Что будет с технологиями в будущем
Что нас ждёт в будущем, через 30 лет
Мир меняется каждый день, изобретая и открывая что-то новое, и без этих достижений мы бы не продвинулись так далеко.
Исследователи, ученые, разработчики и дизайнеры со всего мира пытаются воплотить то, что упростит нашу жизнь и сделает ее интереснее.
Вот, несколько технологий будущего, которые поднимают нашу жизнь на совершенно другой уровень.
Российский дизайнер предложил концепцию холодильника, названного «Bio Robot Refrigerator», который охлаждает еду с помощью биополимерного геля. В нем нет полок, отделений и дверей – вы просто вставляете еду в гель.
Идея была предложена Юрием Дмитриевым для конкурса Electrolux Design Lab. Холодильник использует всего 8 процентов энергии дома для контрольной панели и не нуждается в энергии для фактического охлаждения.
Биополимерный гель холодильника использует свет, генерируемый при холодной температуре, чтобы сохранять продукты. Сам гель не имеет запаха и не липкий, а холодильник можно установить на стене или на потолке.
2. 5G Интернет. Беспилотник с солнечными панелями.
Компания Google работает над дронами на солнечных панелях, раздающими сверхскоростной Интернет в проекте, названном Project Skybender. Теоретически беспилотники будут предоставлять Интернет услуги в 40 раз быстрее, чем в сетях 4G, позволяя передавать гигабайт данных в секунду.
Проект предусматривает использование миллиметровых волн для предоставления сервиса, так как существующий спектр для передачи мобильной связи слишком заполнен.
Однако эти волны имеют более короткий диапазон, чем мобильный сигнал 4G. Компания Google работает над этой проблемой, и если удастся решить все технические проблемы, вскоре может появится Интернет небывалой скорости.
3. Диски для вечного хранения терабайтов данных.
Исследователи создали 5D диск, который записывает данные в 5 измерениях, сохраняющиеся миллиарды лет. Он может хранить 360 терабайт данных и выдержать температуру до 1000 градусов.
Файлы на диске сделаны из трех слоев наноточек. Пять измерений диска относятся к размеру и ориентации точек, а также их положению в пределах трех измерений. Когда свет проходит через диск, точки меняют поляризацию света, которая считывается микроскопом и поляризатором.
Команда из Саутгемптона, которая разрабатывает диск, смогла записать на диск Всеобщую декларацию прав человека, Оптику Ньютона, Магна Карту и Библию. Через несколько лет такой диск уже не будет экспериментом, а станет нормой хранения данных.
4. Частиц кислорода
Ученые из Бостонской детской больницы разработали микрочастицы, наполненные кислородом, которые можно вводить в кровоток, позволяя вам жить, даже если вы не сможете дышать.
Микрочастицы состоят из одного слоя капсул липидов, которые окружают небольшой пузырь кислорода. Капсулы размером 2-4 микрометра подвешены в жидкости, которая контролирует их размер, так как пузыри большего размера могут быть опасны.
При введении, капсулы, сталкиваясь с красными кровяными клетками, передают кислород. Благодаря этому методу удалось ввести в кровь 70 процентов кислорода.
5. Транспортные туннели под водой.
В Норвегии планируют построить первые в мире подводные плавающие мосты на глубине 30 метров под водой с помощью больших труб, достаточно широких для двух полос.
Учитывая сложности перемещения по местности, в Норвегии решили работать над созданием подводных мостов. Ожидается, что проект, на который уже затрачено 25 миллиардов долларов, будет закончен в 2035 году.
Предстоит еще учесть и другие факторы, например, влияние ветра, волн и сильных течений на мост.
6. Биолюминесцентные деревья
Группа разработчиков решила создать биолюминесцентные деревья с помощью фермента, встречающегося у некоторых медуз и светлячков.
Такие деревья смогут освещать улицы и помогут прохожим лучше видеть ночью. Была уже разработана небольшая версия проекта в форме растения, светящегося в темноте. Следующим шагом станут деревья, освещающие улицы.
Компания LG разработала прототип телевизора, который можно свернуть как рулон бумаги.
Телевизор использует технологию светодиодов на основе полимерной органики, чтобы уменьшить толщину экрана.
