2019 年 100 项最伟大的创新

每年， 《大众科学》的工作人员都会把自己关在一间屋子里打架。不，这不是什么书呆子搏击俱乐部；这是我们选择年度创新的地方，我们认为这是过去 12 个月中最重要的突破。今年，这一荣誉授予了第一种治疗长期被忽视的问题的单剂量药物：产后抑郁症。

要让一款独特的产品脱颖而出，需要付出很多努力。我们年度最佳新产品榜单上的其他 99 款产品代表了整个科学技术领域的重大进步。今年，我们推出了可以与其他汽车对话的汽车、速度足以取代有线宽带的下一代无线网络，以及一种可以说服最嗜血的杂食动物放弃牛肉的“肉”汉堡。我们甚至为 2019 年增加了一个全新的类别：个人护理，深入探讨了我们需要照顾自己时所期待的创新。

我们认真对待颁发的 100 个奖项。最终辩论是在全年会议室、Slack 聊天和走廊上进行的数百次小型讨论之后进行的。深入研究，你会发现这里有很多很棒的东西。有些人甚至可能称之为“最好的”。我们确实这么认为。

医生和研究人员花费大量时间试图了解、排除故障和治疗疾病。有些疾病很难剖析和设计药物，而有些疾病则被忽视多年。今年新批准的药物、治疗方法和健康设备使一些经常被忽视的疾病得到了关注，并为更普通的疾病带来了新的活力。这些创新包括有史以来第一种专门用于治疗新妈妈常见抑郁症的药物、一种更好的牙膏，以及一种使检查和控制血压比以往更容易的设备。它们还凸显了我们对人体运作方式的不断加深的理解。

产后几天内，女性的雌激素和孕激素水平会迅速下降，导致大脑发生化学变化，进而引起情绪变化。事实上，多达四分之三的母亲在分娩后不久就会出现抑郁症状。但对于九分之一的母亲来说，这些症状会导致更严重、更持久、可能危及生命的产后抑郁症。这种疾病表现为产后数小时至数周内情绪发生显著变化，是最常见的妊娠并发症。目前，用于治疗产后抑郁症的抗抑郁药物需要数周至数月才能起效——新妈妈（及其婴儿）无法承受这段时间。Zulresso 是首个获得 FDA 批准的用于治疗产后抑郁症的药物，而且起效速度很快。该药物是异孕酮的合成形式，异孕酮是一种激素，当雌激素和孕激素水平下降时，它可以抑制神经活动并缓解抑郁症状。在 Sage Therapeutics 的创始人开展的双盲对照研究中，Zulresso 在 60 小时内起效。目前，该药物通过 60 小时静脉输液给药（新药中很常见），但包括药丸在内的替代疗法目前正在临床试验中。

带孩子去医生那里接种疫苗可能既痛苦又痛苦。但错过或延迟接种疫苗可能会让孩子——以及他们的朋友和同学——面临感染危险传染病的风险。制药巨头赛诺菲和默克公司生产的 Vaxelis 是第一种可以预防六种不同传染病的疫苗：乙型流感嗜血杆菌、脊髓灰质炎病毒、乙型肝炎、白喉、破伤风和百日咳。这种疫苗在婴儿 2、4 和 6 个月大时分三剂注射（4 岁以下的儿童仍可接种）。与目前的方案相比，它最多可减少四次注射，让儿科医生将更多注意力放在儿童的其他需求上。

据美国疾病控制中心称，约有 7500 万美国成年人患有高血压。但只有约一半的人病情得到控制，尽管高血压使他们面临心脏病发作、中风和肾病的风险。时刻保持警惕会有所帮助：借助首款获得 FDA 批准的智能手表 HeartGuide，人们可以随时跟踪自己的血压。该设备配有一个充气带，功能与血压袖带一样。它可以在 30 秒内记录读数，并保存最后 100 条统计数据，以便用户查看趋势并与医生分享。

度假是人生一大乐事，但出门旅行往往伴随着风险。旅行者腹泻虽然常见且不方便，但如果不立即治疗，可能会导致更严重的疾病。为此，医生通常会使用广谱抗生素，但如果使用不当，可能会导致耐药性。Aemcolo 是一种抗生素药丸，现已在美国获得批准，用于对抗最常见的非侵入性大肠杆菌菌株，这些菌株是旅行者腹泻最常见的原因。它针对的是结肠而不是血液，以降低耐药性。

月经出血量大或持续时间超过一周会导致缺铁性贫血，这是一种潜在的危险疾病。通常，治疗贫血的方法包括在全身麻醉下进行手术，但 Channel Medsystems 提供了一种无需手术刀的新选择。Cerene 冷冻治疗仪可冻结子宫内膜区域，从而显著减少未来月经期间的出血。该手术与现有方法一样有效，并且可以在妇科医生的诊所内安全地进行，无需麻醉。

自从 CRISPR（一种易于使用的基因编辑工具）首次出现在生物技术领域以来，专家们一直在研究中使用它来尝试治疗突变性疾病。2019 年 7 月，一个团队首次编辑了一位患有镰状细胞性贫血症的美国女性的 DNA。镰状细胞患者缺乏产生健康红细胞所需的蛋白质，这使得氧气难以流过身体。医生首先从这名妇女的骨髓中提取干细胞。然后，他们使用 CRISPR 对干细胞进行基因改造，使它们产生一种蛋白质，这种蛋白质可以产生健康的红细胞，但这种蛋白质的产生通常在出生后不久就会停止。该程序是成功的，但研究人员需要时间（至少两年）才能知道它在长期内会如何持续下去。

避孕药在调节荷尔蒙和预防怀孕方面非常有效，但它们也可能很麻烦。每日服用合成激素需要反复去药房并遵循严格的治疗方案；而其他形式的避孕措施，如宫内节育器或植入物，通常需要长期、多年的坚持。Annovera 是首款可重复使用的植入物，女性可以自行选择在何时取出并重新插入。它是一种约 2 英寸宽的阴道环，可释放合成的雌激素（抑制排卵）和孕酮。该装置在性交过程中保持原位并持续一整年，让用户在何时以及如何选择使用它方面拥有更大的自主权。

牙医说得对：氟化物对牙齿有益。它能强化牙釉质并使其再矿化，从而防止蛀牙，甚至逆转早期蛀牙。目前，大多数牙膏都含有含钠的氟化物。高露洁的 Total SF 含有氟化亚锡，这是一种更有效的物质，除了强化牙釉质外，它还能作为抗菌剂对抗导致口臭的细菌，并保护牙齿和牙龈免受牙垢堆积、牙龈炎和敏感的影响。到目前为止，研究人员还无法稳定氟化亚锡，而不会使产品将牙齿染成黄色和深褐色。Total SF 使用独特的非活性磷酸锌系统来处理棘手的元素。这可确保您的洁白牙齿既无蛀牙又亮丽。

对于美国五分之一的抑郁症患者来说，一种新药已经面世。今年，FDA 批准了 Spravato，这是几十年来第一种治疗严重抑郁症的新药，是强效麻醉药氯胺酮的衍生物。虽然其作用机制尚不完全清楚，但研究人员认为，它通过重新启动连接神经元的突触的生长来缓解抑郁症状。它的起效速度比目前的抗抑郁药如百忧解要快得多，后者针对血清素受体，需要数周或数月才能起效。目前，Spravato 鼻喷雾剂与这些传统抗抑郁药联合使用，用于治疗难治性抑郁症。与仅使用传统抗抑郁药的患者相比，患者在四周内症状减轻幅度更大。

