Среди созидателей современного мира — не только политики, ученые и деятели культуры. Миллионы изобретателей трудились для того, чтобы человечество стало жить лучше, чтобы труд был эффективным и не изматывал людей.

Премия Лемельсона (англ. Lemelson–MIT Prize) — ежегодная премия для изобретателей. Учреждена в 1994 году, вручается с 1995 года. Названа в честь американского изобретателя Джерома Лемельсона, который выделил денежные средства для приза и передал их в распоряжение Массачусетского технологического института.

Родился Джером Хал Лемельсон в 1923 году на острове Стэйтен-Айленд, который расположен в пригороде Нью-Йорка. Отец его имел австрийско-еврейское происхождение и работал врачом. В семье было трое сыновей, Джером являлся старшим.

Отец всячески поощрял увлечение старшего сына изобретательством и подвигал его к творчеству. Свое первое изобретение Джером сделал как раз для отца. Он придумал улучшенный держатель языка, который одновременно освещал полость рта. А первый бизнес, приносивший небольшой доход, Джером организовал еще подростком вместе с младшими братьями. В подвале собственного дома они изготавливали на продажу авиационные модели с моторчиками, работавшими на сжатом воздухе.

В годы второй мировой войны Джером Лемельсон служил как раз в инженерном подразделении ВВС США. После войны он поступил в университет, в дальнейшем получил сразу две магистерские степени: по авиастроению и по промышленному инженерному делу. Несколько лет Лемельсон проработал в различных авиационных фирмах, где создавали ракетные двигатели (проект SQUID) и управляемые снаряды (проект Republic Aviation). Затем какое-то время Джером работал инженером по технике безопасности на металлургическом заводе, однако работу эту он вскоре бросил из-за разногласий с начальством — те не воспринимали рекомендации Джерома настолько серьезно, насколько он считал нужным.

В 1953 году Лемельсон получил свой первый патент за шапочку с пропеллером. В 1957 году он полностью перешел «на собственные хлеба», стал фрилансером и независимым изобретателем. Первые крупные разработки Джерома предполагали использование универсальных роботов для промышленных процессов.

В некотором смысле Лемельсона можно назвать изобретателем-теоретиком. Он не доводил свои изобретения до уровня прототипа или промышленного образца. Для этого у него не было своего института помощников. Зато у него была хорошая голова на плечах, здравое инженерное мышление и потрясающая работоспособность. А, кроме того, он научился говорить на языке патентного ведомства США и грамотно составлять заявки на патенты.

Для изобретателя важно не только сгенерировать новую идею. «Продать» можно только идею, правильно оформленную. Дж. Лемельсон в полной мере обладал этим необходимым для каждого изобретателя умением.

Как известно, любая заявка на патент содержит формулу изобретения, которая, во-первых, характеризует область применения заявляемого изобретения, во-вторых, подчеркивает его новизну, формулируя существенное отличие от других изобретений в данной области. В грамотно составленной заявке упомянутое существенное отличие формулируется таким образом, чтобы другие изобретатели не смогли легко его обойти.

Секрет успехов Дж. Лемельсона состоял в том, что он тщательно обдумывал идею, пришедшую в голову, правильно формулировал патентную заявку и умело отстаивал ее перед экспертами патентного бюро. В результате изобретатель стал владельцем множества патентов в самых различных областях производства. Эти патенты зачастую тихо ожидали своего часа, но когда какая-нибудь компания начинала производство нового продукта, оказывалось, что существенная деталь этого продукта уже защищена патентом, и патент этот — у Лемельсона. На основании имеющихся у него патентов Дж. Лемельсон судился с крупными корпорациями, такими как General Motors и Otis Elevator, выиграл целый ряд судебных процессов и получил значительные денежные компенсации. Благодаря этим судебным процессам имя Лемельсона не только сделалось известным широкой публике, но и стало головной болью для адвокатов крупнейших компаний.

