的空气温度会更低，同时因为热胀冷缩的缘故密度会更大。

看到这里小伙伴们肯定要说啦，原理我都懂，可是为什么要往发动机里喷水啊？那我们就再来说说喷水到底有什么好处。上面说过。水喷射系统可以降低进气歧管中的空气温度，由于温度更低，所以空气的密度就会更大，空气的密度大说明什么？单位体积的氧含量更高！氧气是做什么的来着？没错，助燃！所以由于氧气浓度的提升，气缸内的油气混合物燃烧也会更加充分， 这对于节能减排也是有非常大的意义的。其次由于缸内油气混合物温度也会因为空气的温度而相对较低，使得高压缩比成为可能，从而允许更高的涡轮增压压力，也就意味着可以输出更强的动力。而且相对低油气混合物温度还对发动机爆震有着缓解作用，可谓一举三得。

倒车好像玩游戏

想必大家对倒车影像都不陌生吧，这项功能自诞生起就为无数新老司机提供了非常大的便利，但是倒车影像毕竟还是有它的局限性和视野盲区，于是，全景倒车影像诞生了！

全景倒车影像的原理主要是通过安装在车身前后左右的广角摄像头录制周围的路况，再通过主机中的图像处理系统对所有摄像头拍摄的图像进行矫正和拼接，还原出车身周围的真实图像，以此给驾驶员一个『上帝视角』，完美的解决了倒车时的视角盲区问题。

大家可能会很好奇这是如何实现的，为什么几张不同角度拍摄的图像能够自动拼接成一个完整的俯视图呢？车身四周处于不同的光照条件又是如何平衡从而不对拼接后的图像造成影响呢？这其实都是基于一些复杂而又精妙的算法和技术的。

我们就来简单说说图片拼接的工作流程

1. 首先要进行的是特征点匹配，找到多张图像中相同的部分，进行重叠匹配定位。
2. 然后是进行图片匹配，将第一步中找到的特征点进行连接，计算图像的几何变换。
3. 随后就要开始针对全景图进行矫正了，因为四个摄像头在拍摄时并不处在同一个水平线上，并且存在不同程度的倾斜，这一步主要就是将各个摄像头所捕捉到的图像进行矫正。
4. 最后再对图像的光照和色调进行统一的平衡，同时将生成好的俯视图传输到中控屏幕上呈献给驾驶者。

如果怕俯视图会影响对细节的观察，还可以通过切换画面在显示器中选择其他方向独立的视图。这就保障了在倒车时可以兼顾多个方向的情况，再辅以雷达测距，倒车入位的难度大大降低。

行车安全的贴身保镖

安全系统可以说是各家车企不遗余力去开发的系统之一，从最早的安全带、安全气囊，到今天层出不穷的主被动安全系统，可以说车企为了乘员安全操碎了心。

在汽车安全系统领域，沃尔沃的City Safety（城市安全系统）一直是业界典范，有数据统计表明，75％的追尾事故都发生在大约30km/h的速度下，而沃尔沃的这套城市安全系统则正是针对这类事故研发的：当车辆的速度达到30km/h时，这套系统就会自动启动，通过前风挡上的光学雷达系统监视交通状况，尤其是车头前6米内的情况。当前车刹车或者路上有其它障碍物的时候，这套系统会提前在刹车系统上加力，以帮助缩短刹车距离，如果距离障碍物已经很近，这套系统会自动紧急刹车而无需驾驶员的操作；在紧急情况下它还可以通过调整方向盘，来改变车辆行驶路径，以避开障碍物。

据沃尔沃表示，该系统的分析计算速度达到每秒50次，可以根据距离和车速等方面准确的分析出能够避免事故发生的刹车时机。

根据沃尔沃在瑞典进行的研究表示，安装了沃尔沃最新碰撞预警和自动刹车系统的车型，发生车尾部正面碰撞事故的几率下降了45%！

这还不够，在全新的xc60上，沃尔沃对这套系统进行了进一步的升级，增加了“紧急避让辅助功能”、“相向来车自动避让功能”和“带自动转向盲点监测功能”

紧急避让辅助功能（City Safety with Steering Support）

按照沃尔沃官方的描述，当车辆行驶速度处于50-100公里/小时区间时，如果前方发生突发状况、驾驶员需要转向避让，“紧急避让辅助功能”就会启动，帮助驾驶员增加转向力，以避免事故的发生。可以识别出的障碍物包括其他车辆，行人或者是大型动物！

相向来车自动避让功能（Oncoming Lane Mitigation）

当车速处于60-140 km/h的区间内时，如果驾驶员无意中偏离车道，同时对向车道有车迎面驶来的话，这套系统会自动会开启，提供自动转向辅助，使车辆驶回自己的车道，避免事故发生。

带自动转向盲点监测功能（BLIS with Steer Assist）

相比上面说到的想象来车自动避让功能，这套系统就更加强大了，从本质上已经从之前的被动升级变为主动反应。当车速处于60-140 km/h区间时，如果驾驶员在并线或无意中偏离车道的过程中后视镜盲区有车辆驶来，系统除了会发出蜂鸣提醒外甚至还能够提供自动转向辅助！

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哪些瞬间让你发现贫穷限制了你的想象力?

