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美国七个最酷的科技课程

翻译:两只老虎 | 2009-09-14 11:16:49 | 阅读2306 | 来源

经济不好,大家都在重返学校学习,最幸运的学生不去课堂,而是探寻幽深洞穴,或研究火箭发射范围。

你想去探索最深的洞穴?设计未来的汽车?研究怎么发射火箭?不要等到你毕业再做这些事。这有10个大学课程,让每一学分都充满乐趣,还能帮你找到理想工作。

1 你想寻找火星微生物?

地点:北肯塔基大学巴顿实验室
你将学习:微生物在恶劣环境下如何蓬勃生长
就业前景:地质学家
典型的任务:探索一个10英里长的洞穴,捕获生长在幽深环境里的奇特生物。

如果你想跳出候选名单成为六个幸运的本科生之一,去上巴顿的课,你最好喜欢狭小空间、高深环境、黑暗、蝙蝠以及搞得一身脏乎乎,而所有这些只是为了得到细菌。其他学校微生物学专业的学生整天要在显微镜和培养皿旁忙个不停,这里则不那样。巴顿的学生研究极端微生物繁盛的环境:洞穴。

今年秋天,在美国航天局的协助下,巴顿和被选上的几个学生将探索地球上最长的一个石英石洞穴,它位于委内瑞拉罗赖马高原,是由粉红色和黄色砂岩组成的一个长达10英里的迷宫。这个洞穴蕴含丰富的微生物,研究人员认为这里的环境可以提供我们关于火星上的生命可能是什么样子的线索。

大多数洞穴是由石灰岩形成的,这是一种碳酸盐岩。而罗赖马洞穴的石头却主要是硅酸盐,火星上发现的也是硅酸盐。研究小组将收集生活在岩壁上的吃氮排氨的微生物和其他奇异生物。回到实验室后,学生们将观察在不同条件下的细菌行为,收集资料以帮助美国航天局寻找天外生命的努力再上一个新高度。

其他学生,比如二年纪学生及洞穴勘探新手卡塔琳施奈德,则去探索离家较近的洞穴,测量地下水污染,研究微生物和洞穴岩层之间的联系。“深入地表之下去探索蝙蝠萦绕的美丽岩层以及数十亿你看不到但你深知它们存在的生物”她说,“那真是太妙了。”

 

 给水母染色:水母吸收释放在它面前的染料,这将更容易看到它的运动。Christoph Gerigk

 

2 你想和水母潜水?

地点:默塞德加州大学道森实验室
你将学习:水母群背后的进化原因,以及水母是如何让海洋有活力的
就业前景:海洋生物学家、进化生态学家
典型的任务:在太平洋岛屿的一个海潭中和千万黄金水母并肩游泳

道森实验室今年给研究生和博士后做的项目计划就象是延长的春假,在诸如墨西哥湾、加州海岸线和帕劳岛国进行深海潜水,浮潜和开乘快艇。不过,他们要做的工作——试图解释进化生物学家迈克尔道森所谓的“海洋暗能量”——则非比寻常。

道森和他的学生希望解决一个最令人费解的关于地球海洋的问题:海洋从哪里得到所有的这些能量。海洋混合是水流动荡的过程,电流重新分配热量,氮、碳和其他元素从一个水体转到另一个水体。科学家们已经完成了数学运算,他们发现海洋要混合出现有的程度,一定有从不明来源得到的额外能量。

一个可能是水母。在成群出现的时候,即使是很小生物的运动方式也可能影响深远。在帕劳有一个15000年前从海洋分离出来由陆地阻隔的12英亩的水母湖,这里现在是数百万黄金水母的栖身之地,这是检验这一理论的完美实验室。如果这个湖里的水母产生的水流动荡的总和有足够强的混合效力,那么它可能在海洋有同等效力。去年,道森的研究小组和由国家科学基金会资助的加州理工学院合作,首次提出水母群造成的水流动荡和海洋能之间的联系。每年有几个月时间,学生们每天花610个小时在水中和水母游泳,在水母每天2次的跨湖迁移过程中,测量它们产生的小漩涡的速度。这是世界上少数几个研究人员可以如此近距离研究整个水母群落的地方之一。

 对水母成瘾的人:研究人员利用粒子成像测量水母游动产生的营养及其它粒子。

 

 

那是一辆现代车?:当时学院的资深研究员Dong Tran设计的一辆燃料电池概念车  Dong Tran/创意研究学院

3 你想让底特律活力重现?