警察使用酒精测试仪可以快速识别醉酒司机，但检查其他违禁药物则更具挑战性：它需要进行血液测试，而分析需要几个小时的时间。但如果一点点唾液就能确定结果呢？SoToxa 是一种手持式诊断工具，警察可以使用它来在现场检测唾液中大麻、可卡因、阿片类药物、安非他明、甲基苯丙胺和苯二氮卓类药物。结果大约在五分钟内出来。在密歇根州警察计划对 92 个样本进行的试点测试中，SoToxa 被证明与独立血液测试一样准确。

花生过敏是美国儿童第二大常见食物过敏，受影响的人数持续增长。它也最容易引起过敏反应，但目前尚无治疗方法。Aimmune Therapeutics 的 Palforzia 是一种每日服用的药丸，含有小剂量的花生蛋白，许多人对此有致命反应。几个月内剂量逐渐增加，以便身体能够耐受更大浓度的花生蛋白，例如食物中的微量花生蛋白。这种药物不能治愈过敏，但它可以大大降低危及生命的反应的可能性。FDA 委员会于 9 月建议批准该药物用于 4 至 17 岁的儿童，这意味着它应该很快就能为近 160 万名儿童开具处方。

一款闪亮的新设备很容易让人兴奋。但今年，电子产品领域一些最重要的进步并没有采用精心设计、可持续采购的包装。事实上，向前迈出的几大步增强了网络和工程基础设施，这些基础设施支撑着我们日益互联的世界。但别担心，我们也放了一些值得拍成开箱视频的小玩意。

过去一年，四大移动运营商均已启用 5G 网络。AT&T 于 2018 年 12 月率先启用，其次是 Verizon、Sprint 和 T-Mobile。尽管覆盖范围仍仅限于纽约和洛杉矶等大都市地区，而且只有少数设备能够利用下一代基础设施，但这些优势将很快重新定义移动网络的角色。通过访问以前未使用的无线频谱频段，这些设备每秒可以下载 500 兆字节的数据——比 4G LTE 快一个数量级，足以在几秒钟内下载一部电影。但这些改进不仅仅是为了无抖动的 Netflix：该网络可以为以前服务不足的农村社区提供宽带级速度。专家还预测，5G 将开启一个新时代，届时 VR 耳机和自动驾驶汽车等设备可以直接与网络（或彼此）实时通信。

大多数 VR 头戴设备都需要你摆动整个头部来改变虚拟世界的视角。然而，HTC 的 VIVE Pro Eye 可以监控瞳孔的具体位置。内向摄像头可以跟踪你的注视方向和焦点，让你可以快速浏览菜单和场景。通过将注意力集中在你实际注视的位置，生成环境和物体的计算机可以将其最详细的渲染限制在这些位置，从而严重削弱运行复杂场景所需的处理能力。

专业视频制作和动画对色彩准确度、一致性、对比度和亮度的要求非常高，这些规格通常会将显示器的价格推高到入门级 SUV 的水平。Apple 的 Pro Display 只需 5,000 美元就能提供这种精度。面板使用 576 个 LED 阵列照亮图像，而专用芯片每秒分析信号并调整二极管的性能数百次。Retina 屏幕可以再现超过 10 亿种颜色，亮度是普通面板的三倍多。

DJI 的 Osmo Pocket 将机械稳定的 4K 摄像头装入士力架大小的包装中。成像系统嵌入三轴万向架中，该万向架采用 DJI 在其同类无人机中使用的无可挑剔的减抖技术。它以每秒 60 帧的速度拍摄，保持画面稳定可实现令人印象深刻的拍摄模式，例如延时视频。

使用智能手机相机大幅度放大场景通常会导致斑点噪点和伪影，因为大多数小型相机仅依靠数字技巧来放大画面。为了实现更大的范围，华为 P30 Pro 配备了 10 倍远摄徕卡变焦镜头。避免相机凸起的诀窍是什么？将镜头垂直放置在手机内部，并使用潜望镜式棱镜让光线进入。再加上 40 万像素的数字变焦，该设置可以以高达 50 倍的放大率拍摄可用图像——足以拍摄出月球上人的清晰照片。

虚拟现实甚至会让最优雅的人感到笨拙，因为他们会用膝盖撞桌子或与电脑连接的绳索搏斗。Facebook 的无线 Oculus Quest 带来了一些优雅。耳机正面的四个外置摄像头可让其查看您的房间，并在加速度计和陀螺仪的帮助下跟踪您的运动。当您漫游时，系统会通过向您显示您所在位置的实时信息来告诉您是否走错了路。这应该可以阻止您杀死书架上的小摆设，而不是数字龙。

Fresco iOS 应用程序模拟了绘画的物理动作。该程序由 Adob​​e 的 Sensei AI 平台提供支持，可模拟 100 多种画笔和一系列艺术技巧：水彩画在画布上铺开（这种现象称为晕染），重复的丙烯酸笔触将形成模拟纹理。该软件还集成了 Photoshop 等应用程序的内容感知技术，因此艺术家可以删除飞溅形状，而不是擦除块状实线。

相机上的大液晶屏会诱使摄影师沉迷于查看拍摄的照片。这种习惯（称为“黑猩猩”）会让他们经常分心，从而错过精彩瞬间。使用富士胶片的 X-Pro3 取景需要通过光学取景器。棱镜可以让摄影师看到最终图像边缘以外的内容，让他们能够观察拍摄对象并更好地规划拍摄。这款 26 兆像素相机背面的 3 英寸铰链式液晶屏可以向下翻转，以便摄影师查看作品，然后返回取景器。

那些可以让你通过挥手来暂停闹钟或跳过曲目的手机通常依靠耗电的摄像头来发现你挥动的手指。Google Pixel 4 在显示屏顶部使用一个微型雷达芯片来监控手机周围一两英尺的区域。该传感器还可以监测足够远的区域，例如，当你伸手去拿手机以启动解锁过程时，它可以告诉你。这让你打开设备的速度更快一些。

到 2022 年，将有 285 亿台设备连接到互联网，这意味着每人几乎有 4 台设备会让您的家庭网络负担过重。Wi-Fi 6 标准于今年秋季推出到新的网络硬件上，它允许路由器将无线信道划分为子信道，以便它们可以同时与更多设备通信。它还提供四倍于以前版本的最大速度，并嵌入了新的 WPA 安全协议，该协议与其他 Wi-Fi 技术配合使用，可以加密公共 Wi-Fi 上的数据。但也许最大的升级是名称，它使我们摆脱了令人困惑的 802.11 之类的约定。

随着越来越多的 AirPod 死忠粉全天候佩戴耳机，Apple 的全新 H1 耳机处理器能够高效管理电量，他们几乎无需取下耳机。配备该芯片的设备可以持续监听“嘿 Siri”语音命令，而不会牺牲一分钟的电池寿命，并将通话时间延长 50%。H1 还使配对变得轻而易举（只需将最新的 AirPods 或 Beats Powerbeats Pro 放在设备附近，它们就会在几秒钟内连接），并加快了设备之间的切换过程。

今年，汽车领域最大的进步都在于最大程度地提高效率。无论是能向其他车辆发出前方交通拥堵提醒的汽车、兼具燃油经济性和低排放性的柴油发动机，还是巧妙解决技术局限性的混合动力汽车和电动汽车，道路上最棒的新技术都将节省时间、节省燃料，甚至保护地球。

2020 款大众高尔夫拥有漫威式的超能力——无所不知，能够告诉你即将发生的危险和延误。这款四门车配备了首个大众市场车对万物 (V2X) 通信系统。其原理是：Wi-Fi 转发器与 2600 英尺内的汽车和交通信号等地标交换数据，告诉你前方有事故，所以请减速或选择其他路线。识别汽车视线之外的事件超出了激光雷达和雷达等成像系统的能力，因此 V2X 还可以帮助自动驾驶汽车行驶。要最大限度地发挥其潜力，需要在更多车辆上安装该技术，更不用说道路基础设施了。但大众集团（旗下还拥有奥迪、保时捷和其他五家汽车制造商）的规模足以说服业界为每位驾驶员提供第六感。

