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四個試著改變世界的青少年發明家

扎利亞·高威特 (Zaria Gorvett)
(圖片來源:Alamy)
Image copyright Alamy

很多人覺得青少年情緒波動大,社交媒體成癮,時尚品味讓人生疑。但是有一些不同尋常的青少年跳脫窠臼。新一代早熟青年正憑借著雄心勃勃和突破性的技術來解決當今的問題。

如果你覺得自己並不是太差勁,那就請看下面四位正在重塑世界的不可思議的少年。

凱亞娜·卡維(Keiana Cavé),18歲,來自新奧爾良

卡維的發明之路始於2010年墨西哥灣深水地平線(Deepwater Horizon)石油洩漏事件。這次洩露導致了人類歷史上最大的海洋浮油事件,490萬桶石油被洩漏到地球上重要的生態水體之中。

很快,小海豚死亡率變成平常的六倍,而漁民和科學家報告出現了大量畸形海洋生物,包括缺眼睛、眼眶的蝦和傷口流膿的魚。

卡維看電視報道時立刻覺得一定會有隱性環境污染。她決定關注一下到底在發生什麼情況。

Image copyright Getty Images
Image caption "深水地平線"事件導致墨西哥灣的生態系統遭受嚴重破壞(圖片來源:Getty Images)

15歲的卡維開始研究海洋表面的石油殘留情況。她發現當石油受到太陽紫外線照射時,會產生致癌的化學物質。

現在,她已經完成了關於檢測致癌物的化學方法的兩篇科學論文和兩項專利。她還創辦了一家初創公司Mare,旨在稀釋污染物以降低破壞性。她的研究最近還獲得120萬美元的資助。

裏法斯·沙魯克(Rifath Shaarook),18歲,來自印度

沙魯克年幼時會和父親穆罕默德·法魯克(Mohamed Farook)看望遠鏡幾小時。穆罕默德是當地的一位教授、科學家,在兒子小學時他就過世了。

但是沙魯克對太空的激情延續了下來。在十幾歲時,他加入了印度兒童太空組織(Space Kidz India),該組織致力於培養青年對技術的熱情。他建立了一個六人小組,在組織的創立者和主管的指導下花了四年時間製造一顆衛星。

每天晚上,這些青少年都會用視頻電話討論計劃,常常會持續到凌晨4點30分。最後,他們發明了世界上重量最輕的衛星——卡拉姆衛星(KalamSat)。

這顆衛星只有64克,和一塊大電池差不多重,是用3D打印製造出來、用碳纖維強化的3.8厘米見方的塑料立方體。它包含了幾種不同的傳感器,能夠測量溫度、磁性、海拔和菌株。它還自帶電力來源和一台小型計算機,在適當的時候可以打開所有的傳感器,並存儲數據。

他們的計劃是把卡拉姆衛星發射到亞軌道,以測試微重力環境下強化塑料的表現。能夠承受太空旅行壓力的輕量材料非常有用,因為把一磅重量的物體發射到太空中的成本大約是一萬美元。在到達目的地後,衛星會在12分鐘的時間裏收集數據,然後向地球墜落,最後落入海中。

2017年6月22日,該設備在美國宇航局(Nasa)弗吉尼亞州(Virginia)瓦勒普斯島(Wallops Island)的基地成功發射。與該衛星同名的著名火箭科學家和前總裁APJ·阿卜杜爾·卡拉姆(APJ Abdul Kalam)曾在半個多世紀之前訪問過此地。

漢娜·赫布斯特(Hannah Herbst),17歲,來自佛羅里達

赫布斯特15歲時的發明靈感來自埃塞俄比亞的一位年齡只有9歲的筆友,在他們那裏沒有電燈。這種情況普遍到讓人吃驚的地步:目前全世界13億人沒有供電。這名學生由此提出了「燈塔」計劃(Beacon),從海洋的波浪直接獲取能源。

赫布斯特的思路是人口大都生活在水域附近;全球大約40%的人口生活在距離海岸100公里的範圍內,只有10%的人口生活在距離無需挖井的淡水水源(比如河流或湖泊)10公里以外的地方。

該技術使用一個中空的塑料管,一端裝有螺旋槳,另一端裝有水力發電機。當潮汐能驅動螺旋槳時,發電機就將其轉換成可用的電能。赫布斯特先設計出了渦輪原型的電腦模型,然後3D打印出原型機並在海岸間水道進行測試。

Image copyright Beacon
Image caption 燈塔裝置可利用幾乎任何水源發電(圖片來源:Beacon)

如果將該設計擴大規模,根據赫布斯特的計算,燈塔裝置可以在一小時內同時為三輛汽車的電池充電。她建議,由此產生的電力可用於淨水技術或者發展中國家醫院的血液離心機。

這項發明贏得了2015年探索集團教育部門3M青年科學家挑戰賽(Discovery Education 3M Young Scientist Challenge)等多項大獎。赫布斯特高中畢業,正在攻讀計算機工程學位。

尤利安·裏奧斯·坎圖(Julian Rios Cantu),18歲,來自墨西哥

這位發明家年僅13歲時母親被診斷出乳腺癌。在不到六個月的時間裏,腫瘤從一粒米的大小變成高爾夫球大的腫塊,讓他驚恐不已。他的母親切除了兩個乳房,最終消除了癌症。

幾年後,坎圖開始幫助他人預防這種疾病。他和三個好友一起創立了Higia技術公司,開發一款能夠發現乳腺癌早期症狀的可穿戴設備。

EVA胸罩原型由可以連接在普通胸罩上的傳感器組成。只需一周戴一小時,就可發揮作用。它會尋找皮膚溫度和彈性的變化,這是該疾病的已知的一些徵兆。每次使用後,數據會被發送到公司的手機應用,人工智能算法會利用它來計算人體的患病風險。

Image copyright EVA
Image caption EVA胸罩只需一周戴一小時(圖片來源:EVA)

該設備已經獲得了全球學生企業家獎(Global Student Entrepreneur Awards),並籌集了20,000美元的資金。但離投產看似還有很長的路要走。它還沒有進行臨牀試驗,而過去類似的技術被證明是不可靠的。

不過,如果這個項目獲得成功,它可能會拯救數百萬人的生命。2012年,全球診斷出170萬乳腺癌新病例,同一年因乳腺癌去世的患者超過了50萬人。早期發現對治療的成功與否非常關鍵。

現今的青少年發明家是悠久傳統的一部分。事實上,世界上很多多產的人才都在是在年輕時開始發明的——電視機、電話、蹦牀、盲文、計算器、冰棒和耳罩都是不到20歲的青少年的發明。

儘管這四位學生看起來比成年發明家單純、青澀,但是不要弄錯了——他們有可能成為下一位托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)或埃隆·馬斯克(Elon Musk)。

請訪問 BBC Future 閲讀 英文原文

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