新的假肢开创了仿生技术革新之路。
人体修复术的研究，往往在战争期间或战争刚结束时取得突飞猛进。令人遗憾的是，过去几年也不例外。美国芝加哥康复中心的托德·A·库伊肯(ToddA.Kuiken)和他领导的团队，在“神经定向再分布”(targetedreinnervation)技术上取得了开创性的进展。这项技术专门探索如何把人造手臂接在神经系统上。他们从伤者失去手臂的那一侧肩膀上取出神经，移植到胸部。装了假肢的人想移动假肢时，只要用力使胸部肌肉收缩，电极就会探测到这一活动，并将信息传递给假肢，使它做出相应动作。研究人员已经开始试验双向连接，试图把假肢传感器发来的信号转发给感觉神经。
这种假肢是赛格威(Segway)的发明人、DEKA研发公司的迪安·卡门(DeanKamen)研制的。它的详细情况目前只在一段网络视频中有所披露，但效果着实令人眼界大开。在某场演示中，一位装着这种假肢原型产品的工程师用假手抓住了一个水瓶，捡起了一支笔，还刮了刮自己的鼻子，看起来酷似美国科幻电视剧集《无敌女金刚》(BionicWoman)中的场景。我们只能期望，这种假肢的售价不要像赛格威那样贵得离谱，而是让大多数人都能够负担得起。
在美国，每年有20多万人遭遇膝部韧带撕裂伤，这种损伤会造成极大痛苦，而且很难治愈。美国弗吉尼亚大学的加图·T·洛朗森(CatoT.Laurencin)领导的团队，开发出一类新型聚合物，可以充当组织支架，促进新韧带的生长。在对家兔膝盖进行的试验中，再生的韧带可以承受相当于正常韧带1/3的张力。不可否认，大约有一半的兔子会再次发生韧带撕裂，不过洛朗森认为，这是因为他们很难说服兔子乖乖接受物理治疗。
撰文/乔治·马瑟(George Musser)
译/郭凯声 校/罗绮、虞骏
寻找捷径的最快方法
计算行驶路线并预测交通堵塞的全新方法，可以大大节省花在路上的时间。
以前，为了给上网求助的问路者提供即时帮助，MapQuest和谷歌地图(GoogleMaps)之类的导航地图程序不得不对问题进行简化，换句话说，它们无法完整地考虑每一条通往目的地的可能路线。不过，现在情况已经不同了。德国卡尔斯鲁厄大学的科学家设计了一种计算机程序，可以迅速计算出所有可能的行驶路线中最快捷的一条，所需计算量也不算太大。
项目科学家多米尼克·舒尔斯特(DominikSchultes)设计了这套程序，他的出发点非常简单：驱车前往某处时，通常需要经过若干个十字路口，这些十字路口之间没有多少连接路线。预先计算出发地(或目的地)与最近十字路口之间的连接路径，再计算各条干线彼此交叉的所有地方，也就是所谓的交通节点(transitnode)之间的连接状况，便可以找出最佳路线。在道路纵横密布的西欧和美国地图上，研究人员测试了这种高度节省计算量的算法，发现计算效率提升了足足100倍。
为了真正确保司机们开车时不会迷失方向，谷歌公司已经在谷歌地图中加入了一项名为“谷歌街景”(GoogleStreetView)的功能，为司机提供精确到街道的实景导航图。“谷歌街景”会把行驶路线上的街道全景抓拍图片，按照行驶顺序一张张显示出来，让司机从驾驶座上便能参照图片核对自己路过的道路标志了。
即使有了最可靠的路线指南，无法预料的交通状况也会造成出行不利。IntelliOne公司致力于把交通网与通信网结合起来，它们不久前推出TrafficAid系统，可以把匿名的手机信号转换为一张精确的实时交通路况图。
利用无处不在的手机网络，这套系统无须沿着交通路线安装独立的传感器。相反，一些特殊的服务器可以探测某一部手机的确切位置和速度。IntelliOne公司将这些信号数据传送到数据库中，将探测到的手机与具体的道路联系起来，生成准确而及时的路况信息。
由于不再依靠摄像机、路边雷达和路面监视器传来的交通信息，TrafficAid系统能够更迅速地刷新手机信号分布图，计算出汽车实际速度，误差在5~8千米/小时以内。
撰文/彼得·谢尔戈(Peter Sergo)
译/郭凯声 校/罗绮、虞骏
透视技术和催眠药物
科学家的独立研究取得了一系列技术进展。
T射线透视仪