如果按照预期使用皮卡，货箱难免会刮伤或凹陷。Sierra 的选配 CarbonPro 卡车货箱用坚韧的碳纤维替代钢材，几乎坚不可摧。（重量也减轻了 60 磅，从而提高了燃油经济性。）这种材料可以承受铝棒的冲击，但将皮划艇从后挡板上拖下来可能会留下最细微的划痕。不过这没什么大不了的，因为这种材料不会生锈。通用汽车首先将皮卡货箱改装为碳纤维，以此建立生产规模，以便有朝一日让引擎盖等部件成为其他车辆的经济实惠的选择。

大众的“柴油门”排放丑闻让大多数汽车制造商相信美国消费者不会购买柴油。但马自达仍然相信，这项备受诟病的技术可以提供高于平均水平的燃油经济性，而不会造成污染。它的秘诀是什么？低压缩比（活塞挤压空气和燃料的力度）和双涡轮增压器。这两项技术可以消除烟熏废气，并提供稳定的性能。在 CX-5 跨界 SUV 中，Skyactiv-D 可提供可观的 168 马力、出色的牵引能力和 28 英里/加仑的市区油耗（而汽油版为 23 英里/加仑），而且没有柴油发动机通常伴有的噪音和振动。

初创公司将当今的电动摩托车投入到道路上，这有助于确立这项技术，但不会使其成为主流。LiveWire 是第一款由拥有专业知识和规模的人打造的摩托车，可以创造一个转折点。哈雷戴维森定制了摩托车的一切，从可调悬架和牵引力控制到铸铝车架，后者装有液冷电机和 15.5 千瓦时电池。LiveWire 在城镇中可行驶 146 英里（高速公路和城市综合行驶 95 英里），外观非常漂亮，您甚至可能不会错过它的轰鸣声。

时速突破 200 英里的汽车通常使用双离合变速器，这种变速器几乎可以立即换挡，但在转弯或加速超车时，需要依次降档，例如从六档降到五档再降到四档。这可能会影响性能——这对瑞典超级跑车制造商 Christian Koenigsegg 来说是不可能实现的。1,600 马力的 Jesko 的九速八离合变速箱的工作原理与自行车上的变速器非常相似：它通过液压混合和匹配三组三个齿轮，因此它可以在 2 毫秒内在任何两个档位之间移动。

世界上许多最快的汽车都使用电力来增强内燃机的动力——尤其是在加速时。Vonnen 的 Shadow Drive 让 2009 年或更新的保时捷 911、Cayman 或 Boxster 的车主也能享受同样的动力。它将发动机和变速箱之间的飞轮换成由后备箱中的电池供电的超薄电动机。该装置为汽车增加了 150 马力——并减少了 75,000 美元的开支。适用于 1964 年至 1998 年生产的 911 的系统将于 2020 年初首次亮相，标志着老式汽车改装的新方向。

售价 360 万美元的兰博基尼 Sián FKP 37 并未打破任何速度或加速记录，但其混合动力传动系统有朝一日可能会推动其他汽车突破此类障碍。6.5 升发动机通过由超级电容器驱动的电动机获得额外动力，超级电容器有点像非常密集的电池，但充电和放电速度要快得多。增加的硬件帮助 819 马力的 Sián 在 2.8 秒内达到 62 英里/小时。踩刹车会给电容器充电。麻省理工学院帮助开发了这项技术，不久之后，您可能会在其他汽车上看到它。

即将停产的第七代科尔维特 (Corvette) 发现了雪佛兰前置发动机设计的局限性：车头后面的所有质量都会导致后轮争夺牵引力，从而影响性能。2020 款科尔维特 Stingray 的答案是什么？将发动机置于驾驶员后面，就像兰博基尼或法拉利一样。将更多重量放在后轴上可提高加速和操控性。选择可选的 Z51 性能套件，汽车可在 2.8 秒内达到 60 英里/小时。新款科尔维特的起价为 59,995 美元，价格仅为其一小部分，却能与最好的超级跑车相媲美。

电动汽车最大的缺点可能就是充电时间太长。Taycan 配备 800 伏电池组，充电速度很快，所需电流比传统的 400 伏电池组要小。使用保时捷工业级充电器，充电 80% 仅需 23 分钟，仅为特斯拉超级充电器的一半。等不及了？四分钟即可行驶 62 英里。这款轿车独特的双速变速箱有助于提高续航里程和加速度；保时捷声称，这款车每次充电可行驶 280 英里，加速至 60 英里/小时仅需 2.8 秒。

重型皮卡可以承载巨大的负荷，但代价是颠簸的驾驶体验。为什么？因为车轴安装在称为板簧的长条金属上，这种设计可以追溯到篷车时代。Ram 使用的是螺旋弹簧，这种弹簧长期以来让乘用车能够平稳应对颠簸。可选的空气悬架让驾驶更加舒适。它的 370 马力柴油发动机可产生 850 磅英尺的巨力扭矩 - 足以拖曳 35,100 磅（相当于三头大象！）而不会撞到任何人的填充物。

在人们比以往任何时候都更加努力地工作（和娱乐）的时代，消费者渴望获得让他们感觉不仅良好，而且更好的产品。但这些领域的营销（化妆品、皮肤和头发护理、健身和性健康等）长期以来一直是毫无意义的流行语和伪科学解决方案的雷区。首届个人护理获奖产品代表了一些最好的例外：这些产品使用真正的科学和技术创新来改善日常生活。

大多数美容创新都充斥着热风，但对于戴森的 AirWrap 造型器来说，这实际上是一件好事。它的棒状机身和一系列附件旨在取代吹风机、刷子、直发器和卷发器。与之前的 Supersonic 吹风机一样，该设备不再依赖灼热的金属表面来塑造和造型发丝，而是利用受控的热气流。以其卷发筒为例：围绕附件螺旋的微小通风口形成涡流，使头发围绕发干旋转，产生的张力刚好足以在几秒钟内吹干完美的卷发。结果是，这款美发工具可以快速造型，同时减少对头发的伤害。

机械吸奶器可以帮助新手父母节省母乳以备日后喂养，但使用起来并不方便：设备通常体积庞大、噪音大，而且电线和电源线会束缚用户。无线可穿戴 Elvie 吸奶器是同类产品中最安静的。得益于专有的吸力方法，音量保持在 32 分贝左右——甚至比夜晚宁静的卧室还要安静。将 Elvie 放入标准哺乳胸罩内并打开，用户可以照常做事，而不必担心打扰他人（或自己）。

大多数性玩具都采用少数几种可识别的形状，以针对特定的身体部位。性玩具商店 Wild Flower 创造了一种更中性的选择，称为 Enby（以非二元性别者的常用简称命名），以避开这些规范。用户可以弯曲自行车座椅形状的振动器以适应各种身体部位——使其成为任何人的选择，无论性别、身份或偏好如何。它还可以用于任何身体或社会转变，例如性别确认手术或性伴侣的转变。

理发店的经典剃须通常包括使用刀片前热毛巾的小小享受。吉列的加热剃须刀重现了这种体验——无需毛巾或热水龙头。刀片下方的条形温度达到两种温度之一，在整个剃须过程中提供持续的温暖，舒缓原本会令人抓狂的早晨琐事。灵活、防水且可充电的刀片提供持续的温暖和舒适——这种感觉类似于穿上刚从烘干机中取出的毛衣。

