馬之恒 白竟楠 劉江恒

2014年12月7日，第三屆“首都大學(xué)生科技創(chuàng)新作品與專利成果展示推介會(huì)”在北京建筑大學(xué)大興校區(qū)落下帷幕。與前兩屆展示推介會(huì)一樣，這屆展會(huì)上最大的亮點(diǎn)仍然是來(lái)自55所高校學(xué)子們創(chuàng)新智慧的結(jié)晶——那些酷炫的展品?！癦”字形的無(wú)人飛機(jī)，給盲人使用的“點(diǎn)顯器”，服務(wù)出國(guó)旅行者和留學(xué)生的點(diǎn)評(píng)網(wǎng)站……種種精妙的構(gòu)思，令人不禁眼前一亮，仿佛未來(lái)生活已近在眼前。

如果坦克與潛艇“混血”

如果把坦克的履帶“移植”到潛艇上，會(huì)得到一個(gè)怎樣的“怪胎”？北京化工大學(xué)的學(xué)生就進(jìn)行了這樣的嘗試，并得到了一種能在水下復(fù)雜環(huán)境中高效移動(dòng)的機(jī)器人——履帶式內(nèi)置槳兩用移動(dòng)機(jī)器人。這種機(jī)器人既能在水中或潛水狀態(tài)下行進(jìn)，又能在淺水區(qū)的水底行進(jìn)，更可以依靠?jī)蓷l履帶，實(shí)現(xiàn)兩棲登陸。

這件作品的靈感，來(lái)自一則關(guān)于深海潛水器“蛟龍”號(hào)的新聞報(bào)道：“蛟龍”號(hào)在水下需要謹(jǐn)小慎微，如果不慎讓螺旋槳纏上水草就會(huì)難以脫身。但如果使用履帶，惱人的水草就不會(huì)再構(gòu)成多大的威脅。雖然這種機(jī)器人目前的性能還弱得有些可憐：下潛深度2～3米，水底速度每秒0.1～0.5米，水中速度每秒0.1～0.25米，而且只能承重20公斤;但是，誰(shuí)又能說(shuō)它一定會(huì)止步于此呢？

直升機(jī)“嫁接”固定翼

直升機(jī)不用跑道就能起降，可惜飛得慢;固定翼飛機(jī)能高速飛行，卻依賴于跑道。為了結(jié)合這兩者的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)彌補(bǔ)缺點(diǎn)，國(guó)外航空界已經(jīng)有了一些解決方案，比如X翼飛機(jī)（可以鎖定旋翼再以常規(guī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)的特種直升機(jī)）、傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)和垂直起落飛機(jī)。但這些飛機(jī)往往因?yàn)橄到y(tǒng)過(guò)于復(fù)雜而帶來(lái)了新的問(wèn)題，比如可靠性低或者油耗過(guò)大。

北京航空航天大學(xué)的學(xué)生們，則帶來(lái)了一種簡(jiǎn)潔的方案。他們?yōu)橹鄙龣C(jī)“嫁接”了升力機(jī)翼和水平推進(jìn)裝置，并改裝旋翼使之可以鎖定變?yōu)楣潭ㄒ?。在飛機(jī)起飛和降落的時(shí)候，由旋翼旋轉(zhuǎn)提供升力;而在平飛階段，旋翼就會(huì)停轉(zhuǎn)并鎖定，轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ㄒ?，與固定機(jī)翼一同提供升力，像固定翼飛機(jī)一樣巡航。這種飛機(jī)可以應(yīng)用于抗震救災(zāi)、物資運(yùn)輸、探測(cè)偵查、高速打擊等多類任務(wù)，亦能作為航母艦載機(jī)使用。

給盲人的電子書(shū)

盲人無(wú)法像正常人一樣用眼睛觀看事物，通常依靠耳朵的聽(tīng)覺(jué)及手指的觸覺(jué)獲取外界信息。為了便于盲人進(jìn)行文化學(xué)習(xí)及信息交流，文獻(xiàn)資料常被轉(zhuǎn)化為盲文，讓盲人能夠依靠觸覺(jué)進(jìn)行閱讀。