Например, Лемельсон запатентовал в 1954 году идею машинного зрения, когда камера сканирует на заводском конвейере изделия и проверяет их таким способом на наличие дефектов. И когда дело дошло до создания подобных систем, компании-производители вынуждены были выкупить у Лемельсона лицензию. Патенты по использованию в производстве систем машинного зрения ждали своей очереди почти 30 лет, но, в конечном итоге, принесли изобретателю крупную прибыль. А в 1981 году корпорация IBM купила у Лемельсона лицензии сразу на 20 патентов систем обработки текстовых данных, которые изобретатель разработал и запатентовал на десяток лет раньше. Опытнейшие юристы этой компании не смогли обойти грамотно сформулированные патенты Лемельсона.

Его считают едва ли не самым продуктивным изобретателем Америки. Всего на счету Лемельсона около 600 патентов, по которым изобретателю было выплачено свыше 1,5 миллиардов долларов. А диапазон идей Лемельсона поистине поражает. Его изобретения работают и в мобильных телефонах, и в радиотехнике, и в медицине. Они воплотились в новейших гаджетах и в игрушках, охватывают все — от считывающих устройств для штрих-кодов до плачущих кукол.

Многие изобретения Лемельсона носили пионерский характер. Он запатентовал автоматизированный склад, промышленный робот, говорящий термометр, беспроводный телефон, усовершенствованный факс, кассетный видеомагнитофон. И это далеко не конец длиннющего списка изобретений, на которые Лемельсон в течение многих лет оформлял патенты со скоростью в среднем один патент в месяц.

Джером Лемельсон был типичным трудоголиком. Он всегда носил с собой блокнот, куда записывал идеи, приходившие ему в голову. И таких блокнотов у него насчитывалось несколько тысяч! По словам его супруги Дороти, даже возвращаясь после медового месяца, проведенного на Багамах, Джером заехал в Вашингтон в патентное ведомство для выяснения судьбы очередной своей идеи. Когда молодая жена, утомившись от сидения в душной конторе, подсказала ему, что данное рабочее место следует автоматизировать, Джером тут же воодушевился новой идеей. Он придумал и разработал систему видеозаписи для работы с большими массивами документов. Заявка на эту систему была подана в 1955 году, и в том же году Лемельсон получил патент на изобретение, которое предлагало записывать изображения документов на магнитную ленту. При этом на одной катушке можно было разместить около 250 тысяч страниц. Лемельсон разработал механизм работы с такой лентой, позволяющий осуществлять быструю и медленную перемотку пленки в обоих направлениях, а также режим стоп-кадра для просмотра и копирования документа. Только через 15 лет, когда компания Sony начала разрабатывать видеомагнитофоны, патент Лемельсона «сработал».

Лемельсон был изобретателем с новым складом ума, он не ожидал озарений, а работал методично и последовательно. Он отыскивал предмет, который надо было усовершенствовать, и всесторонне его изучал, перелопачивая массу информации из газет, технических сборников, различной литературы. И хотя этот метод многим казался чересчур оригинальным и не изобретательским, в результате рождались усовершенствования, грамотно сформулированные в виде заявок на патенты.

К сожалению, настоящий успех пришел тогда, когда Джерому уже ничего не было нужно: последние годы он болел раком печени и стойко сражался со своим недугом. Он продолжал работать даже во время болезни, изобретая разнообразные технические средства, необходимые для медицинских целей. В 1997 году великий изобретатель умер.

Джером Лемельсон нашел правильное применение огромной денежной сумме, которая к концу жизни скопилась на его банковском счету. В 1990-х годах он и его жена основали Фонд Лемельсона и открыли национальную программу Лемельсона. Фонд Лемельсона выдавал крупные гранты различным организациям и частным лицам, занимавшимся изобретательством.

В 1994 году Фонд Лемельсона передал значительную часть своих денежных средств Массачусетскому технологическому институту. Эта сумма стала основой премии Лемельсона, которая с 1995 года ежегодно вручается лучшим изобретателям США. Премия Лемельсона–MIT (Massachusetts Institute of Technology) в размере $ 500 000 присуждается изобретателям, которые разработали запатентованный продукт или процесс, представляющий значительную ценность для общества. Особенностью этой крупнейшей в США премии является то, что она присуждается только изобретателям из США, при этом максимум троим одновременно.