由于昼夜自然循环，我们的身体在凉爽时会做好入睡的准备。Tempur-Pedic 的最新床垫将让您感觉比该品牌的标准型号低 8 度。聚乙烯罩中的铜线可吸收热量并保持凉爽。内部，相变材料（一种熔化并重新冻结以吸收和释放热量的物质）与记忆泡沫层相结合。您的身体运动会将比此类泡沫通常多 9 倍的空气压入床垫的孔隙中，从而使材料通风，使其重新冻结，从您的身体中吸收更多热量。

如果坚持的话，在家锻炼效果很好，而使用 Peloton 自行车等互动训练器则容易得多。但是没有任何设备可以取代教练，对吗？错了。Mirror 显示屏可充当多功能健身房，提供一对一私人训练。通电后，52 英寸高的反射面可成为屏幕，用于观看舞蹈、力量训练、普拉提和越来越多的其他健身课程的现场和录制团体课程。客户还可以使用该设备的内置摄像头与私人教练联系。

多达 10% 的皮肤癌病例发生在眼睑周围，但没有人希望防晒霜滴落到眼睛里。Shimmershade 的浓稠乳霜配方易于涂抹，不会剥落、起皱或融化，可提供 SPF 30 的保护，并有四种闪亮的色调来搭配各种肤色。配方的大部分保护作用来自氧化锌，它提供了物理矿物屏障，而辛酸提供了轻微的化学辅助，可提供广泛、持久的保护。

这个肾形“机器人”既是冥想教练，又是泰迪熊，是一个拥抱伙伴，它通过机械呼吸来安抚你入睡。Somnox 睡前舒适地依偎在你的怀里，不会拉伤你的脖子或肩膀，同时它的身体会随着深吸气和平稳呼气而有节奏地脉动。加速度计和二氧化碳传感器可帮助它自动匹配你的呼吸频率，然后逐渐减慢速度以诱导你进入类似的速度和放松状态。配套的应用程序还具有减少醒来焦虑和甜蜜小睡的设置。

永久性染发剂的工作原理是打开发干的外层，让过氧化物等增色剂有机会进入发干，并在新染发剂分子渗入之前去除天然色素——这一过程可能会损坏你的头发。ColorKick 是一种角蛋白填充剂，它利用了这一脆弱时刻，将 Alpha Keratin 60ku 分子（一种从健康人类头发中提取的蛋白质）滑入打开的角质层。这种沙龙专用产品可与任何染发剂混合，与受损区域结合，以填充、密封和抚平导致发丝易断裂和毛躁的微观裂缝。

从食物到情绪，有几十种因素会影响皮肤健康，因此选择产品来解决皮肤问题就成了一场赌博。Atolla 联合创始人 Meghan Maupin、Sid Salvi 和 Ranella Hirsch 在麻省理工学院学习期间相识，他们意识到数据科学可以提供帮助。为了制作定制精华液，客户需要完成一份生活方式调查，并在家中进行简单的测试，以确定他们的油性、pH 值和水分含量。例如，将纸条按在额头上，纸条上的黑色斑点数量可以显示您在某个月的皮肤油腻程度。很快，用户将能够扫描非 Atolla 产品，以检查它们对有类似问题的客户的效果如何。

电影、音乐和视频游戏都是为了逃避现实——将你从现实中拉出来，进入某个非凡的事物或地方。今年，从游戏流媒体和电影制作到弹吉他和狂看电视剧，各个领域的技术飞跃让我们比以往任何时候都更容易与日常生活失去联系，尽管这种联系只是短暂的。与此同时，创意人士找到了让其他人着迷的新方法。

数字对游戏玩家来说很重要。玩家需要 4K 分辨率、每秒 60 帧的快速刷新率和 5.1 声道音效。这种性能通常需要价格不菲的 PC 或游戏机。只需每月 10 美元，谷歌的 Stadia 游戏流媒体服务即可将繁重的计算工作转移到公司的数据中心。这让玩家可以在浏览器、智能电视甚至智能手机上运行《无主之地 3》和《命运 2》等顶级游戏。Stadia 使用 YouTube 的压缩和传输技术，因此只需要 10 Mbps 的连接（对于大多数 4G 网络来说没有问题）即可呈现流畅的杀戮画面和扣篮，而 35 Mbps（在大多数家庭宽带范围内）即可达到最佳性能。谷歌甚至开发了一个通过 Wi-Fi 连接到云端的控制器，这一调整可以消除延迟。订阅者将可以访问 40 款游戏，还有更多游戏即将推出——包括你在其他地方看不到的独家游戏。

2019 年，折叠式智能手机屏幕举步维艰，三星 Galaxy Fold 就是其中之一，但这种隐藏式显示屏却迎来了突破。展开后，LG 的 R9 电视看起来就像一台典型的高端 OLED 电视。但只需按下按钮，65 英寸的显示器就会卷入铝制底座。坚固的板条从后面支撑柔性面板，而电动臂则安静地将其伸展和缩回。您还可以将其部分暴露在外，以显示快速浏览信息，例如歌曲标题或智能家居控件。

降噪技术通常能很好地消除同事的喋喋不休或通勤列车的轰鸣声，但它也会带来附带损害：大量的麦克风和处理器会破坏通话质量。Bose 的最新耳机可平衡您的声音和房间的喧闹声。耳罩上的两个外向麦克风可监听外界声音，而另一对麦克风则专注于捕捉您的声音。耳机内还有四个麦克风可监听您耳朵附近的声音，以保持平衡。该阵列可打造最强大的降噪耳机，让您获得最清晰的通话。

笔记本电脑的紧凑空间使得它们很难更新，因此玩最新版本的《使命召唤》可能意味着要毁掉你的设备并重新开始。戴尔 Alienware Area-51m 游戏翻盖机的功能更像是一台塔式机，而不是笔记本电脑。卸下几颗螺丝即可松开电脑底部的面板，并更换其桌面级中央处理器和图形处理器。这款 8.5 磅重的笔记本电脑最多可容纳七根铜制冷却管（取决于您的配置）和三个大功率风扇，其中最结实的风扇每分钟可移动 25 立方英尺的空气，堪比塔式机。

戴上 Mi.Mu 手套，只需挥挥手，就能创作出复杂的乐曲。近十年前，音乐家伊莫金·希普 (Imogen Heap) 开始构思这种另类乐器，今年终于让所有表演者都能使用。惯性测量装置（本质上是陀螺仪和加速度计的混合体）跟踪运动，而手指中的传感器则检测微小的手势。运动可以创建声音循环、产生音调，甚至在现场表演期间播放音频片段，其定制软件 Glover 可与 Ableton 等专业制作应用程序集成。

机械键盘提供了许多游戏玩家梦寐以求的令人满意的咔嗒声，但每个字母下方的模拟开关的响应速度不如光学竞争对手。这些宝贵的毫秒可能会让您失去一场史诗般的胜利。Huntsman Elite 通过添加红外激光来快速记录击打，从而消除了延迟。只需按下 1 毫米即可中断光束并以比传统咔嗒声开关少 25% 的移动量获取您的输入。继续快速移动；它会跟上。

演出音乐家可以将所有吉他都换成 Acoustasonic Telecaster。拔下电源插头后，云杉面板和音孔边缘的轮廓使这款电声混合吉他发出丰富饱满的声音。插上电源插头，三个电子拾音器会将琴弦的振动转换成音频信号，您可以调整音频信号，使其听起来像 10 种预设声音中的任何一种——想想 60 年代的流行音乐或乡村音乐——以最适合曲目列表。