Кроме LG, другие крупные производители электроники, такие как Samsung, Sony и Mitsubishi работают над тем, чтобы сделать экраны более гибкими и портативными.
8. Бионическая линза
Канадский врач собирается проводить клинические тестирования «бионических линз», которые в 3 раза улучшают стопроцентное зрение с помощью 8-минутной безболезненной операции.
Новая линза будет доступна уже к 2017 году, улучшая естественный хрусталик глаза. Во время операции шприц внедряет линзу с физиологическим раствором в глаз, и через 10 секунд сложенная линза распрямляется и располагается над естественным хрусталиком, полностью корректируя зрение.
Испанский дизайнер Манел Торрес (Manel Torres) изобрел первую в мире спрей-одежду. Вы можете нанести спрей на любую часть тела, а затем снять его, смыть и снова носить.
Спрей сделан из специальных волокон, смешанных с полимерами, которые придают ткани эластичность и долговечность. Эта технология позволит дизайнерам создавать уникальные предметы одежды с оригинальным дизайном.
10. 3D образ из ДНК
Студентка Хизер Дюи-Хагборг создает 3D портреты из ДНК, найденных на сигаретных окурках и жевательных резинках на улице.
Последовательности ДНК она вводит в компьютерную программу, которая создает облик человека с образца. Обычно в ходе этого процесса выдают 25-летнюю версию человека. Затем модель распечатывают в 3D портреты в натуральную величину.
Один из таких магазинов был открыт на железнодорожной станции в Южной Корее, где вы можете сделать заказ, сфотографировав штрих-код, и ваши покупки доставят домой.
Сеть магазинов Homeplusустановила шесть дверей-экранов с изображениями полок в натуральную величину c товарами, которые вы приобрели бы в супермаркете. Под каждым товаром есть штрих-код, который можно отсканировать и отправить с помощью приложения.
Вы можете сделать заказ на станции по дороге на работу, и товары доставят к вам домой вечером.
12. Беспилотные автомобили
Ожидается, что к 2020 году появится около 10 миллионов беспилотных автомобилей, что снизит количество смертей на 2500 между 2014 и 2030 годом.
Многие производители автомобилей уже начали внедрять некоторые функции автоматического вождения в производимых автомобилях.
Также есть множество компаний, пытающихся разработать технологии для самоуправляемых автомобилей, как например, Google, объявивший о прототипе беспилотного автомобиля. Полностью автономный автомобиль ожидается к 2019 году.
13. Город под куполом
В Дубае идет строительство торгового центра, называемого «Mall of the World», накрытого выдвижным куполом, который контролирует климат внутри, и снабжает кондиционированием воздуха.
Комплекс займет площадь 4,46 км2 и и будет включать крупный центр красоты и здоровья, культурно-развлекательный район, отели на 20 тысяч номеров и многое друге. Это будет самый крупный торговый центр с закрытым тематическим парком.
14. Искусственные листья, преобразующие углекислый газ и солнечный свет в топливо
Ученые разработали новые солнечные элементы, преобразующие углекислый газ в атмосфере в топливо с помощью Солнца.
Хотя предпринималось немало попыток преобразования углекислого газа во что-то полезное, впервые был разработан реальный метод. В отличие от других технологий, для которых нужны благородные металлы, такие как серебро, этот метод использует материал на основе вольфрама, который в 20 раз дешевле и действует в 1000 раз быстрее.
Эти солнечные элементы используют углекислый газ из атмосферы, чтобы произвести синтетический газ – смесь газообразного водорода и окиси углерода, который можно напрямую сжигать или преобразовывать в углеводородное топливо.
15. Плазменное силовое поле, защищающее автомобили от несчастных случаев и столкновений
Компания Boeing запатентовали метод создания плазменного поля, быстро нагревая воздух, чтобы быстро поглощать ударные волны.
Силовое поле можно будет генерировать с помощью лазеров или микроволнового излучения. Созданная плазма представляет собой воздух, нагретый до более высокой температуры, чем окружающий воздух, с другой плотностью и составом. Компания считает, что оно сможет отражать и поглощать энергию, генерируемую взрывом, защищая тех, кто находится внутри поля.
Если технологию удастся воплотить в жизнь, это станет революционным развитием в военной области.