Сегодня премия Лемельсона известна и очень почетна. Ее можно считать аналогом Нобелевской премии для изобретателей.

В числе лауреатов премии Лемельсона есть такие известные изобретатели, как Дуглас Энгельбарт — изобретатель компьютерной мыши, Ньюман Дарби — изобретатель виндсерфинга, Дин Кеймен — создатель гироскутера Segway, Гертруда Элайон — обладатель Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие важных принципов лекарственной терапии.

В 2016 году премию Лемельсона получил Рамеш Раскар, изобретатель фемто-фотографии.

В далеком уже 1964 году профессор Массачусетского технологического института Гарольд Эдгертон сделал знаменитое фото пули, пробивающей яблоко, с использованием выдержки в несколько наносекунд. Вдохновленный работами Эдгертона, Рамеш Раскар и его команда решили создать камеру, которая может запечатлеть не только пулю (скорость 850 метров в секунду), но и луч света (скорость около 300 миллионов метров в секунду). Но как поймать свет, который движется? Для этого Рамеш создал камеру и программное обеспечение, которое может обрабатывать и визуализировать фотографии, снятые на скорости 1 триллион кадров в секунду. Он назвал свое изобретение фемто-фотографией.

За минимальное время выдержки камеры, равное нескольким пикосекундам, или нескольким тысячам фемтосекунд (1 фс=10–15 с), луч света проходит не более 0,6 мм, что позволяет запечатлеть его движение. Матрица фемто-камеры способна фиксировать свет, отраженный от предмета, находящегося вне объектива.

В будущем эта технология позволит в буквальном смысле «заглядывать за угол» и даже делать рентген без облучения (ведь частицы света способны проникать внутрь тела). Она предоставит массу и других возможностей: можно будет обнаруживать людей в горящем здании, предотвращать столкновения автомобилей и т.д.

Вся жизнь и карьера доктора философии Рамеша Раскара посвящена созданию различных высокотехнологичных изобретений. Исследователь, изобретатель, наставник, предприниматель, он сочетает в себе лучшее из академического и предпринимательского миров.

Рамеш Раскар родился в городе Нашике (штат Махараштра, Индия). Первоначальное образование получил в местном инженерном колледже в городе Пуне, где вдохновленный спецэффектами из фильма «Парк Юрского периода» особое внимание уделял изучению компьютерной графики. В дальнейшем Раскар учился в государственном исследовательском университете в Чапел-Хилле (штат Северная Каролина, США), где работал над созданием проектора на основе трехмерной графики с использованием пространственной дополненной реальности.

После окончания университета Рамеш поступил на работу в исследовательскую лабораторию Mitsubishi Electric Research Laboratories, где в период с 2002 по 2008 год продолжил исследования в области творческого использования фотокамер и проекторов. Его деятельность породила ключевые идеи в нескольких смежных областях, обеспечила получение более 40 патентов и привела к появлению новых программных продуктов. В частности, Раскар разработал вычислительную технологию построения отображения, которое позволяет наблюдателям с катарактой и некоторыми другими нарушениями зрения воспринимать сфокусированное изображение на экране без использования рефракционно-корректирующих очков.

В 2008 году Раскар перешел в Массачусетский технологический институт, где сосредоточился на создании устройств обработки изображений для анализа переноса излучения в области вычислительной томографии. Он также продолжал расширять свою предпринимательскую деятельность, став соучредителем нескольких крупных предприятий, специализирующихся в области компьютерного зрения.

Являясь профессором Массачусетского технологического института и руководителем исследовательской группы MIT Media Lab, Раскар всегда был очарован идеей визуально взаимодействовать с миром с помощью камер, которые могут видеть невидимое, и дисплеев, которые могут изменить чувство реальности.