微软的Minecraft Earth将十年前游戏的迷人方块世界带入现实世界。这款适用于 iOS 和 Android 的增强现实应用允许玩家在现实环境中构建永久的游戏世界结构。微软的云平台 Azure 会保存玩家的作品并将其固定在他们的物理位置，这样其他人在他们经过时就会看到它们。视觉效果，例如人物遮挡（让人觉得好像其他人在数字对象周围走动），使场景完美地融合了奇思妙想和身临其境的感觉。

导演乔恩·费儒翻拍的迪士尼 1994 年经典电影《狮子王》完全是 CGI 制作，但感觉就像真人秀一样。这是因为该团队使用了首创的虚拟现实拍摄设备来规划电影中标志性的大草原场景。费儒和电影摄影师 Caleb Deschanel 戴上 VR 耳机观看计算机生成的风景。该方案可以适用于未来的电影，让他们可以像在普通场景中一样调整灯光、规划镜头和重新定位摄像机——让骄傲岩的每一个镜头都具有史诗般的电影感。

安全工作始终处于发展阶段，设计师和工程师需要应对网络上、家中和战场上的新威胁。有时，这意味着需要做出大胆的尝试，比如制造以五倍音速划过天空的高超音速导弹。但这也意味着需要找到填补日常生活中出现的小漏洞的方法，比如让保护我们的在线数据变得更容易一些，或者开发一款售价仅为 20 美元的人工智能安全摄像头。

8 月，驻阿富汗的美国陆军部队部署了一种新型侦察工具：手掌大小、重量略超过一盎司的无人机。黑黄蜂遥控微型直升机可以传输高清视频和照片，其小巧的尺寸（以及无需 GPS 信号即可飞行的能力）使它们特别擅长躲进建筑物、掩体和洞穴中。FLIR 开发了一种专有复合材料，以在不牺牲耐用性的情况下最大限度地减轻重量，因此这些小型间谍可以在 15 节风速下飞行，在空中停留 25 分钟，充电后可飞行 1.5 英里。得益于改进的旋翼设计和类似于自动驾驶仪的飞行控制软件，黑黄蜂使用平板电脑和手枪式手柄控制器即可轻松驾驶。士兵携带一种用于白天使用的版本，另一种配备热像仪用于低光照条件。学会操纵它们只需几分钟，可以迅速（且显著）提高小队的态势感知能力。

下一代大型侦察机将是自主式的。或者不是。火鸟可以自行飞行或载有飞行员飞行，适合长达 30 小时的无人驾驶飞行或人工空中观察。地勤人员可以在大约四小时内将自主飞行系统换成完整的驾驶舱。他们还可以在 30 分钟内更换摄像头或红外传感器等模块化设备，使这架适应性极强的飞机具有更大的多功能性。

高超音速武器兼具弹道火箭的速度和巡航导弹的敏捷性，因此很难对付。但以高达音速五倍的速度飞行意味着需要控制强烈的热量并优化气流以产生推力。制造所需的复杂部件和复杂形状非常棘手，组装它们需要精确的精度。工程师将通过 3D 打印吸气式武器的关键部件使事情变得容易得多。这可能会让五角大楼在与中国和俄罗斯的军备竞赛中占据优势。

多年来，双重身份验证一直是我们密码的后盾，但即使是这些短信代码也可能使您面临攻击。 Yubikey 5Ci 加密狗通过 USB-C 或 Lightning 端口插入手机，是一把物理“钥匙”，可以增强甚至取代传统的密码和六位密码组合。 将其注册到数十种（且不断增加）兼容应用和服务中的任何一种（包括 Google、Facebook 和 Twitter 等主流应用和服务），即可快速安全地开始您的数字生活。

今年 7 月，当一架伊朗无人机在霍尔木兹海峡威胁美国海军拳师号驱逐舰时，据报道，该舰上的海军陆战队员用无线电波击落了该威胁。目前，美国国防部不愿证实任何消息，但据信这是首次使用高度集中的能量（如激光！还有微波）而非射弹的武器击败无人机。五角大楼对其工作原理守口如瓶，但我们知道它使用雷达、陀螺稳定摄像机、无线电探测传感器和电子干扰设备来自动跟踪和攻击目标。该系统搭载在两辆全地形车辆上，比传统弹道系统便宜得多。

五角大楼和微软正在为战场准备“终结者”视觉系统。综合视觉增强系统基于 HoloLens 2 AR 头戴设备，但专为美国陆军设计，将提供热成像、突出显示人物和物体的数字叠加、带航点的任务导航、武器瞄准等。加密信息出现在士兵的视野范围内，提供更强的态势感知能力，并降低平民伤亡的可能性。实地测试于今年开始，实战版本可能会在 2021 年底部署。

数字助理很有用，但考虑到科技巨头在隐私方面的历史问题，分享你的联系人、约会、搜索请求和其他个人信息似乎是不明智的。与其他平台不同，Almond Android（抱歉，目前还没有 iOS）、网页和桌面 Linux 界面不会将你的信息保存在云端（即使信息已被匿名化），而是将你的思考安全地保存在你的设备上。它的服务器只解释查询并向你的设备发送命令（“在会议期间将我的铃声静音”），设备通过你的应用程序处理这些命令。众包的命令和功能存储库意味着新的技巧随时都会出现。

Deepfake 技术利用人工智能制作逼真的篡改视频，以至于你甚至可能相信南希·佩洛西“醉酒”的视频片段，这使其成为传播虚假信息的有力工具。硅谷初创公司 Amber 开发了两种软件工具来识别复杂的骗局。Detect 是一种视频分析工具，可以发现模糊、像素变色和其他表明任何来源的视频是伪造的线索。Authenticate 免费视频录制应用程序和相机软件在镜头中嵌入了数字“指纹”，因此更容易通过法医分析发现篡改的内容。

Wyze Cam V2 提供家庭安全摄像头的标准功能：高清视频、夜视、双向音频和连续录制到 SD 卡。但其 20 美元的价格与其三位数竞争对手的五星级餐厅相比，只是快餐而已。该公司的秘诀是：成本和利润率低得可怜。最新的更新让这个标签更加疯狂：Wyze 增加了一种人工智能，可以区分落叶、嗡嗡作响的蜜蜂和人，从而最大限度地减少误报。

你不需要把家里塞满智能设备，就能让自己置身于酷炫装备之中。当然，这份清单中包括一款可以与透过窗户射进来的阳光相匹配的万能灯，但还有一款超坚固的卷尺，以及一款可以自行推行一些动作的婴儿车。随心所欲地搭配吧。

几十年来，多功能工具用户在努力将紧紧塞在一起的开罐器和刀具取出时，不得不忍受焦虑。但经过五年的研发，莱泽曼想出了一个看似简单的解决方案：一种独特的硬件，用磁铁代替坚硬的金属接头。这些磁铁会随着手腕的轻弹而脱离，但强度足以让所有工具（P4 中的 21 个和 P2 中的 19 个）在您不使用时折叠起来。工程师还确保磁场不会超过必要范围，因此 P 系列不会粘在您的钥匙上。这不仅仅是磁铁：制造商放弃了夹紧金属弹簧，而采用弹性聚合物，当钳子使用时，这种聚合物会将手柄卡入到位，从而在精巧的便携式包装中提供更强大的钳子。

如果您喜欢更换灯泡，那么这款灯不适合您。戴森的 Lightcycle 台灯和落地灯通过灯臂中的热管将热量从灯泡中排出，这项技术可将其 LED 灯泡的使用寿命延长至 60 年。这些灯具还可以感应环境光的变化，让您的工作空间保持恒定的亮度，无论一天中的什么时间或外面的天气如何。连接 Dyson Link 应用程序，让灯模拟您所在位置的太阳运动，在早上和下午发出较暖的光束，在一天的晚些时候发出较凉爽的光束。