16. Плавучие города
Плавающий экополоис, названный Lilypad, был предложен архитектором Винсентом Каллеба (Vincent Callebaut) для будущих климатических беженцев в качестве долговременного решения проблемы повышения уровня моря. Город может вместить 50 000 людей, используя возобновляемые источники энергии.
Плавающая структура состоит из трех «лепестков» и трех гор, которые окружают искусственную лагуну в центре, собирающую и очищающую воду.
Она использует энергию ветра, Солнца, приливных сил и других альтернативных источников энергии и даже собирает дождевую воду.
17. 3D печать органов для операций по пересадке
Ученые работают над технологией распечатывания жизнеспособных органов, которые можно будет использовать в качестве донорских при операциях.
Технология 3D печати уже претерпела большие изменения. Она использует картриджи, заполненные суспензией из живых клеток, и умным гелем, который придает структуру и создает биологическую ткань. При распечатывании гель охлаждают и вымывают, оставляя только клетки.
Ученые работают над решением сложностей, связанных с созданием органов, которые могли бы имитировать функции нормально выращенных органов в теле человека. Как только эти трудности будут преодолены, людям уже не придется беспокоиться об ожидании доноров.
18. Бионические насекомые
Ученые разрабатывают бионические средства для насекомых, благодаря которым ими можно будет управлять и направлять в труднодоступные места, чтобы найти людей, ставших жертвами землетрясений и других стихийных бедствий.
Например, усики тараканов присоединяют к небольшим радиоприемникам, прикрепленным на спине. Насекомые используют усики, как слепые люди используют трость, чтобы нащупать, что находится перед ними.
Исследователи контролируют движения насекомых, отправляя небольшие электрические импульсы к усикам и направляя их.
19. Вы сможете записывать свои сны
Ученым удалось преобразовать видеоролики YouTube, сканируя визуальные центры мозга человека, который их смотрит. В будущем технология будет достаточно продвинутой, чтобы записывать сны.
Мозг трех членов команды, участвовавших в проекте, сканировали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, когда они смотрели видеоклипы на YouTube. Затем исследователи интерпретировали данные с помощью математической модели, которая служила своего рода словарем мозга. Словарь позже воссоздавал то, что видели участники, сканируя случайные клипы и подбирая те, которые соответствовали активизации мозговой активности.
Хотя результат оказался не таким четким, в будущем ученые надеются улучшить технологию.
20. Поиск внеземной жизни в космосе
В Китае завершается строительство самого крупного в мире радиотелескопа «FAST» с рефлектором площадью в 30 футбольных полей, состоящим из 4450 панелей для наблюдения за внеземной жизнью.
Согласно исследователям такой телескоп улучшит наши возможности наблюдения за космосом.
Бонус: Жизнь до 1000 лет
Кембриджский геронтолог Обри де Грей (Aubrey de Grey) считает, что если технологии продолжат развиваться с такой же скоростью, вполне возможно, что уже появился человек, который доживет до 1000 лет.
Исследователь работает над терапией, которая будет убивать клетки, потерявшие способность делиться, позволяя здоровым клеткам размножаться и восстанавливаться. Терапия позволит 60-летним оставаться такими еще 30 лет, пока им не исполнится 90 лет. Процесс будут повторять до 120 или 150 лет и так далее.
Согласно М-ру Грею этот метод может стать жизнеспособным уже в течение 6-8 лет. Так что вполне возможно, что в будущем человек все-таки найдет эликсир вечной молодости.
10 технологий будущего, которые обязательно изменят этот мир
С развитием технологий мы начинаем замечать, как отвечает и начинает изменяться вместе с этим развитием окружающий нас мир. Несмотря на то, что многие технологии в этом списке уже начинают потихоньку применяться, некоторые по-прежнему остаются лишь в своем зачаточном состоянии. Мы находимся на пороге новой технологической эры в истории человечества, и хотя до того будущего, что показано в научно-фантастических фильмах, нам еще далеко, многие из технологий этого списка даже более футуристичны, чем мы могли себе представить.
Мы на пороге новых научных открытий, которые изменят жизнь многих
Прозрачное дерево
Вполне возможно, что при строительстве домов будущего будут использоваться подобные материалы.
