2019 年最重要的工程创新

2019 年最佳新产品的全部 100 项创新均以此方式呈现。

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，并通过夹爪施加轻柔的压力。目前，Blue 仅供加州大学伯克利分校实验室使用，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。