卷尺在工作现场会遭受很多磨损；它们会被弯曲、折断、掉落，甚至可能被踢下楼梯。STUD 可以承受所有这些；其热塑性橡胶覆盖的框架可以承受 80 英尺的跌落。33 毫米宽的刀片还涂有高密度尼龙，以防止撕裂和磨损，并且它在几个关键位置弯曲得很深，这意味着它可以延伸 14 英尺直到它松开。如果你找不到人帮你握住另一端，STUD 就派上用场了。

戴森 V 系列的第五代产品知道如何适应环境。无绳立式吸尘器的刷条中的传感器可测量张力并确定它是在光滑的硬木地板还是厚地毯上移动，从而相应地调整电池电量。壁式充电的 V11 可以在“生态”模式下运行一个多小时，如果您愿意牺牲电池寿命，则可以升级到“中等”或“增强”模式以进行更高强度的清洁。吸尘器顶部的 LCD 屏幕显示电量，以及基本诊断信息，例如气流堵塞情况以及您是否完成了出色的清洁工作（最后一个是开玩笑）。

锅碗瓢盆的尺寸各有不同，但水龙头却很少能给锅碗瓢盆增添乐趣。摩恩的新款厨房水龙头配有三个卡扣式附件，可帮助清洁烹饪用具上最顽固的污垢和最难触及的污渍。定向喷雾可像高压清洗机一样去除粘附的食物；四角喷雾可代替笨重的瓶刷；宽喷雾可冲洗带有宽大奇形怪状底座的物品，如茶壶。这些附件的喷水速度也比摩恩的标准水龙头快 50%。

Cybex 的 e-Priam 是美国首款此类电动婴儿车，它可以帮助您在崎岖的道路上接送孩子。车把上的传感器可以检测您的工作强度，然后为车轮提供动力，使工作不那么费力。它可以在陡峭的斜坡上行驶，最高可达 14 度，同时确保您不会在下坡时失去控制（传感器应用的制动器将使滚动更加平稳）。当您穿越崎岖的地形时，车轮也会为您提供帮助，因此您不必费力地穿过海滩或未经修剪的草坪。根据其承载的重量和前方的道路，婴儿车的电池可以持续行驶 10 公里到马拉松。

蜗轮驱动锯的电机位于稍后方，这意味着其内部齿轮相互垂直。这使该工具比其直接驱动的“侧风”同类工具具有更大的功率，但以牺牲转速为代价。该工具的窄长形状还可以让您在狭小的空间内切割，并在切割宽木板时提供额外的伸展范围。此外，它的刀片位于左侧，因此右撇子将能够看到它正在切割的位置。无线部分在这里至关重要：使用蜗轮驱动很难拔掉电源，因为传动装置需要更多的动力。不过，Skilsaw 找到了一种方法，通过开发自己的强大电池。

你不能只是把鸡蛋扔进沸水中，然后就指望它能煮好。你还需要有无可挑剔的时间感。如果你生来就没有这种感觉，试试 OXO 的鸡蛋计时器吧。只要把它调到你想要的熟度等级（七级），告诉它你的鸡蛋有多大，它就会告诉你什么时候可以把它们从锅里拿出来。另外，发光的进度条会显示烹饪过程还剩多少时间——当你必须走开穿裤子时，这个功能就派上用场了。这个梨子大小的小玩意儿还内置了一个穿刺器，让剥壳成为一种绝对的刺激。不过，记得在煮鸡蛋后用冷水冲一下；否则所有的准时性都是白费的。

最好的技术可以让你更轻松地做自己喜欢的事情。这可能意味着长途骑行时，如果你撞车，头盔会发出求救信号，或者远离文明世界，因为你的活动追踪手表会从太阳能中获取能量。每个人都会觉得用更环保的露营燃料做晚餐，从可生物降解的冷藏箱中拿出一杯冰镇啤酒会更好。这项技术可以帮助你过上 Instagram 粉丝认为你过的生活。

Smith 4D Mag 护目镜的镜片底部边缘向你的脸部弯曲，形成一个气泡状外观。它可能看起来很奇怪，但这个额外的凸起比典型的滑雪眼镜提供了 25% 的可视性。显然，这意味着可以更好地观察前方的地形，但它在滑雪间隙也很方便。当你不必摘下甚至调整眼镜向下看时，调整胸前安装的摄像头、排队下一个播放列表或收紧背包带就容易多了。七点磁扣系统固定镜片，因此可以更换七种颜色中的任意一种以匹配你的天气条件或其他装备。

在偏远地区做饭通常意味着用石油制成的白气做饭。Foothill Fuels 开发了一种更环保、可再生的替代品：生物白气。该公司从餐馆和农场收集植物油，并将其提炼成可用于任何炉灶的燃料。使用旧炸薯条油脂产生的温室气体是转化恐龙汁的一半，而且这种更环保的燃料燃烧起来就像传统燃料一样。

走路时，臀部和肩膀会旋转。背上沉重的背包会限制这种自然运动，导致擦伤和酸痛。采用 Mammut Active Spine 技术的背包采用铝和玻璃纤维框架，肩带和腰带之间有枢轴点。这使装备能够灵活地随身体移动，而不是逆身体移动，从而减少疲劳并增加舒适度。

一场让你无法求助的致命撞车事故对任何骑行者来说都是可怕的风险。将 Specialized 的 ANGI 贴在头盔上，将其与手机配对，一条短信就能获得帮助。如果该设备的加速度计和陀螺仪检测到撞击或溢出，就会发出警报。如果在 90 秒内未做出反应，Specialized 应用程序会将您的位置发送给紧急联系人。该设备重量不到 1 盎司，适用于几乎任何盖子，并且不需要订阅或年费。

鞣制皮革需要大量的水和一种名为硫酸铬的有害物质。Ecco 的 DriTan 技术只需要生皮中的水分，并通过调整温度和 pH 值等因素来最大限度地减少化学品的使用。该公司表示，该工艺每张生皮可节省约 5 加仑湿料（每年可鞣制 124 万张生皮），并在荷兰的制革厂（采用该技术的几家制革厂之一）消除了 600 吨废物和污泥。

智能手表需要每晚充电。但 Garmin 的厚重 Fenix 6x 配备了容量巨大的 450 mAh 电池，可使用三周。但真正的区别在于坚固的大猩猩玻璃镜片下方几乎透明的太阳能电池板。它可以吸收足够的阳光，为您提供额外三天的电量，让您有更多时间在徒步旅行时查看指南针读数、跟踪游泳或跑步，或接收手机通知。即使您关闭手表，该光伏电池也会产生电荷。

手动泵式净水器是一种缓慢、令人疼痛的设备，可能需要一分钟才能生产出约 2.5 夸脱的饮用水。Grayl GeoPress 利用您的体重，在同样的时间内净化两倍的水量。只需将水灌满外腔并插入过滤器柱塞，将整个设备放在坚固的表面上，然后靠在上面。按下盖子，水就会通过可更换的滤芯，该滤芯使用​​离子交换网和活性炭来捕获细菌、原生动物甚至病毒等有害物质——这是许多其他设备所无法做到的。

对于偶尔需要便携式冰箱的人来说，泡沫塑料冷却器是一种方便的选择。不幸的是，它们是一个环境噩梦，会在垃圾填埋场堆积数百年。Igloo 的 16 夸脱 Recool 用回收木浆和石蜡的混合物取代了几乎坚不可摧的石化产品。它可以处理 75 磅的冷冻货物，使冰块保持冷冻长达 12 小时，而且价格不到 10 美元。这种材料足够坚固，可以承受五天的浸泡，所以你可以在海滩玩一下午后把它晾干，然后再使用。