Благодаря специальной химической обработке обычного пробкового дерева и его дальнейшего покрытия эпоксидной смолой, ученые создали чистый, биоразлагаемый материал, который получился в 4-6 раз прочнее, чем аналоги без химической обработки.
Есть даже мнение, что данный материал можно будет однажды использовать в качестве возобновляемого источника производства ячеек солнечных панелей, так как прозрачный материал лишь частично блокирует свет, пропуская через себя объем около 85-90 процентов.
Hyperloop
Так может выглядеть пассажирский салон Hyperloop.
Думаю, среди наших читателей многие смотрели мультсериал «Футурама» и помнят специальные трубы, по которым передвигаются горожане. Так вот, компания Hyperloop Transportation Technologies (HTT) работает над аналогичной идеей, которую она хочет воплотить в жизнь. Впервые концепт Hyperloop был предложен в 2013 году Элоном Маском. Он представляет собой систему транспортных перевозок между городами в закрытых вакуумных трубах. Пассажиры, находясь в специальных капсулах, смогут путешествовать от одного города к другому со скоростью около 1300 километров в час. Быстрее скорости звука, нужно отметить.
Цифровые экраны и различные рекламные предложения обещают сделать сверхбыстрые перевозки не только приятными, но и развлекательными. В HTT заявляют, что система Hyperloop будет гораздо эффективнее и экономически выгоднее любой другой ныне используемой транзитной системы. В настоящий момент технологии проходят первые испытания. Но потенциал Hyperloop заметили даже в России.
Вертикальные фермы
Это действительно очень чистое и экономичное решение для производства свежих продуктов.
По некоторым прогнозам, к 2050 году более 80 процентов населения планеты будет жить внутри городских центров, поэтому для многих стран основной проблемой станет решение вопроса производства еды. Вертикальные (башенные) фермы уже находят решение для многих островных регионов.
Использование схемы вертикального взращивания пищевых культур способно очень эффективно решать проблему свободного пространства, что особенно важно, если учитывать, что стоимость земли с каждым годом дорожает повсюду. Кроме того, особенность конструкций таких ферм позволяет использовать воду гораздо экономичнее. Гравитация делает свое дело, и за один полив можно покрыть всю площадь фермы, экономя как воду, так и энергию.
3D-печать
Пройдет совсем немного времени до того момента, как люди сами будут способны создавать себе дома, велосипеды и даже автомобили.
Несмотря на то, что эта технология с нами уже несколько лет, 3D-печать продолжает находить для себя новые сферы применения. Так как технология становится дешевле и доступнее для широких масс, устройства для 3D-печати потихоньку становятся неотъемлемой частью современного общества. Медицина, космос, дизайн, транспортные сферы — все так или иначе начинают чаще пользоваться данной технологией и получать от этого существенные преимущества.
Будь то биопечать продуктов для медицинских целей или печать материалов и различных механических частей, используемых, например, в двигателях или же в новых космических разработках — за 3D-печатью будущее.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на нас в Google Новостях и Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Умное стекло
Подобные технологии по-настоящему манят.
Прочное, гибкое, умное… стекло? Да, мы, возможно, того сами не замечая, входим в «эру стекла». Обладая возможностью становиться прозрачным и непрозрачным, оставаться прочным и небьющимся и даже вести себя как сенсорная панель, новый тип стекла сможет изменить наши дома и рабочие места до неузнаваемости.
Стены в таких домах при желании смогут вести себя как окна, контролируя объем пропускаемого ультрафиолетового излучения, тепла и делая наши жилища и транспорт гораздо энергоэффективнее. Только представьте, что каждая поверхность вашего дома будет способна трансформироваться из стены в окно, а из окна в экран телевизора просто по движению вашей руки.
Голограммы
Кто знает, что еще только смогут создать люди с помощью этой технологии.
Проектирование домов. Видеоигры. Исследование космоса. Строительство новых миров. И все это в трехмерном пространстве. Именно такое будущее обещают нам голографические технологии. Способная дополнить наш физический мир цифровым, эта технология обладает огромным потенциалом практически во всех известных нам сферах.