隨著信息化的發(fā)展及個(gè)人電腦的普及，越來(lái)越多的資料以電子形式存在。不過(guò)，雖然現(xiàn)在已經(jīng)有能夠安裝在電腦上的“漢字-盲文”轉(zhuǎn)換軟件，但盲人肯定無(wú)法閱讀電腦屏幕上顯示的盲文，所以這種軟件的轉(zhuǎn)換意義不大。有鑒于此，北京交通大學(xué)的幾名學(xué)生開(kāi)發(fā)了這種“盲文點(diǎn)顯器”。它可以與電腦讀屏軟件配合，將軟件讀取的信息轉(zhuǎn)換成盲文，也就是點(diǎn)顯器上一個(gè)個(gè)“文字模塊”的自動(dòng)凸起，讓盲人有可能通過(guò)觸摸來(lái)閱讀電子文檔。在技術(shù)成熟之后，這種設(shè)計(jì)還可以變化為由數(shù)十個(gè)乃至更多文字模塊組成的陣列，從而形成一本給盲人閱讀的電子書(shū)。

海外旅行專用的“大眾點(diǎn)評(píng)網(wǎng)”

在國(guó)內(nèi)各個(gè)城市旅游的時(shí)候，人們都會(huì)習(xí)慣性地掏出手機(jī)，登陸大眾點(diǎn)評(píng)網(wǎng)或類似的網(wǎng)站，搜索附近有什么好吃的、好玩的。但如何讓出國(guó)旅行、留學(xué)的同胞也能享受到類似的便利呢？中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的創(chuàng)新作品“四萬(wàn)公里華人境外服務(wù)平臺(tái)”（下文簡(jiǎn)稱“四萬(wàn)公里”），就是一款覆蓋全球的“大眾點(diǎn)評(píng)”。

“四萬(wàn)公里”主要針對(duì)商業(yè)人士和旅行者設(shè)計(jì)，考慮到旅途中手機(jī)端的應(yīng)用更為方便，“四萬(wàn)公里”沒(méi)有PC端的應(yīng)用。為了讓受眾的信息資源更加廣泛，不僅能鎖定用戶所在國(guó)家地點(diǎn)周圍的美食和娛樂(lè)項(xiàng)目，軟件還集中了幾乎所有世界社交網(wǎng)站的點(diǎn)評(píng)，例如臉譜網(wǎng)、推特和微博等等，打造境外旅游中上佳的“旅伴”。

壓路機(jī)技術(shù)哪家強(qiáng)？

這輛來(lái)自北京建筑大學(xué)的電動(dòng)汽車，以一種頗為另類的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了盡可能節(jié)約能源的獨(dú)特目標(biāo)。雖然外觀有些像壓路機(jī)，可是這輛電動(dòng)車卻絕對(duì)沒(méi)有壓路機(jī)的笨重，反而因?yàn)殇X合金骨架和玻璃纖維外殼而相當(dāng)輕盈，與普通的電動(dòng)自行車不分伯仲。放置在車體中間的電機(jī)，為兼具推進(jìn)和驅(qū)動(dòng)功能的前輪提供動(dòng)力，有效地簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而賦予了電動(dòng)車更佳的傳動(dòng)效率，而這也就意味著更有效的節(jié)能。

給95式步槍配上“皮軌”

對(duì)于現(xiàn)代突擊步槍來(lái)說(shuō)，皮卡丁尼導(dǎo)軌（簡(jiǎn)稱“皮軌”）的價(jià)值至關(guān)重要。作為一種輕武器標(biāo)準(zhǔn)化附件安裝平臺(tái)，這種導(dǎo)軌可以讓突擊步槍安裝各類瞄準(zhǔn)鏡和戰(zhàn)術(shù)手電等形形色色的配件。但在中國(guó)大陸，解放軍裝備的95式突擊步槍，卻只有提把而沒(méi)有“皮軌”。

于是，裝甲兵工程學(xué)院的學(xué)生帶來(lái)了這個(gè)頗具“軍旅風(fēng)”的發(fā)明：將95式步槍的提把拆除，安裝上一套專門設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌系統(tǒng)。導(dǎo)軌被分成了互為90度角的兩段，以便分別安裝瞄準(zhǔn)具和戰(zhàn)術(shù)手電。這種導(dǎo)軌的接口與西方國(guó)家流行的“皮軌”兼容，這就意味著國(guó)際上最先進(jìn)的輕武器附件，也能為解放軍所用。

總理的“國(guó)禮”怎樣煉成

在今年10月的第七屆中德經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作論壇上，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)把一件中國(guó)傳統(tǒng)的智力玩具“魯班鎖”，作為“國(guó)禮”送給了德國(guó)總理默克爾。這件“國(guó)禮”的產(chǎn)地，就是位于天津的中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

