2019 年创造未来奖获得者：用于早期电池故障检测的创新传感器

简单、经济高效的传感器，用于及早检测电池故障

Steve Risser、Jim Saunders、Alex Morrow、Kevin Spahr、Krista Smith、Russ Kittel、Ben Eisenmann 和 Flora Li Battelle
美国俄亥俄州哥伦布

当电池发生灾难性故障时，它们可能会过热、破裂和/或爆炸。易受影响的锂离子电池无处不在——在电子烟、手机、电动汽车和飞机等消费品中。电池的广泛使用和故障风险使电池安全性日益受到关注。如今，检查是通过检查整个电池的电压来进行的；然而，这种方法只能在发现潜在故障时为时已晚。

灾难性电池故障的一个主要原因是枝晶的生长——从电极上生长的小金属突起。在标准电池中，电极之间有一个隔膜，但当枝晶足够大时，它们会刺穿隔膜，跨越电极之间的间隙，并导致短路。

Battelle 的简单、经济高效的传感器可以在充电和使用过程中及早检测电池故障的发生，而不会对电池性能产生负面影响。该技术使用电池隔膜来帮助明显地检测树突何时开始形成。传感器将光照射到分离器的一侧，并监测另一侧的光传输。如果没有树突，光束的路径不会被阻挡，从而产生“正常”的光图案。当树突生长时，它们会阻挡部分光线，改变光传输的正常模式。这种变化的光图案表明树突的存在。

巴特尔的发明是第一个提供对运行电池中的树突进行局部检测的发明。通过降低故障未被检测到的风险，电池可以充电得更高、时间更长。该传感器还可以减少整个系统中对其他安全元件的需求，从而降低系统总成本。这些优势只需不到 10% 的电池成本即可实现。

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荣誉提名

一次写入，永久读取归档数据存储

埃里克·罗森塔尔、理查德·所罗门、乔纳森·史密斯、克拉克·约翰逊和布莱恩·所罗门，
创意科技有限责任公司，
美国德国霍克森

这种光学数据存储介质旨在抵抗恶劣的太空环境，目前正在由美国宇航局在国际空间站上进行测试。该介质以金属卤化银“驻波”的形式存储数据，该波是嵌入在基板上稳定、硬化的悬浮液中的各个波长的光。这些代表多个数据字节的波长可以在每个数据位置进行组合，从而定义下一代归档和海量大数据存储。

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智能节拍

内特·鲁本，
智能节拍，史密斯菲尔德，
犹他州美国

死于与睡眠相关的危险的婴儿比死于任何其他原因的婴儿还要多。 Smart Beat 是一款具有呼吸检测功能的视频婴儿监视器，如果婴儿停止呼吸，它会向父母发出警报。它使用计算机视觉算法来分析婴儿每次身体移动时像素颜色变化的方式。它推断呼吸运动并记录每次吸气和呼气。 Android 和 iOS 的应用程序为家长提供视频、双向音频、呼吸频率随时间变化的图表以及每次呼吸的实时波形。如果呼吸停止，警报就会响起。

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荷鲁斯之眼：开源眼动追踪系统

Jorge Mata Arribas、Luis Martín、Esther Borao、Fergus Reig 和 Borja Latorre，
IF、Makeroni 实验室、
西班牙萨拉戈萨

Eye of Horus 是一个开源平台，只需观察即可控制任何设备。该设备可以帮助无法与设备交互的身体残疾者。该系统是一种可穿戴配件，可帮助人们与计算机、电子设备和日常物品进行交互。它将眼球追踪与前置摄像头相结合，以了解您在看哪里。目标设备使用光信标进行识别，并通过无线协议进行控制。

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iAED 救生电话

Samantha Horseman、Curtis Gonter、Chris Adusei-Poku、Hawra Al Dawood 和 Maryam Al Ghareeb，
efactory IT未来中心，
沙特阿拉伯达兰

如今，自动体外除颤器 (AED) 设备可用于对心脏骤停患者进行电击，使其恢复正常心律；然而，AED 仍然是未连接的固定设备。 iAED 设计基于物联网，连接移动设备、云网络、众包和纳米技术，充当 AED 设备。它将 3D 打印和直流升压电路通过传感器/芯片构造集成到手机外壳中，使手机成为一种充电且可立即部署的设备，重新激活心跳所需的能量为 360 焦耳。

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