MIT 机械工程系系主任陈刚：MIT 的工程师们在发明和创造什么？
在近日举办的2017年极客公园创新大会（GIF2017）上，美国麻省理工学院（ MIT ）机械工程系系主任陈刚教授就MIT 的工程师们在发明和创造做了精彩的演讲。陈刚教授不但介绍了麻省理工从人造皮肤到3D打印等世界前沿的创新创业优势，而且他还结合当前人类面临的重要挑战，用丰富的创新案例着重阐述了麻省理工学院的创新战略，并藉此通过设计和制造来解决全球的持续发展问题。
【中美创新时报讯】（记者 温友平）在近日举办的2017年极客公园创新大会（GIF2017）上，美国麻省理工学院（ MIT ）机械工程系系主任陈刚教授就MIT 的工程师们在发明和创造做了精彩的演讲。陈刚教授不但介绍了麻省理工学院从人造皮肤到3D打印等世界前沿的创新优势，而且他还结合当前人类面临的重要挑战，用丰富的创新案例着重阐述了麻省理工学院的创新战略，并藉此通过设计和制造来解决全球的持续发展问题。
3万多家MIT 校友创立的公司年产值 2 万亿美金以上
陈刚教授先从美国东西海岸硅谷和波士顿这两座创新城市做了一番对比。他说，大家都知道在美国西海岸有硅谷，但并不是每个人都知道在东海岸与之竞争的 128 走廊。128 走廊，是环绕波士顿的高速公路。大家可以看到，高速公路叫 95，也叫 128。在这条高速公路周围，遍布了高科技公司。这主要是因为，有 MIT 和很多高校的存在，在波士顿河的对岸是剑桥这个小城市，这个小城市里有 MIT，也有另外一个哈佛大学。
陈刚教授风趣地介绍说：“MIT 很小，面积只有 0.67 平方公里，这跟中国的很多大学相比，我们只是小小的一点儿。只有 1 千个左右的教师队伍，总共有 1.1 万名学生，因此总的来说我们是很小的。”
“但是，在 MIT 的历史上，出过 75 位诺贝尔奖得主，目前在学校的还有 10 位，大家可以看到我们有很多工程院士、科学院士、医学院士。因此，这些数据说明我们的基础研究是非常的领先和优秀的。”陈刚教授还特别提到，“由 MIT 校友创立的公司仍然在活跃的有 3 万多家，这些公司的年产值在 2 万亿美金以上，如果按一个国家来排的话，MIT 能排到全世界第 10 位，因此它产生的社会效应是非常的巨大的。”
作为MIT机械工程系主任，陈刚教授还重点介绍了该系。他说，MIT机械工程系不只是做机器和设计制造的，而是包括了非常广的学科，可能包括了中国大学的十几个院系，从力学到控制机器人到能源和环境，甚至包括海洋、生物工程、微纳米技术。但是MIT机械系只有 70 个教授，研究生大概有将近 600 人，博士后有 100 多人。
尽管MIT机械工程系实际上师资并不是那么多，但产生的效应是很大的。陈刚教授对此介绍了两位很有影响的教授。
第一位是 Yanni Yannas，他在 2015 年被选入美国的发明家名人堂，他的发明是人造皮肤，这项发明在一九七几年开始，到了一九九几年全世界大量开始使用。全世界烧伤病人的皮肤再生，就是用他这个产品，这是救死扶伤的发明。
另外一名 Ely Sachs，现在大家叫的 3D 打印，这个名字就是他起的。他是在 80 年代末、90 年代初发明 3D 打印，现在，已经有各种各样形式的 3D 打印在改变我们这个社会。因此，MIT教授们的研究就是要解决人类面临的重大挑战。
MIT通过创新战略解决人类面临的重大挑战
陈刚教授明确提出，现在我们人类面临两大重大挑战：第一是全球变暖。这个大家可以看到，自从工业革命以后，现在地球上的二氧化碳含量远远超过自然的排放，因此全球变暖正在加速，我们人类面临着巨大的危机，这是一个重要的挑战。