从理论上来说，太赫兹射线(terahertzradiation)可以透过人体、塑料、纤维和陶瓷，在不损伤材料的前提下，安全检测内部是否存在异物。这种射线的频率约为百亿赫兹，介于微波和红外线之间，可以在医疗领域帮助检测肿瘤，在安全领域协助发现炸弹。几十年过去了，所谓的T射线设备仍然易碎而笨重(至少45千克)，很难走出实验室，得到广泛应用。然而，经过了短短几个月的努力，美国伦斯勒理工学院的布赖恩·舒尔金(BrianSchulkin)就制造出一种简易T射线成像仪。这个被称为“迷你Z”的设备仅重2.3千克，一只公文包就能装下。科学家用样机检测出了用来制造航天飞机隔热层的泡沫材料样品中的人工瑕疵。舒尔金接下来计划开发掌上型T射线设备。
撰文/查尔斯·Q·蔡(Charles Q. Choi)
减轻背部负担
学生书包里几本又厚又重的课本足以造成肌肉劳损。美国宾夕法尼亚大学和马萨诸塞州伍兹霍尔市海洋生物学实验室的劳伦斯·C·罗梅(LawrenceC.Rome)及其同事，发明了一种可以最大程度减小背包压力的悬吊系统。在行走过程中，人的身体通常以几厘米的幅度上下起伏，书包也随之一上一下。一个2.3千克重的笔记本电脑，行走过程中会对背部产生相当于3.7千克的冲击力，跑动过程中冲击力将增大到6.9千克。利用滑轮和弹力绳，研究人员使这种由运动产生的上下起伏减少了一半以上，从而使背包在感觉上轻了1/5。
其中一种背包设计甚至可以发电，输出功率超过7瓦特，足以给手机充电。罗梅已经成立了一家名为“轻盈背包”(LightningPacks)的公司，想把这些设想变成现实。
撰文/乔治·马瑟(George Musser)
更有效的安眠药
9年前，科学家发现，嗜睡症(narcolepsy，一种突然产生睡意的病症)是大脑缺乏食欲肽(orexin)引发的。瑞士Actelion制药公司根据这一知识，开发出一种新型安眠药，通过抑制两个食欲肽受体达到催眠效果。实验显示，该药有效成分——一种被称为ACT-078573的化合物，可以有效使动物或人类进入睡眠。
撰文/加里·斯蒂克斯(Gary Stix)
抵御寄生虫的新武器
血吸虫病(schistosomiasis)是一种寄生虫病，会让人虚弱无力。全球每年约有两亿人感染此病，使它成为仅次于疟疾的世界卫生难题。目前，这种慢性病的常用治疗药物只有一种——吡喹酮(praziquantel)，这不禁令人担心：有朝一日，血吸虫产生抗性后，我们该如何应对？美国加利福尼亚大学旧金山分校的康纳·R·卡弗里(ConorR.Caffrey)及其同事，研制出了一种可以杀灭血吸虫的新药。通过深入研究，他们发现K11777药物会干扰血吸虫消化酶的功能，从而将它们从实验室小鼠体内清除干净。
如果这种药物对人类同样有效，人们将考虑在发病前期用吡喹酮，后期用K11777的复合疗法。
撰文/查尔斯·Q·蔡(Charles Q. Choi)
禽流感研究的资源共享
直到不久以前，各个从事禽流感研究的实验室，仍旧对自己的研究结果严格保密，以致全世界只有15个研究机构可以获得禽流感病毒相关基因的序列，这实际上阻碍了对禽流感的研究进展。然而，意大利帕多瓦市维亚勒大学(VialleUniversity)的伊拉里亚·卡普阿(IlariaCapua)没有将她的研究结果输入自己实验室的数据库，而是公布在了面向大众公开的基因银行(GenBank)上。她还勇敢地号召其他实验室效仿她的作法。
她的努力为“全球共享禽流感数据倡议”(Global Initiative on Sharing AvianInfluenzaData)铺平了道路。通过这项倡议，研究人员可以保有研究成果的知识产权，科学发现又可以自由共享。
撰文/查尔斯·Q·蔡(Charles Q. Choi)
译/刘旸 校/虞骏
《科学美国人》2007年全球科技领袖名单
2008年1月份的《环球科学》杂志(著名科普杂志《科学美国人》中文版)公布了2007年全球科技领袖名单，这些研究人员和机构有能力在卫生保健、消费电子等众多领域，为人类做出非凡贡献。
以下为《科学美国人》2007年全球科技领袖名单
年度科学研究领袖
1.威康信托基金会病例控制协会
年度商业领袖
