路易斯維爾大學做好最後的校準工作，等待火箭由水平轉向垂直，準備發射。圖／艾蜜莉‧羅比森提供【記者林子濠綜合報導】「三、二、一，發射！」火箭發出轟鳴巨響，尾端噴出耀眼烈焰，那一刻抓住所有人的目光。美國國家航空暨太空總署（National Aeronautics and Space Administration, NASA）10至11日在阿拉巴馬州舉辦第十五屆「學生火箭發射計畫（Student Launch Initiative）」比賽，獲獎的16個隊伍在當地發射火箭，吸引千人共襄盛舉，活動同時也在社群網站上現場轉播。「學生發射火箭計畫」是一個研究導向、實驗性的火箭試射的比賽，大專院校參賽團隊有8個月的準備時間企劃、製造並發射可重複使用的火箭，以提供NASA更多設計理念，進行改良。今年比賽分為兩類型，第一類是必須要製作能飛3000英尺（約915公尺）的火箭，在下落時射出彈頭，並打開降落傘以安全墜下；而另一類要求各隊發揮創意，以最少人為操作的方式彈射彈頭，以水平仰角5度的角度發射火箭。本屆有超過30個隊伍報名，NASA共頒發17個獎項。北卡羅來納州立大學（North Carolina State University, NCSU）大學團隊的「火狼」拿下最佳高度獎。隊長瑞文‧勞爾（Raven Lauer）提到，火箭當天飛行高度為3396英尺（約1035公尺），降落傘也在適當高度開啟，箭身完全沒有受損，非常成功。「測試時它只能飛3200英尺（約975公尺），正式比賽的結果完全出乎我們的預料。」勞爾補充，最困難在於火箭內部線路的接通與火箭的組裝，而且當初的概念設計與實際製作必須一致。該團隊由校內火箭研究社團組成，每年都會由學長姊帶領參賽，參與比賽是極佳的實作經驗。奪得最佳火箭設計獎、最佳企劃獎與安全設計獎的路易斯維爾大學（University of Louisville, U of L）是本屆的大贏家，機械工程系學生艾蜜莉‧羅比森（Emily Robison）表示：「這三個獎對我們意義非凡，對我們的技術予以很大肯定，也證明我們是全方位的火箭團隊。」該團隊設計三個不同方向的外架，除了讓火箭在非水平、不同材質的地面也能成功發射，更增加其穩定性；他們也向工廠訂製零件，利用3D列印技術製作降落傘。羅比森表示，成員們大多希望未來能投入航太產業，其他人也學到課堂上無法吸收的相關經驗，「雖然不保證日後能否拿下其他獎項，但這次的成功，代表團隊又邁出一大步。」

支架用離合器模擬小腿腓肌、彈簧取代阿基里斯腱，行走時可減少五公斤負載。 圖／史蒂芬•柯林斯提供【記者何謙綜合報導】大家都希望走路可以省力些，美國北卡羅來納州立大學（North Carolina State University, NC State）和卡內基美隆大學（Carnegie Mellon University, CMU）共同完成可以降低走路時生理代謝率的長筒靴狀體外支架，不需外加電源，且約可減少五公斤負載，設定給行走困難的人或軍人長距離行走使用。人行走時小腿後的腓肌（calf muscle）控制阿基里斯腱（Achilles tendon）收縮和伸長。支架用離合器模擬小腿腓肌、彈簧取代阿基里斯腱：離合器讓彈簧能適時伸長以儲存能量，或縮短以提供行走的推力。北卡羅來納州立大學生物醫學工程系教授格雷戈里·薩瓦斯奇（Gregory Sawicki）解釋：「當腳跟接觸地面時，離合器抓住彈簧，如同阿基里斯腱以相當大的力量抓住小腿肌，身體向前的力矩便轉換為彈簧伸長的能量。此能量持續儲存到腳跟離地時，彈簧再釋放能量幫助腳板推進直到腳尖離地。」麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）曾在西元2013年研究出一組空氣壓縮機系統，外接馬達和電池，能減少行走時6%代謝消耗（反應人行走時的省力感）。但此次最大的進展在於除去外接電源，改以離合器和彈簧取代。支架可減少7.2±2.6％的行走代謝消耗，採碳纖維製作，重量僅300至500克，使用者還可穿入一般運動鞋。卡內基美隆大學機械工程系教授史蒂芬·柯林斯（Steven Collins）說：「我和薩瓦斯奇還在研究所時就決定要製作省力支架，這是近百年來大家熱衷的研究領域。」團隊利用超音波影像技術，了解肌肉和肌腱在行走時的動作關係設計出支架，共花了五年研究，投入超過60萬美元（約新台幣1880萬元）。北卡羅來納州立大學學生布魯斯威金（Bruce Wiggin）說：「研究成果竟然登上全世界最具威望的科學期刊《自然（Nature）》網站首頁，我真的超級興奮！」支架已通過臨床測試，但產品和設計尚在雛形階段，未來團隊希望產品化的價格能降至1000美元（約新台幣3萬1000元），柯林斯表示：「我們還不能確定支架能否在跑步或行走以外的活動中使用，除此之外我們也需要好的包裝行銷才會開賣。」