考慮到“魯班鎖”可能會(huì)在贈(zèng)送現(xiàn)場(chǎng)被演示，天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院師生有意改進(jìn)了這種玩具的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，在玩具的核心部位增加了一種特殊設(shè)計(jì)的精密的機(jī)關(guān)，使它不會(huì)因?yàn)榛蝿?dòng)而被拆散。基于這種設(shè)計(jì)，師生們用一臺(tái)進(jìn)口自德國(guó)的精密機(jī)床，克服工件窄小帶來(lái)的刀頭轉(zhuǎn)向的困難，將鋁合金加工成魯班鎖的構(gòu)件。這樣的工藝，讓魯班鎖的每一個(gè)構(gòu)件的轉(zhuǎn)角處，都留下了奇特卻也優(yōu)美的斜角。經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)印以得到不同顏色外觀的魯班鎖，與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的模型等物品一起，供國(guó)務(wù)院工作人員挑選。一款純色的魯班鎖雀屏中選，成了李克強(qiáng)送出的“國(guó)禮”。

自行車？還是摩托車？

山地自行車一樣的前輪和車把，摩托車一樣的寬大座椅和后輪，這無(wú)疑又是一個(gè)“混血兒”。這輛“一半對(duì)一半”的奇特自行車，是裝甲兵工程學(xué)院學(xué)生的創(chuàng)新成果。這樣的設(shè)計(jì)除了讓車子行駛得更為穩(wěn)定，還有另外一個(gè)目的，那就是呵護(hù)騎車人的膝蓋。

我們知道，如果“不幸”騎到一輛座椅比較矮的車，那么不僅騎不快，而且路程稍微長(zhǎng)一些，膝蓋就會(huì)酸痛。這是因?yàn)?，座椅到踏板的距離有限，使每一次蹬踏都不能讓腿完全伸展開(kāi)，膝蓋也就因此而處在一個(gè)很不舒服的狀態(tài)之下。這樣的騎車方式，對(duì)膝蓋的健康實(shí)際上非常不利。但這輛“混血”自行車使用了類似摩托車的長(zhǎng)座椅，車座與踏板之間變成了斜線，讓腿長(zhǎng)的人能通過(guò)稍微向后坐一些的方式，延長(zhǎng)腿蹬踏的行程。這就延長(zhǎng)了腿能夠舒展的空間，不僅提高了效率，而且讓長(zhǎng)途騎車的過(guò)程變得更舒服。

“Z字形”無(wú)人機(jī)

這貨是什么？俄羅斯方塊？印第安土著的武器？正確的答案是河北科技大學(xué)的學(xué)生研發(fā)的一種無(wú)人機(jī)。

不同于絕大多數(shù)雙翼對(duì)稱的固定翼飛機(jī)，這架無(wú)人機(jī)使用了不對(duì)稱的布局，并通過(guò)對(duì)機(jī)翼的特殊設(shè)計(jì)和對(duì)襟翼的精確控制，讓飛機(jī)的機(jī)翼不僅滿足飛行所需，還具有尾翼的功用，從而提供與傳統(tǒng)布局別無(wú)二致的遙控飛行體驗(yàn)。更重要的是，這種飛機(jī)的機(jī)翼可以折疊，將飛機(jī)“壓縮”成一個(gè)長(zhǎng)方體以便儲(chǔ)存。這種“縮骨功”的結(jié)果，就是一立方米的空間，可以放下16架這樣的無(wú)人機(jī)。

三塊錢拯救你的手機(jī)

這款出自裝甲兵工程學(xué)院學(xué)生之手，成本只有三塊錢的創(chuàng)新作品看起來(lái)有些“老土”，但它也是生活中不可或缺的——除非你從來(lái)沒(méi)有過(guò)把手機(jī)、鑰匙或者錢包掉在水里的窘迫經(jīng)歷。

這種不起眼的塑料小管，其中一端是一個(gè)活門，蒙著一片氣球上使用的橡膠;另一端則塞著一個(gè)折疊起來(lái)的氣球。在氣球與活門之間，有一段用帶孔的擋板與氣球隔開(kāi)的空間，里面裝著一小塊維生素C泡騰片。只要將這個(gè)小裝置牢牢地系在手機(jī)、鑰匙圈等小物件上，一旦系著它的物品掉進(jìn)水里，泡騰片就會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生大量氣泡充滿氣球，其浮力足以拉起絕大多數(shù)手機(jī)，更不要說(shuō)更輕的鑰匙鏈了。一次“救險(xiǎn)”之后，您還可以把氣球晾干之后折疊回去，再裝好泡騰片，以便下次出糗時(shí)救急。

（感謝微信公眾號(hào)掌上科普對(duì)本文的支持）