Surfline 的热门应用使用遍布全球各地的 500 多个摄像头网络，让冲浪者可以监控天气和水况。Sessions iOS 应用允许你将 Apple Watch 同步到该应用，并使用相同的记录设备记录冲浪过程。你还可以获得波浪高度、冲浪时间和最高速度的简要信息。它有助于分析你的技术和提高技能，更不用说在社交媒体上分享你的冲浪技巧了。

大多数家用骑行台只提供少量调整，采用一刀切的方法，无法有效模拟真实世界的骑行。Wahoo 售价 3,500 美元的 Kickr 可以精确复制您的骑行。拍一张自行车照片，iOS 或 Android 应用程序会指导您调整座椅高度、车把位置和其他规格以匹配。它甚至可以让您换挡。碳带将曲柄连接到飞轮，让您感觉自己真的在踩踏板，倾斜装置会在您下坡或爬坡时改变其倾斜度，让您感觉自己真的在艰难地爬上阿尔卑斯山。

过去一年最令人敬畏的航空航天创新不仅仅是设计用于以极快的速度在空中和太空中巡航的酷炫装置。它们暗示了未来可能成为主流的东西。从可能有助于开启安静超音速飞行新时代的实验飞行器到注定要在火星上飞行的无人机，这些机器是为了突破我们的工程极限而制造的。

光帆 2 号是一颗 31 英寸高的卫星，安装在 18 英尺宽的帆上，它揭示了到本世纪中叶太空飞行的可能面貌。该飞船自 6 月以来以每小时 16,765 英里的速度绕地球运行，仅靠太阳光线中的光子为燃料。这些粒子在从超反射、超薄的聚酯薄膜（太空毯中材料的改进版）上反弹时产生动量。虚拟任务控制将让人们跟踪光帆的轨迹，直到明年，届时飞船将脱离轨道并在大气层中燃烧殆尽。行星学会在 21 世纪初开发了这项技术，希望看到其他人改进这一概念，以便有朝一日它可以成为一种低成本、低污染的螺旋桨，到达近至月球或远至半人马座的目的地。

这是一个激进的想法：让我们用飞机代替传统火箭将小型卫星送入轨道。为了尝试这种新旧结合的方法，Virgin Orbit 将其旗舰 LauncherOne 火箭安装在改装的波音 747 左翼。在 35,000 英尺的高度，这枚近 70 英尺长的火箭与飞机分离，启动发动机，并将有效载荷送入太空 - 而飞机则返回停机坪，改天再飞。1200 万美元的成本比燃料密集型垂直飞行便宜得多（例如，SpaceX Falcon 9 的发射成本约为 5700 万美元）。LauncherOne 应该会在今年或明年初进行首次正式试飞，并且已经签订了几个商业任务的合同 - 包括一次火星任务。

您的导航应用程序依靠各种各样的卫星运行，其中最古老的卫星可追溯到 1993 年。当洛克希德马丁公司开发的 GPS Block III 占领天空时，这种情况将发生改变。与其前身相比，这支由至少 12 颗轨道器组成的现代化舰队对民用用户的精确度将提高三倍，而对军方来说，它将提供更强大的信号和八倍的抗干扰能力。这些飞行器的使用寿命也将达到 15 年，比目前绕地球运行的飞行器长 25%。第一颗卫星于 2018 年 12 月从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射，第二颗于今年 8 月发射。第三颗将于明年初升空。

经过 20 年的微调，深空原子钟于 8 月开始滴答作响，开始了为期一年的绕地轨道运行。与之前的原子钟一样，该计时器通过测量稳定而精确的光频率来工作，在这种情况下，光是由汞分子发射的。这个紧凑的 37 磅重的装置比目前的原子钟稳定 50 倍，每 1000 万年只会差一秒。这种精度有助于研究宇宙（它可以通过测量信号在太阳系之间传播所需的时间来计算太阳系之间的距离），对太空旅行至关重要（一个微小的闪烁可能会让探测器或一群人与目的地相差数千英里）。

对于中国国家航天局来说，2019 年的开局更像是一声呜咽，而不是一声巨响。今年 1 月，嫦娥四号月球车首次在月球背面软着陆（NASA 曾在 1962 年和 2013 年两次发生撞击）。此后，这艘飞船从未停歇：着陆几天后，嫦娥四号的玉兔二号月球车就行走了大约 390 英尺，分析地质材料，以便我们更好地了解月球的演化过程。最近，它部署了最奇怪的有效载荷：一个月球微生态系统，可以在一个小的生物圈中发芽棉花种子。这项实验持续了整整九个地球日。

自从美国联邦航空管理局因超音速民航飞机产生的轰鸣声而禁止陆地上空的超音速民航飞机以来，已经过去了近半个世纪。美国国家航空航天局和洛克希德马丁公司希望利用目前正在加利福尼亚州建造的 X-59 QueSST 飞机来扭转这一现状。这架 97 英尺长的实验飞机将以超音速飞行，但其设计师将其设计得尽可能安静。当来自机头和机尾的冲击波合并时，典型的超音速飞机会产生音爆；由于 X-59 的独特形状，这两个波纹永远不会发生这种情况，所以产生的声音更像是远处的雷声或沉闷的砰砰声。如果计划于 2021 年进行的首飞顺利的话，这架飞机将为将飞行时间缩短一半的飞机铺平道路。

空军飞行员必须掌握突破重力的技能，然后才能驾驶昂贵的前线战斗机，比如 F-35。这些重要的课程是在高级教练机上进行的，这种双座飞机由教官和学员共同驾驶。波音和萨博设计并制造了最新版本的飞机，并进行了一些急需的升级：前座和后座的飞行员（教官通常坐在那里）都可以通过触摸屏访问导航和通信系统或飞机运行状况信息，就像他们在许多现代喷气式飞机上一样。后座的位置比前座高，这样教官就可以看到学员；飞机可以容纳各种体型的飞行员，使其成为任何学员都可以接受的工具。

Bell 的这款 6 英尺高、时速 120 英里的庞然大物的操作方式与标准无人机不同。与往常一样，APT 70 使用四个螺旋桨升空，但当它准备水平飞行时，整个飞行器会旋转 90 度，这样它的两个长边就变成了与地面大致平行的机翼，从而产生升力。额外的空气动力助推使其航程达到约 35 英里，远远超出了小型送货飞机的范围，例如亚马逊的一款 15 英里航程的送货飞机。APT 70 的载货量高达 70 磅，足以运输工业部件或医疗用品等大型货物，而不是在您的院子里投递小包裹。

从来没有人驾驶飞机飞过其他星球。但有了这架微型火星直升机，NASA 正试图在非常陌生的空域开辟一条新航线。喷气推进实验室的工程师设计了这架重 4 磅的直升机的反向旋转双叶片，使其能够在与地球平流层一样稀薄的大气层中盘旋。两年后部署后，NASA 将利用它吸取经验教训，为这颗红色星球打造更自主的飞行器。它的手机级彩色摄像头甚至可能发回比好奇号探测器的灰度照片更生动的照片。

西科斯基和波音公司的 SB>1 Defiant 直升机不依靠常规尾桨来保持飞行稳定，而是依靠一对 56 英尺长的刚性碳纤维旋翼来保持飞行稳定，这两个旋翼彼此以相反的方向旋转。这款直升机源自西科斯基长期运行的“X2”项目，其后部还配备了所谓的推进式螺旋桨，这一附加装置应能让直升机时速达到 288 英里或更高。对于通常以 150 英里/小时左右巡航的直升机来说，这个速度非常快。有朝一日，这样的直升机可能会取代速度较慢的老式黑鹰直升机，因为它们最多可搭载十几名士兵投入战斗。