地点:密歇根州底特律创意研究学院交通设计项目
你将学习:如何打造运输的未来
就业前景:汽车设计者,大众运输设计师
典型的任务:创造一款2020年能生产的汽车

现在要追逐一个汽车行业的文凭似乎有点落伍,但创意研究学院汇集了现代、菲亚特等众多汽车公司的赞助项目,这些项目都是为了开发其最具前瞻性的概念。这个学院也比任何其他学院拥有更多的汽车行业设计师。其校友包括在丰田、通用、尼桑和奔驰的设计主管。

去年,现代在未来绿色汽车方面对老牌汽车公司发起了挑战,Dong Tran设计了一款独特的雄心万里的汽车:一辆靠气动氢燃料,车轮象风力涡轮机般的汽车。一块氢燃料电池给四个独立的电动马达提供动力,当车轮转动时,空气通过轮辋中心制冷。“越制冷更好,”Dong Tran说。“散热延长汽车寿命并提高效率。”

Dong用三维建模程序打造他的概念车,不过学生们通常也制作等大模型。今年,学校增设了一个新的交通设计的硕士学位,这是美国仅有的几个同类学位之一,这个学位将结合设计与商业课程。

 

挖掘:学生在一个虚拟现实的房间里徜徉一个约旦的挖掘现场。Erik Jepsen/Calit2

4 你想漫步在古代世界?

地点:圣迭戈分校加州大学StarCAVE,约旦费南的圣迭戈加州大学沙漠考古实地学校                                                                         你将学习:如何在虚拟现实模拟考古遗址
就业前景:虚拟考古学家
典型的任务:显现出约旦一个铁器时代堡垒的作用

这是你期望在古墓丽影中发现的东西:一个五角大楼形的房间投影出三维虚拟现实模型,挖掘一个公元前10世纪的57,000平方英尺的堡垒。StarCAVE是世界上最先进的虚拟现实室,这里有34个高清晰度投影机,能显示用户周围和地下的图像,学生完全沉浸在他们的数据中。拿着手持式控制器,他们可穿过建筑物,拨动文物,或者以鸟瞰方式纵观整个模型。

学生们每次花数月时间用三维图像调查、记录位于约旦的真正考古挖掘现场。在圣地亚哥,他们用这些数据建立整个堡垒的虚拟模型。“这个巨大的堡垒是用来做什么的,这是个大问题,”本科学生凯尔科纳布解释到。“我们希望在CAVE找到答案。”

 

 热火箭:学生建造的蓝霹雳火箭在美国航天局的竞争中获得了“最佳承载物设计”。John B. Carnett

5 你想发射超大火箭?

地点:亨茨维尔阿拉巴马大学推进研究中心
你将学习:火箭推进系统的未来走向
就业前景:航空工程师,机械工程师
典型的任务:测试新的推进剂的燃烧率

每年有20个航空和机械工程专业的学生花8个月时间设计、建造和发射火箭至5280英尺的精准高度。这些不是作为业余爱好发射的火箭,那些火箭通常不会飞逾1000英尺(任何更高的火箭都要得到联邦航空局的许可)。“想想一个A发动机只有B发动机的一半效力,其他的以此类推,”工程教授马洛莫泽说。“你在公园里发射的火箭:AB发动机。我们的火箭:L发动机.

去年的班级建造了一个37磅、8.5英尺长的碳纤维弹,上面有先进的数据收集系统。头部载有记录火箭飞行路径和其他资料的摄录机和电子设备;尾部有温度和应变传感器。

学生们用这个火箭报名参加了一个美国航天局资助的学生火箭发射的竞赛,并向美国宇航局的科学家和工程师和提交一份报告,好像他们是一家在竞争一个合同的公司。虽然这个演示只是一个学术活动,一些火箭队的校友们后来去美国宇航局工作了,航天局马歇尔航天飞行中心离亨茨维尔阿拉巴马大学就隔条街。

“在这里,学生整天和火力和炸药打交道,”莫泽说。“没有比这更好的了。”



 温馨之家:一个学生设计的火星人居所的比例模型  Pathik Shah/休斯顿大学

6
你想设计月球栖息地?

地点:太空建筑笹川阳国际中心(SICSA),休斯顿大学建筑学院
你将学习:如何设计和制作航天器和轨道及星际前哨站的模型
就业前景:太空设计师,航天工程师
典型的任务:设计一个月球吊舱以维持4个美国航天局宇航员进站28

卢克施米克有一个非常酷的工作,他教宇航员如何操作航天飞机。有什么比这个工作更好呢?从头设计一个飞船,这个24岁的兼职工程师这么说,他是地球上唯一培养空间建筑大师的学位课程的5个本科生中的一个。