2.阿米瑞斯生物技术公司
年度政策领袖
3.艾克斯(X)大奖基金会
引领科学研究、商业与政策未来趋势的领袖
把无线之梦进行到底
4.马林·索尔亚契奇，美国麻省理工学院(研究)
5.苹果公司(商业)
6.罗伯特·克里斯特，美国伊利诺伊大学香槟分校；
维恩·德席尔瓦，美国波莫纳学院(研究)
药物直通车
7.曼朱纳特·N·斯瓦米，美国哈佛大学医学院免疫疾病研究所(研究)
8.汉斯·博曼斯，荷兰应用科学研究组织(研究)
新燃料替代品
9.詹姆斯·A·迪梅希奇，美国威斯康星大学麦迪逊分校(研究)
10.拉多斯拉夫·R·阿季奇，美国布鲁克海文国家实验室(研究)
11.谢利·D·明特尔、塔玛拉·克洛茨巴赫，美国圣路易斯大学(研究)
对抗室内毒素
12.帕特里夏·A·亨特，美国华盛顿州立大学(研究)
13.美国药剂师协会、美国鱼类及野生动物保护委员会(政策)
超精密测量技术取得新进展
14.彼得·W·萨特、伊莱·A·萨特，美国布鲁克海文国家实验室(研究)
15.日本北海道大学和英国布里斯托尔大学的物理学家团队(研究)
用蚊子来对付疟疾
16.马塞洛·雅各布斯-洛雷纳，美国约翰·霍普金斯大学(研究)
17.布鲁斯·A·海，美国加州理工大学(研究)
新型材料层出不穷
18.南希·R·索托斯、斯科特·R·怀特，美国伊利诺伊大学香槟分校(研究)
19.伯努瓦·罗曼、若泽·比科，法国巴黎高等理工化工大学(研究)
20.罗宾·G·希克斯，加拿大英属哥伦比亚省维多利亚大学；
拉伊沙潘·然，加拿大安大略省温莎大学(研究)
21.谢尔盖·德莫克里托夫，德国明斯特大学(研究)
神经生物学新视野
22.伊泰·巴鲁齐、埃谢尔·本-雅各布，以色列特拉维夫大学(研究)
23.理查德·D·史密斯，美国西北太平洋国家实验室；
德斯蒙德·J·史密斯，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校(研究)
24.斯蒂娜·M·塔克、埃斯特·奥、胡安·C·特龙科索，美国约翰·霍普金斯大学医学院(研究)
25.贝卡·所罗门，以色列特拉维夫大学(研究)
光子操控
26.尤里·A·弗拉索夫，IBM托马斯·J·沃森研究中心(研究)
27.田边孝纯，日本NTT物性科学基础实验所(研究)
28.E·佛瑞德·舒伯特，美国伦斯勒理工学院(研究)
29.尤金·S·波尔齐克，丹麦哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所；
伊格纳西奥·西拉克，德国马普量子光学研究所(研究)
对抗朊病毒
30.乔凡娜·R·马卢奇，英国伦敦神经学研究所(研究)
31.罗伯特·罗韦尔，美国巴尔的摩退役老兵体检中心(研究)
太阳能发电效率有望提高
32.格雷戈里·S·恩格尔，美国芝加哥大学(研究)
33.史蒂文·范德塞尔，美国伦斯勒理工学院(研究)
控制干细胞
34.山中伸弥，日本京都大学(研究)
35.杨培东，美国加利福尼亚大学伯克利分校；
布鲁斯·R·康克林，美国旧金山市格拉德斯通心血管病研究所(研究)
36.弗兰克·D·麦基翁，美国哈佛大学医学院(研究)
37.凯文·埃根，美国哈佛干细胞研究所(研究)
打印硅芯片和自旋的妙用
38.古泽昌宏，日本精工爱普生公司(商业)
39.阿南·德里，美国加利福尼亚大学圣迭戈分校(研究)
以假乱真的智能假肢
40.托德·A·库伊肯，美国芝加哥康复中心(研究)
41.迪安·卡门，DEKA研发公司(研究)
42.加图·T·洛朗森，美国弗吉尼亚大学(研究)
寻找捷径的最快方法
43.多米尼克·舒尔斯特，德国卡尔斯鲁厄大学(研究)
44.谷歌公司(商业)
45.IntelliOne公司(商业)
透视技术和催眠药物
46.布赖恩·舒尔金，美国伦斯勒理工学院(研究)
47.劳伦斯·C·罗梅，美国宾夕法尼亚大学、马萨诸塞州伍兹霍尔市海洋生物学实验室(研究)
48.Actelion制药公司，瑞士(商业)
49.康纳·R·卡弗里，美国加利福尼亚大学旧金山分校(研究)
50.伊拉里亚·卡普阿，意大利维亚勒大学(政策） (来源：《环球科学》杂志)
(责任编辑：曾玉燕)
