三位（非常）年轻的发明家利用 3D 打印改变世界

在《大众科学》中，我们热爱 DIY 项目和儿童发明家。所以我们一直在寻找那些真正为我们其他人建设更美好世界的年轻人。

最近， 《大众科学》在 3D 设计软件制造商 Autodesk 举办的一场展示会上见到了三位创造者——11 岁的乔丹·里夫斯、15 岁的雅各布·斯佩里和 17 岁的亚历克西斯·刘易斯。这些年轻的发明家设计可打印项目的理由各不相同，但他们都拥有同一个目标：激励和帮助他人，并改变世界。

认识 Jordan Reeves

乔丹·里夫斯出生时左臂的长度刚好到肘部上方。这个 11 岁的女孩一生中大部分时间都在使用假肢，这使得她特别适合设计假肢。2016 年 3 月，在 Autodesk 和湾区非营利组织 KidMob 联合举办的夏令营中，她做到了这一点。她的“独角兽计划”是一只 3D 打印的手臂，可以发射出相当于五个圆柱体的闪光粉。

为什么是闪光？为了表明设计和印刷过程对年轻的发明家来说是可行的。“创造和建造东西很有趣，”里夫斯说。“如果孩子们开始设计，他们将会让未来变得更好……最小的事情也能产生巨大的影响。”

训练营结束后，乔丹与 Autodesk 设计师山姆·霍比什“组队”。两人经常通过 Google Hangouts 聊天，期间他们创建了新版独角兽计划。升级后的手臂包含一个喷嘴和一罐闪光粉，闪光粉通过橡胶软管连接到一罐压缩空气上。乔丹扣动扳机，闪光粉便会飞出来。

认识 Jakob Sperry

雅各布一生都在用双手制作东西。在对 3D 打印产生兴趣之前，这位 15 岁的少年就使用 CAD（计算机辅助设计）快速完成设计，并练习了一门更传统的手艺：木工。“我最早的项目之一，真正帮助了我，就是用 2x4 木板和胶合板在车库里制作工作台，”他说。“这对我完成其他所有项目都起到了重要作用。”

雅各布的父亲从事产品开发工作，在工作时有一台 3D 打印机。雅各布立刻爱上了这项技术，他在家里使用建模程序制作设计图。他会将设计图通过电子邮件发送给父亲，第二天父亲下班回家后，他就会收到打印出来的版本。

不过，让他参加这次展示的项目是为患有注意力缺陷多动障碍的人（比如雅各布本人）设计的一款指尖玩具。他的老师提供的设备没什么特别之处，所以他决定自己制作。“我可以在电脑上做一些事情，然后把它拿在手里，这让我很惊讶，”他说。“而且它解决了一个真正的问题。”

在浏览 Thingiverse（3D 设计师可以上传文件供其他人下载、修改和打印的网站）时，Sperry 发现了一个由两个互锁环组成的设计。“我心想，‘我可以把它做成一个指尖玩具。只要把中心部分做成球形，然后在它周围制作相互旋转并互锁的环。’”结果就是 Gyrings，即围绕一个球的五个同心环。（它也可以出售。）

Sperry 的朋友们成为了测试对象，在学校里玩 Gyrings 的早期版本。这些初步模型有几种尺寸，直径从一英寸到三英寸不等，但环内侧的角更尖。“我知道我可以改进设计，因为使用时有点疼，”Sperry 承认。“其他人都有类似的反应。他们说，‘哇，这很酷！它很糟糕，你可以做得更好，但这很酷。’”

自从改进设计以来，斯佩里已经通过他的网站和波士顿的零售店销售了 1,000 多件 Gyrings。他刚刚与 Ceaco 签署了一项许可协议：Gyrings 将成为其 Brainwright 品牌玩具的一部分，这意味着它们很快就会在 Target、Barnes and Noble 和 Wegmans 上架。

认识 Alexis Lewis

可以说，17 岁的亚历克西斯·刘易斯 (Alexis Lewis) 的血液中流淌着解决高风险问题的能力。她的祖父是阿波罗计划的火箭科学家，刘易斯将他对科学的热爱描述为“具有感染力”。她说：“通过这种视角看世界——一切都可以通过一组方程式来定义——可能是我对科学和整个世界产生兴趣的最重要因素。”

2013 年夏天，亚历克西斯读到一则故事，一位母亲为了救出因吸入浓烟而死亡的两岁孩子，不得不将她从一栋着火建筑的二楼扔下去。亚历克西斯想，肯定有更好的办法，某种设备可以保护被困在火灾中的人的肺部，直到他们获救。结果发现确实有这种设备——它被称为紧急面罩。

刘易斯发现，问题在于如何将口罩送到需要的人手中。无论急救人员（急救人员、警察和乘坐民用车辆的志愿消防员）多快到达现场，他们都没有装备可以安全地跑进着火的建筑物。所以在配备防护装备的消防员到达之前，他们几乎无能为力。面对这一障碍，刘易斯开始思考如何将应急口罩送到被困在着火建筑物二楼的人手中。

她首先研究了弹射器，例如气动发射器和土豆炮。为了测试这些方法，她转向了体育吉祥物，它们经常向人群中发射 T 恤和毛巾。当她让它们用气动发射器瞄准目标时，它们的准确率“实际上是 0%”，她说。但当吉祥物将物体扔出去而不是射击时，它几乎有一半的时间能准确落地。刘易斯随后开始设计和 3D 打印手持弹射器，并用消防员进行了测试。

她的最新作品是“紧急面罩盒”，这是一个塑料的足球形盒子，可以容纳 Xcaper 的紧急面罩，还可以作为额外的保护，防止烟雾进入用户的眼睛。包装中还包括一根荧光棒，可以让用户在烟雾弥漫的房间里更容易被看到。刘易斯声称，它可以在近距离但安全的距离内，以 70% 的准确率扔进打开的二楼窗户。

Xcaper 带着这款应急面罩参加了一场消防员大会，据 Lewis 称，资深消防员对此“非常感兴趣”。她目前正在努力批量生产应急面罩，并将其运送到全国各地的消防站。

更正：本文最初称 Autodesk 目前是一家 3D 打印机制造商。尽管 Autodesk 确实制造过 Ember 3D 打印机，但现在已经不再生产，因此目前不生产 3D 打印硬件。 《大众科学》对此错误深表歉意。