我们可能已经厌倦了听到气候危机，但事实是：它仍然是我们今天面临的最重要的挑战。好消息是，许多公司正在采取新策略，更明智地利用地球有限的资源。现代化的船帆可能很快就会提高航运业的燃油经济性，机械树也将很快从空气中清除二氧化碳。消费者甚至可以加入人造肉列车或购买用更绿的靛蓝染色的牛仔裤。当然，今年的获奖工程师并不全都是发明了新的损害控制形式——对于星球大战迷和机器人狂热者来说，名单上还有一些不那么简单的乐趣。

让肉食爱好者真正享受素食汉堡很难，但地球的未来取决于人们减少食用牛肉，增加食用植物。当然，我们可以多吃豆类和豆科植物，但 Impossible Foods 知道，当你想吃汉堡时，只有牛肉——或者更确切地说，血红素，即含铁的血红蛋白——才可以满足你的味蕾。血红素分子是赋予肉类肉味的主要成分，因此这家总部位于加州的公司的工程师们创造了酵母细胞，可以大量生产这种物质。他们的 2.0 版本在一些杂货店和快餐连锁店有售，混合了大豆和土豆蛋白（不再使用小麦，使其不含麸质）以增加口感，并用椰子油和葵花籽油模仿牛肉的肥腻感。最终，它与真正的汉堡一样健康；它甚至含有相同的铁和蛋白质含量。最终的结果是，肉饼如此逼真，以至于长期吃素的人可能会感到恶心。事实上，这可能正是让爱吃肉的美国人转向更可持续饮食的必要条件。

假设你是一名视频游戏设计师，你需要生成一个虚拟景观，其中有一片平静的湖泊和一座白雪皑皑的山峰。手工制作这幅图像需要很长时间，但使用 Nvidia 的 GauGAN 软件，你基本上可以绘制基本形状，然后让其神经网络以照片般逼真的细节渲染其余部分。消费者预览版只提供静态图像（你必须自己插入任何角色艺术），但游戏巨头 Nvidia 已经使用仅由 AI 生成的图形创建了一个演示。他们希望为未来的设计师节省数千小时的开发时间。

迪士尼乐园的幻想工程师们希望您忘记自己身处迪士尼乐园。他们最新的占地 14 英亩的园区位于加利福尼亚州阿纳海姆，于今年 5 月开放，将您带入一个从头开始建造的巴图星球，在那里您可以与电子机器人和呼啸而过的激光共享街道。您可以从驾驶舱模拟器驾驶千年隼号，或者乘坐无轨逃生舱离开星球，让您感觉自己正从一艘星际驱逐舰中坠落。通过建筑、人造栖息地和虚构语言的融合，您会感觉自己仿佛直接走进了星球大战的宇宙。

由硅谷王国控股公司和亚利桑那州立大学的科学家设计的 1200 棵机械“树”组成的森林，有望从空气中吸收比以往任何人造成果都要多的二氧化碳。这些金属柱（具体材料仍处于保密状态）不使用木材，而是使用吸附剂制成的圆盘，当风吹过时，吸附剂可以吸收三倍于其重量的二氧化碳。一组 12 棵机械“树”每天可以从大气中吸收一公吨的二氧化碳；像 SKH 计划在加利福尼亚州安装的试点那样，整组机械“树”每年可以吸收多达 36500 公吨的二氧化碳。这几乎相当于 1844 个美国家庭的排放量。

只需花费几台笔记本电脑的价钱，任何人都可以买一个内置算法的机械臂回家，训练它折叠衣物、打扫浴室或从洗碗机中取出餐具。虽然笨重、低功率的机械臂缺乏精确度，但它用不可思议的、类似人类的感知能力弥补了这一缺陷：它使用视觉和触觉传感器来判断距离，并通过类似夹钳的夹子施加轻柔的压力。目前，Blue 仅由加州大学伯克利分校的实验室独家生产，但预计未来几年将进入家庭，未来它的用途可能与今天的智能手机一样多。

牛仔布用植物靛蓝染色已有几十年了。如今，制造商使用合成粉末染料，生产这种染料需要 100 倍于其重量的石油。另一方面，时尚生物技术公司 Tinctorium 的染料来自经过基因编辑的大肠杆菌，这种细菌吸收糖并释放出靛蓝的分子前体。然后，该物质与酶结合产生实际的化学色素。到目前为止，它已被用来给围巾和棉纱染色；明年，Tinctorium 将在裤子上测试它，之后，希望你能买到那些妈妈牛仔裤。

2018 年 12 月 3 日，80 名乘客乘坐一艘没有船员的渡轮在芬兰群岛的两个岛屿之间航行。船长坐在 31 英里外，随时待命以防紧急情况。通过运行不需要复杂方向的点对点旅行，渡轮可能是进入自动驾驶世界的完美选择。SVAN 模块使用激光、雷达和计算机视觉在水域导航，可以改装到任何船舶上，这可以帮助航运业降低人员成本。更重要的是，该系统可以防止 75% 到 95% 因人为操作失误而发生的海上事故。

雄性雏鸡对家禽业来说毫无用处：它们不能下蛋，也不能快速长胖，无法生产出 5 美分的鸡翅，因此农民每年要屠宰 60 亿只雄性雏鸡，却一无所获。Respeggt 找到了一种解决方法：在蛋壳上打一个 0.3 毫米宽的洞，吸出一滴胚胎尿液，然后检测雌酮硫酸盐，这是一种只有雌性雏鸡才会产生的激素。雄性胚胎随后被加工成动物饲料，而雌性胚胎则被送往孵化场。柏林人已经可以买到带有 Respeggt 印章的纸箱，但世界其他地方仍在等待名单上。

薄薄的紧身裤是你每隔一周就会扔掉并更换的内衣的一部分，它注定会撕裂——除非它们是由一种抗拉强度可与钢媲美的轻质聚合物制成的。 Sheertex 的专有纤维是由登山绳和防弹背心中使用的一些相同材料制成的；它们非常坚固，需要定制的针织机（标准针织机因压力太大而断裂）。你可以把高跟鞋塞进这些东西里而不会撕裂它们，这使得它们成为比一次性替代品更好的投资——对你和地球都是如此。

港珠澳大桥的地图看起来就像一条两栖赛道。这条长 18 多英里的公路将司机从中国沿海的澳门和珠海运送到海湾对岸的香港，反之亦然。汽车必须通过两个边境检查站和两个人工岛，然后快速穿过一条水下隧道，而集装箱船则漂浮在头顶上。整座大桥可抵御每小时 125 英里的强风（台风的威胁）和 8 级地震。除了这些恐怖之外，它让穿越南海成为一次悠闲的旅程。

这些光滑的翼帆与它们的前辈帆布帆完全不同——这是件好事。它们高大宽阔的外形使它们能够从更多方向捕获风，然后将能量分流到发动机中。它们无法为整个旅程提供动力，但平均而言，它们可以将船舶的燃料消耗量减少 30%。如果世界上大约 90,000 艘船中哪怕只有一小部分改用这种帆，也可以大大减少船舶每天消耗的 500 多万桶船用燃料。而且由于可折叠的帆可以改装并自动运行，它们可以为集装箱船和客船提供帮助。

大多数人在想到典型的摩天大楼时，可能会想到钢铁、混凝土和玻璃。但由 Voll Arkitekter 设计的 Mjøsa Tower 却打破了这种印象：其 18 层全部采用木材。这座挪威奇迹拥有豪华公寓和宽敞的办公室，由层压木材制成，层压木材是一种将薄板粘合在一起的材料。这种建筑增加了防火性，与钢材不同，它在火灾中仍能保持结构完整性。其可再生材料还使高层建筑业主能够减少碳足迹，而混凝土的减少减少了对沙子的依赖，沙子是一种出人意料的有限资源。