第二是人口的挑战。目前全世界是 75 亿人口，到 2050 年，人口会增加到 90 亿人，这些新增的人口将超过目前中国的人口。这些新增的人口最需要的是什么？大家要生活的话，需要吃的，要有喝的，还要有能源。
“因此对我们来说我们的战略就是要在这些方向上创新，我们通过设计和制造来解决全球的持续发展。”陈刚教授明确表示，并列举了丰富具体的例子做了详细展示。
首先，陈刚教授列举了用材料改变世界的例子。陈刚教授介绍说，3D 打印是 Ely Sachs 命名的，但是关键问题是怎么打得快。因为 3D 打印目前现在还是比较慢的，但是MIT机械系年轻的 John Hart 教授在设计 3D 打印的机器，可以让它打印 10 倍。这个主要是材料挤出的时候的速度可以精确的通过加热来控制材料的排放速度，这样可以把 3D 打印的速度增加 10 倍。
陈刚教授还举了关于电动车的例子。他介绍说，大家对电动车很感兴趣，他们系也有很多电池的研究，从电池的基础材料，到电池的安全。其中该系Evelyn Wang教授专门从事储热除冷技术研究。陈刚解释道，如果我们开电动车同时开空调的话，开车的距离会缩短 30% 多，这个时候因为它需要电能，这位教授所研究的技术是怎么样把热和冷储存起来，让开车的时候不需要电。这种有时候叫热电池，实际上它就是储热、储冷的装置。该教授用纳米材料的吸附过程，把水蒸气吸附到纳米材料的时候要放热，在吸附的过程中，水一边要蒸发，蒸发的地方要冷却，这样同一个装置就可以共热，可以共冷。该技术现在正在跟美国的一个大的汽车公司研究能否应用。
其次，陈刚教授还重点列举了水与食品安全的创新列子。他说，“在 MIT 还有一个大的方向，就是水和食品的安全，刚才讲到人类需要的能源、食品和水，这是最基本的需求，我们世界水和食品安全实验室，就是从我们水的研究过程中形成一个全效的过程，由我们的江明翰教授来领导。”
对此，陈刚教授举了两个具体例子。一个例子是，在一个日照下把水烧开，用太阳能做海水淡化和污水处理。他介绍说，如果有一坛水，太阳光是照在水的下面去的，进到水的表面，因此这一坛水温升很少，水的蒸发量就不高了，但是我们在表面上防一东西，把太阳的能量集中在水的表面，这样我们就可以很快的增加水的蒸发，甚至我们可以在一般的太阳下把水烧开。
另外一个例子就是陈刚教授的一个印度学生在做博士论文的时候，发明了一种用油来脱盐的方法，而且美国的科学人杂志还列为当年十大“改变人类想法”之一。“这位学生非常想把他的研究用到改善人类中。但是当时他说海水淡化方法竞争不了，他就跟商学院的学生一起上课，上了课就发现在石油开采的页岩气、页岩油的过程中有大量的水没有及时处理，他毕业以后就把这个技术和另外一个教授的技术结合起来，两个学生就出去开了公司，现在已经做的非常成功了。三年多，他们已经做了好几个水处理厂。”陈刚介绍说。
此外，陈刚教授还逐一介绍了无人驾驶、水凝胶、用铝来做燃料等一系列创新技术的研发和应用。他说，作为MIT机械系主任，他的工作非常简单，“我每个学期只要指定一个学生做 CEO 就行了，整个课程就像公司一样来运行。因此，已经有学生出去开公司，下面我相信他们会有更多学生出来。”
陈刚教授说，他所举的上述几个例子，会帮助大家了解 MIT 的机械工程是怎样在发明和创造的。他还明确提出：“当然，我们也在做非常基础的科学研究。但是，我们喜爱把我们的科学研究带到实践中去，改善人类的生活。”
据介绍，陈刚教授还是美国国家工程院院士，他于2013年7月当选麻省理工学院（MIT)机械工程系主任，成为世界排名第一的MIT机械工程系百多年历史以来首位华人系主任。近年来，陈刚教授以其卓越的领导力、远见、奉献精神和强烈的社区感，带领该系不断继续走向成功。
