17 歲的時(shí)候你在干嘛？

做不完的習(xí)題，打不夠的籃球，看不膩的 ta ？

美國小伙子羅伯特 · 桑松 （ Robert Sansone ）的 17 歲，手搓了個(gè)汽車電動(dòng)機(jī)，直接拿到了被譽(yù)為科技界青少年世界杯的 IEFS 冠軍和 75000 美元的獎(jiǎng)金。

他的研究還被媒體稱作，“ 可能發(fā)明了一個(gè)會(huì)改變電動(dòng)汽車行業(yè)的電機(jī)”。

大家都知道，電動(dòng)車和油車不一樣，電動(dòng)車動(dòng)力來源主要靠電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

電動(dòng)機(jī)的方案很多，但憑借著轉(zhuǎn)化效率高等原因，永磁同步電機(jī)（ 下稱永磁機(jī) ）隱隱有著一統(tǒng)江湖的勁頭。

可是， 顧名思義永磁機(jī)必須要用永磁體。

制作永磁體又必須要用稀土材料。

但是稀土產(chǎn)量少、價(jià)格貴，而且提取過程非常破壞環(huán)境。

更重要的是，稀土資源的命脈握在中國手里，這讓西方世界很難接受。

所以在 2011 年前后，美國能源部主導(dǎo)了一波去稀土化項(xiàng)目，就是為了帶領(lǐng)西方世界擺脫中國稀土依賴。

這也導(dǎo)致了如今國外車企，大都還在交流異步電機(jī)（ 也稱感應(yīng)電機(jī)，下稱感應(yīng)電機(jī) ）上掙扎，通過提高功率密度、把電動(dòng)機(jī)做得更大等方法來縫縫補(bǔ)補(bǔ)。

在了解這些情況后，桑松就在想，能不能再設(shè)計(jì)一種不需要永磁體、同樣能量轉(zhuǎn)化效率高的電機(jī)。

他想到了曾經(jīng)了解過的同步磁阻電機(jī)（ Synchronous Reluctance Motor，下稱 SynRM ）。

SynRM并不是新事物，它的理論模型早在 1923 年就被提出來了。

通俗地說，SynRM 就是把永磁體換成了一個(gè)鋼轉(zhuǎn)子，這樣結(jié)構(gòu)就變簡單了，價(jià)錢也更便宜。

但它的問題是，功率太小，我們現(xiàn)在常見的 SynRM 只能放到泵或者風(fēng)扇上。

桑松需要做的，就是提高 SynRM 的性能，讓它能帶得動(dòng)車子。

為了達(dá)到這個(gè)目的，桑松將另一個(gè)磁場整合進(jìn) SynRM，從而產(chǎn)生更大的扭矩 （ 因?yàn)樯Ｋ蓽?zhǔn)備為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)專利，所以更多的細(xì)節(jié)沒有展示 ）。

由于沒有足夠的材料、資金來進(jìn)行 1 : 1 的實(shí)驗(yàn)，所以桑松利用 3D 打印機(jī)制作了一個(gè)縮小模型。

在經(jīng)過整整 15 次實(shí)驗(yàn)后，他終于得到了令自己滿意的設(shè)計(jì)。

經(jīng)他改良過的 SynRM 在每分鐘 300 轉(zhuǎn)的情況下提升了 39% 的最大扭矩和 31% 的效率，在 750 轉(zhuǎn)時(shí)，它的效率更是提高了 37%。

不過，當(dāng)他準(zhǔn)備進(jìn)一步提高數(shù)值測試時(shí)，塑料模型因?yàn)檫^熱融化了。

所以截止目前，該模型還沒有得到工業(yè)上的驗(yàn)證。

即使如此，桑松的成就也足以讓人驚嘆，他憑借這個(gè)研究，擊敗了全球青少年，成功斬獲了國際性青少年科學(xué)競賽 ISEF 冠軍，捧走了 50 萬獎(jiǎng)金。

這個(gè)桑松還是個(gè)天才發(fā)明家，17 歲的他在業(yè)余時(shí)間已經(jīng)完成了 60 多項(xiàng)發(fā)明，比如像這個(gè)可以讓自己奔跑時(shí)速超過 35 Km/h 的機(jī)械跑鞋。

這種天才少年參加的 ISEF 當(dāng)然相當(dāng)不簡單，它被譽(yù)為青少年界的諾貝爾獎(jiǎng)。

ISEF 全名是國際科學(xué)與工程博覽會(huì) （ International Science and Engineering Fair），如今已經(jīng)有 70 年歷史。 

從 1997 年開始，英特爾公司開始大力贊助這個(gè)賽事，使得 ISEF 的影響力不斷擴(kuò)大， 2020 年英特爾退出改由美國的再生元制藥公司接棒。

其他大家熟知的博通、微軟、賽斯科等科技公司，也給這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)提供了各種幫助。

資金的涌入也帶來了平臺(tái)的發(fā)展，平臺(tái)良性發(fā)展進(jìn)一步提高了賽事的高含金量。

許多諾獎(jiǎng)、麥克阿瑟獎(jiǎng)學(xué)金 （ 天才獎(jiǎng) ）得主、蘋果谷歌微軟的工程師，年輕時(shí)都參加過這個(gè)比賽。

如今，已經(jīng)變成全球青少年的科學(xué)盛宴。

像今年，來自全球 180 多個(gè)國家、地區(qū)共計(jì)近千萬學(xué)生參賽，最終卻只有 1800 余人入圍總決賽。

除了參賽者，評(píng)委的門檻也極高。

ISEF 每年會(huì)邀請(qǐng)上千名相關(guān)專家當(dāng)評(píng)委，硬性標(biāo)準(zhǔn)也很簡單粗暴：要么擁有博士學(xué)位，要么得有 6 年相關(guān)科研經(jīng)驗(yàn)。

而且評(píng)委里還包括了數(shù)十位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，這些諾獎(jiǎng)得主還會(huì)在大賽期間與學(xué)生進(jìn)行深度交流，幫助輔導(dǎo)他們做成更完美的研究。

這樣高規(guī)格的賽事，就挖掘了許多妖孽出來，除了桑松，小辣椒翻了翻這個(gè) ISEF 的獲獎(jiǎng)名單，好家伙，簡直是神仙打架。

今年 ISEF 的亞軍是沙特阿拉伯的阿卜杜拉 · 阿爾甘迪，他改進(jìn)了一種金屬有機(jī)材料（ NiFe-LDH ）。

這種材料可以從水中提取氫氣并且安全儲(chǔ)存，而且比其他的采氫、儲(chǔ)氫材料更便宜。

今年斬獲季軍的是美國的瑞沙布 · 吉安，他開發(fā)了一種 AI 模型，可以幫助醫(yī)藥公司通過 DNA 工程快速有效地生產(chǎn)藥物。

吉安在 13 歲時(shí)的研究改進(jìn)了胰腺癌的放射治療、胰腺癌放射治療、放射治療。。。憑此他還被評(píng)為了美國杰出青年科學(xué)家。

他在 2018 年又被《 時(shí)代 》雜志評(píng)為全球 25 位最有影響力的青少年之一。

要知道，這些小孩都還只有 18 歲啊，小辣椒只能說牛*。

同樣十八歲，他們做科研、拿大獎(jiǎng)、對(duì)話諾獎(jiǎng)大佬，我寫個(gè)他們的稿子都要薅掉幾縷頭發(fā)，這或許就是人和人之間的差距比人和狗的都大吧。

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