За время своей профессиональной карьеры Раскар стал наставником более 100 студентов и молодых исследователей. Предпринимательский опыт Раскара привлекает к его исследованиям молодежь, добавляя уникальное измерение в классическое академическое образование, делает его доступной и вдохновляющей фигурой для многих молодых людей по всему миру.

Представляют интерес философские взгляды Раскара в области инновационных процессов. Они включают в себя своеобразный «идеальный многоугольник»:

• одной умелости недостаточно, чтобы стать хорошим изобретателем;

• задача изобретателя состоит в том, чтобы научиться думать в антипрофессиональной манере — уметь смотреть за пределы своей дисциплины;

• истинная сила изобретателя заключается не столько в экспертных знаниях по одному предмету, сколько в способности задавать вопросы, которые никто ранее не формулировал;

• каждому изобретателю нужно овладеть методологией «точечного зонда»: задавать много вопросов, ставить много проблем, исследовать потенциальные решения этих проблем;

• решение больших социальных проблем требует как страсти, так и умения, но эти качества существуют на двух разных осях. Самые трудные проблемы, с которыми приходится сталкиваться, обнаруживаются там, где пересекаются эти две оси, где страсть встречает умение;

• любое изобретение — это забота о людях. Если вы не работаете с нужными людьми, вы не будете вдохновлены работать правильно.

Лауреат премии Лемельсона за 2017 год Фэн Чжан по праву считается пионером революционной технологии CRISPR и оптогенетики.

Фэн Чжан родился в Китае и переехал в Айову вместе с семьей, когда ему было одиннадцать лет. Он изучал химию и физику в Гарварде и окончил университет с высшей наградой. Затем Чжан направился для подготовки докторской диссертации в Стэнфордский университет, где присоединился к вновь образованной лаборатории Карла Дейссерота, в которой только начинали разрабатывать методику использования оптогенетики для манипулирования активностью мозга. Сама оптогенетика, основанная на внедрении в мембрану нервных клеток специальных каналов, реагирующих на возбуждение светом, предполагает активное использование лазеров, оптоволокна и другой оптической аппаратуры. В течение последующих пяти лет Чжан сыграл центральную роль в воплощении оптогенетики в реальность. Получив в 2009 году степень доктора химических наук, Чжан переключил свое внимание на проблемы редактирования генома.

В январе 2011 года он стал одним из активных членов научного сообщества Массачусетского технологического института. Здесь он подробней познакомился с технологией редактирования геномов высших организмов, базирующейся на иммунной системе бактерий. Уже через два года научная группа Чжана впервые использовала CRISPR (участки ДНК в виде коротких палиндромных кластерных повторов) в качестве инструмента для редактирования генома млекопитающих.

Потенциально, технология CRISPR способна изменить отношение человечества к сотням наследственных заболеваний. Если раньше они были либо полностью неизлечимы, либо допускали только симптоматическое лечение, то сейчас открывается возможность лечить «по-настоящему», то есть устранять саму причину возникновения болезни. Многие считают, что новый метод точного редактирования генов позволит создать в будущем совершенного человека. Начиная с 2013 года, Чжан опубликовал серию научных работ, которые отражали быстрое продвижение в данной области. За значительный вклад в проблему редактирования генома Фэн Чжан был удостоен премии Лемельсона

Чжан считает, что сотрудничество, наставничество и чувство взаимопомощи способны укреплять научные связи. Он регулярно проводит семинары и приветствует гостей со всего мира, работает с онлайн-сообществом исследователей, которые помогают друг другу в геномно-инженерных проектах. Чжан свободно делится своими технологиями с другими. Инструменты его лаборатории используются в области неврологии, иммунологии, клинической медицины и биологии рака.

Чрезвычайная успешность его лаборатории отражает способность Чжана отыскивать и мотивировать талантливых студентов и аспирантов, некоторые из которых уже пошли дальше и играют ключевую роль в собственных биотехнологических стартапах

Фондом Лемельсона учреждена также студенческая премия для поощрения творческой молодежи за лучшее изобретательское либо новаторское предложение, размер которой составляет $ 30 000.