有哪一些「本来以为是一个新时代的开始，没想到已经是巅峰」的例子？

你见过哪些逆天的造假手段？

哪些家具其实根本没必要买？

讲一个新鲜出炉的「黑科技」，就在上个月，Science （科学）杂志刊登一项最新研究：哈佛大学科学家受到「鼻涕虫」启发，研制了一种新型止血材料 TA（Tough Adhesives），中文翻译「强力胶」，名字起得也是简单粗暴。

这种新型材料可以迅速粘连止血，同时又保持极高的组织器官强度。

如下图，心脏上的孔洞都可以直接打个「补丁」，惊喜不惊喜，意外不意外？

用法也十分简单，只需要贴上就行，是不是很简单！

贴上后需要非常大的力气才能够扯掉：

而且，即使在有血的表面（湿润环境）也能轻松粘合：

此外，它的延展性十分好，可以拉伸到原体积 14 倍长度，同时仍可保证粘连处固定良好。

而且，时间越长，它的粘合作用越强，远远甩掉了其他同类胶水。

除了粘心脏，还能粘肝脏、粘皮肤、粘软骨、粘动脉等等等等：

它的细胞组织相容性良好，仅有轻中度的炎症反应。加上操作简单，就连心脏大出血，都可以「一贴止血」，这几乎就是理想中的完美外科吻合止血材料。

而这种材料，是从鼻涕虫身上找到的！

为什么是「鼻涕虫」？

目前外科最常用的纤维蛋白胶（fibrin glue）和「502」胶都存在严重缺陷。

氰基丙烯酸酯聚合物（「502」胶水有效成分）在含水的湿润环境下会逐渐分解，不但会产生甲醛等毒性物质，而且其强度会随之下降甚至消失。而这对于血管外科吻合来说就存在很大的风险。因此直到目前，仍只能应用于皮肤表面的粘连。

纤维蛋白胶（fibrin glue）常用于术后止血。这种粘合剂使用了从血浆中分离的纤维蛋白原，并用凝血酶将其转变为纤维蛋白形成凝块。这些凝块有一定粘性，但无法形成牢固的联结，而且 48 小时内就会被降解。而且其由于纤维蛋白原的特性，会导致手术部位广泛粘连，对未来可能手术造成风险。

在传统胶水材料折戟沉沙之时，科学家把目光投向了自然界中的生物。

贻贝、壁虎、蜗牛都能够产生粘液，稳定粘附，而在科学家们的筛选过程中，一种叫做 Arion subfuscus 的鼻涕虫脱颖而出。

• 这种鼻涕虫具有很好的柔软延展性；
• 当遭受威胁时，它会分泌一种特殊的粘液，把它自己和岩石土壤表面粘起来，捕食者甚至很难将它从它胶粘的表面上撬开；
• 而整个粘连过程都是在粘性湿润环境下进行的。

哈佛大学 Wyss 研究所迅速以这种鼻涕虫为原型，制备了一种新型双层水凝胶，这种水凝胶提取模拟了鼻涕虫体内双层藻酸盐 - 聚丙烯酰胺基质延展结构。同时借鉴其静电作用、共价键、物理渗透作用，确保粘连的强度。

研究团队为了展示这种灵感来源，特意将材料染色做成鼻涕虫的样子放在心脏上：

为啥这项「黑科技」可以登上顶级大刊 Science ？

这要从外科学的发展讲起了，外科学的发展，很大程度上是和外科止血技术的发展分不开的。

从基本的切开、结扎、缝合，到血管「三点式」吻合技术，再到目前各种复杂外科血管阻断吻合方式。可以说，血管外科技术的发展使我们目前习以为常的复杂外科手术成为可能。

但是外科技术的发展在最近十几年也遇到了瓶颈。

一方面，传统缝扎、电切电凝、超声刀等止血吻合方式，尽管可以有效止血，但是也不可避免的会带来对机体的二次损伤（物理损伤、电损伤、热损伤等），而这些损伤可能比手术本身损伤还大；

另一方面，一个优秀的外科医生，不光需要优秀的个人素质，而且需要长时间的专业训练。而重大手术（器官移植、复杂手术）血管阻断时间有限，只能由有经验的外科医生完成，这又进一步限制了外科医生训练可能。

而有没有能够能够迅速进行粘连，迅速牢固进行外科吻合的方法呢？

科学家很早之前就进行了这方面的探索，但结果却很不令人满意。

而现在，TA 的出现，完美解决了这个难题，也因此得到了学术圈的认可。

这次的技术创新，不同于以往手术室的技术改良，而是从根本上改变以往 100 多年的止血理念。

如果说老一辈的外科医生，只需要拿好手中的柳叶刀的话。那么新一代的外科医生，不但要关心学术进展，同样需要对这些交叉学科技术有所涉猎。

而这些，离不开科学的进展和外科技术的革新。这些改变，能够让外科手术实施更加完美，让患者受到的损伤也更少。

参考文献：

1. Li J, Celiz A D, Yang J, et al. Tough adhesives for diverse wet surfaces[J]. Science, 2017, 357(6349): 378-381.

2. Science 官网报告：Sealant inspired by slug slime could plug holes in the heart