有一天,承载物将可能把我们带到太空,然后我们还需要其他所有的东西以便在地球之外生活和工作,这就是太空建筑笹川阳国际中心的学生要设计的,这些通常是应美国航空航天局或其承包商的要求设计的。美国宇航局的月球居住系统以及太空建筑笹川阳国际中心的校友拉里图皮斯解释说,空间建筑要求掌握的工程技术比地面建筑要求掌握的工程技术更多。“例如,学生必须了解并考虑人在1/6重力下走路时的人体工程因素,”他说。另一个挑战是保护工作人员免受强烈的空间辐射。

对于地球轨道,学生制定了计划,以建立一个可扩展的充气实验室。对于火星,他们已经建立了所有的永久性基地驻地的元素模型(有的是数字模型,有的是实体模型)——居住地、研究实验室、营养液栽培花园、甚至还有地面探测车。

“我们给美国航天局做的很多设计最后都非常的工程化。设计也许可行,不过这些设计都很复杂,”图皮斯说。“太空建筑笹川阳国际中心的学生往往会发现更简单的解决方案,他们的设计更易行,对能源的要求也更少。他们使我们以新的眼光去看事物。”

 

 扳手骑师:本科生在一个工业卡特彼勒发动机上试行初创的激光点火系统。John B. Carnett

7 你想修复世界上最大的引擎?      

地点:科罗拉多州立大学发动机和能量转换实验室(EECL
你将学习:如何使一个2300马力的发动机运行得更清洁
就业前景:机械工程师,化学工程师
典型的任务:为一种新的天然气发电机设计一个激光点火系统

在科罗拉多州立大学发动机和能量转换实验室,学生改造的工业引擎有两层楼那么高。“世界上其他大学的学生着手做的工作在规模上没法和我们的学生比,”实验室主任和创始人布赖恩威尔森说道。

最大的是一个两杆440马力的内燃机,它们通常用于压缩天然气以输送到地下管道。在实验室的17年间,这种内燃机的技术改进(包括现在无处不在的燃油喷射系统)所减少的氮氧化物排放量相当于高速公路上跑着的1.2亿辆现代汽车的消耗。

乔希和他的学生现在研究一个能为1200个家庭提供电力的17吨卡特彼勒天然气发电机。城建部门想把1.8兆瓦的机器连接到城市间的高压输电网(以节省在传输途中损失的能源),因此这些机器需要清洁地运行。卡特彼勒公司向科罗拉多州立大学发动机和能量转换实验室捐赠了一台这种机器。这个研究组已经研制出一种激光通过光纤到达火花塞的点火系统。

8-10 你想拯救世界

这有三门课,学生可以为世上的穷人设想出一些产品

8 科罗拉多矿业学院人道主义工程

为了这个18个学分的副业,科罗拉多矿业学院的学生们要上致力于应对人道主义挑战的工程课,这些课包括地下水测绘和可持续能源系统。开创这个项目的部分原因是为了回应有文化意识的工程师们的行业需求。在高年级阶段,学生们有机会出国或在家附近参与人道主义设计项目,如美洲土著人保留地项目。最近有个项目找到了一种在厄瓜多尔农村发电的方法,这种发电法所需的原件可以由当地村民制造并维护。还有一个小组在加纳开发了一种移动脚踏泵,农民可以此获得用于灌溉的水。

9 宾夕法尼亚州立大学的人道主义工程和社区参与

宾夕法尼亚州立大学的课程不仅注重创造产品,也重视就业。在肯尼亚一个目前进行的项目里,学生与当地公民一起工作,用当地农作物生产生物柴油,并用这种燃料给一种低成本的便携式发电机(这也是这个项目设计的)提供动力,为当地村子发电。多余的燃料将销售给外部市场,为当地社区提供稳定的收入来源。

10 斯坦福大学可以轻松负担的创业设计

这里的学生参加从焊接,到塑料和金属成形,到缝纫和财会等一系列课程,然后前往尼泊尔,印度和缅甸等国家,找出当地的一个问题,设计出一套解决方案。例如,2007年的学生团队设计了婴儿育养器。这个项目着眼于每年在边远地区出生的2千万早产儿和低体重婴儿,这种育养器成本只有25美元(标准的医院婴儿育养器的费用为2万美元)。目前一家名为“拥抱”的副业公司正在研制开发这种婴儿育养器。这种婴儿育养器看上去像一个睡袋,但它包含一个密封袋,里面是无需电源和移动部件即可调节体温的材料。另一家D.light设计公司的前身是斯坦福大学2006年的一个小组,他们为世界上没有电的16亿人提供太阳能的发光二极管灯,以取代污染严重的煤油灯。

 

【本文翻译仅为外语学习及阅读目的,原文作者个人观点与译者及译言网无关】

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标签:科技探索,

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