Молодые люди предлагают интересные решения для самых разных проблем. Вот некоторые студенческие идеи, поразившие своей изобретательностью и получившие премию Лемельсона.

Кухня Spyce для быстрого автоматического приготовления пищи

Известно, что рестораны фастфуда тратят около половины своего бюджета на обработку продуктов.

Миниатюрный автоматический ресторан сочетает в одном устройстве холодильник, посудомоечную машину, варочную поверхность и робота-повара. Сенсоры отмеряют нужное количество продуктов, а робот готовит их с нуля при наилучшей температуре. Все устройство целиком помещается на площади в два квадратных метра.

Такой ресторан может сам позаботиться обо всем, так что у владельца останется больше денег на качественные свежие ингредиенты.

Очки Google Glass, распознающие выражения лица

У детей, больных аутизмом, затруднено понимание социальных подсказок в выражениях лица. Поведенческая же терапия при помощи запоминания выражений лица на карточках может быть скучной и утомительной. Cистема искусственного интеллекта на основе специальных очков отслеживает выражения лиц в реальном времени и сообщает ребенку, что он видит. В конце дня ребенок вместе с родителями может просмотреть запись при помощи приложения.

Цель проекта — предоставить больным детям постоянную помощь, чтобы они могли быстрее совершенствоваться и, в конце концов, научились обходиться без поддержки.

Перчатки SignAloud, озвучивающие язык жестов

Когда глухонемой человек надевает эти перчатки, они начинают записывать позиции и движение рук. Все данные о жестах посылаются в компьютер, который ищет соответствие в американском языке жестов, а затем произносит вслух слово или фразу так, чтобы ее мог понять слышащий человек, находящийся рядом.

 

Цветной порошок Highlight, показывающий необработанные поверхности

После вспышки лихорадки эбола в 2013 году, несмотря на костюмы защиты, использование дезинфекции и другие меры предосторожности, заболел 881 работник здравоохранения. Более 500 человек из числа заболевших впоследствии умерло.

Одна из проблем состоит в том, что жидкости для дезинфекции обычно прозрачные, и трудно понять, был ли защитный костюм обработан полностью. Было предложено использовать ярко окрашенный порошок, который следует смешивать с жидкостью для дезинфекции перед ее использованием. Тогда будет легко заметить пропущенное при обработке место.

Набор SmartPot для космического садовника

Во время пребывания на космической станции, одна из самых больших трудностей — это отсутствие доступа к здоровой свежей пище. Был разработан набор инструментов для выращивания растений в космосе.

Специальная капсула контролирует температуру, влажность и освещение, в ней имеется резервуар для капельного орошения растений, вода собирается для повторного использования. Данные о состоянии растений передаются астронавтам или могут быть отправлены на Землю.

Система искусственного интеллекта определяет возможные проблемы, а дистанционно управляемый аппарат может при необходимости переместить растения.

Сверхточная фотокамера

Вместо традиционных попыток воспроизвести строение глаза, была разработана камера, система нанофотографии которой использует многочисленные наносекундные вспышки света и измеряет время их перемещения, когда они, отражаясь, возвращаются обратно.

Таким образом, выстраивается трехмерное изображение. Возможности использования 3D-камеры весьма широки — от хирургии до виртуальной реальности.

Гибридные супермашины

Новая система трансмиссии действует как супермашина и также суперэффективна. Трансмиссия не имеет сцепления, а вместо него использует дополнительный электромотор для плавного переключения на следующую передачу. Это дает возможность перемещаться по городу только на электричестве.

В настоящее время в распоряжении благотворительного Фонда Лемельсона свыше $ 250 млн. Гранты Фонда поощряют в первую очередь молодых изобретателей и подвигают их к продвижению инноваций в промышленность. Денежные средства используются прежде всего для развития технического прогресса как путем создания условий для творческого труда, так и в виде премирования за наиболее выдающиеся достижения.

По материалам периодической печати и Интернет

подготовил А.С. Шибут

Использованы фото с сайта www.lemelson.mit.edu