Рисовать в воздухе, ходить по поверхности Марса, заглянуть в жерло вулкана и центр Земли — голограммы могут отправить нас туда, куда даже магия, не то что наука, не способна. Возможности будут практически безграничны и напрямую зависеть лишь от нашего воображения.
Домашние роботы и дроны
В скором времени на рынке появятся гораздо более умные и более удобные машины.
С активным развитием робототехники мы все чаще встречаемся с появлением более дружелюбных для конечного пользователя домашних роботов. Происходящий в настоящий момент бум коммерческих дронов — это только начало.
Будет ли это что-то вроде робота ASIMO от компании Honda, предназначенного для помощи и общения с людьми, или же речь идет о машинах, которые заменят людей на некоторых трудовых должностях (например, официанты, работники ресепшена), ясно одно: развитие робототехники не остановится. Относительно скоро в дополнение к телевизорам, компьютерам, стиральным машинам и микроволновкам неотъемлемой частью практически каждого дома на планете станет маленькая армия роботов-помощников.
Аугментация людей
Может, мы сможем «слышать» цвета или «чувствовать» электрические поля или даже загружать новую информацию в наш мозг, как в фильме «Матрица».
Бионика меняет лицо человечества. В буквальном смысле. Чем больше мы становимся зависимыми от машин, тем быстрее мы приближаемся ко времени, когда наши возможности станут на порядок выше и шире, чем те, которыми мы обладаем сегодня.
Имплантация видеокамер в глаза, улучшение способности выше прыгать и быстрее бегать, или же даже контролирование электронных устройств силами нашего разума — граница между машиной и человеком медленно, но верно становится все более размытой. Благодаря новым способностям мы, вероятнее всего, сможем даже почувствовать и получить совершенно незнакомый для нас до этого опыт.
Настоящий искусственный интеллект
Ученые надеются, что однажды смогут поделиться этим миром с эмоционально взрослыми и рассудительными машинами.
Уже долгое время СМИ обещают нам будущее, в котором мы сможем общаться с кибернетическими напарниками, способными понимать наши команды и запросы, эмоции и даже юмор. Однако в нынешнем мире эта мечта так пока и остается мечтой.
И все же относительно скоро все может измениться, так как инженеры в поте лица работают над созданием программы, которая по-настоящему будет способна понимать человеческие эмоции и выражения. Благодаря передовым достижениям в технологиях лицевого распознавания, некоторые существующие программы ИИ уже способны понимать, когда вы злитесь или грустите, а некоторые даже способны описывать те события, которые они «видят».
Нанотехнологии
Однажды человечество сможет взглянуть на время без наномашин как на каменный век, но пока нам лишь остается догадываться и предвкушать то, что позволит осуществить нам эта технология.
Начиная от очистки воды от загрязняющих веществ и заканчивая созданием биоразлагаемого пластика (ну и наноковриков и наноболтов, куда же без них) — нанотехнологии обещают нам на ближайшее столетие такой мир, о котором раньше мы не могли даже представить.
Обладая размерами всего в несколько нанометров, невероятно крошечные машины вскоре займутся изучением человеческой ДНК и позволят нам фундаментально изменить свойства поведения различных материалов, позволяя наделять их невероятной прочностью или хрупкостью в зависимости от поставленных целей и задач.
Эти машины будут настолько крошечными, что питание для работы будут получать от простого ритма вашего сердца или химической энергии, содержащейся в наших клетках. С помощью нанотехнологий мы сможем вести полное наблюдение и разработку лекарств от таких недугов, как болезнь Альцгеймера, или рака, создавать более эффективные энергоносители, удивительные по своим свойствам материалы, практически вечные или разрушаемые лишь под воздействием определенных световых волн.
Технологии будущего: 21 идея о том, как изменить наш мир
Будущее наступит раньше, чем вы думаете. Эти новые технологии изменят наш образ жизни, то, как мы заботимся о своем теле, и помогут предотвратить климатическую катастрофу.
В любой момент времени, пока вы читаете эту статью, ученые и инженеры создают технологии будущего и меняют мир вокруг нас – в большом и малом. Мы не осознаем этого, так как привыкли к изменениям, но темпы прогресса за последние полвека в таких широких областях, как вычисления, медицина, коммуникации и материаловедение были нетипично-ошеломляющими.
Тем не менее, ни у кого нет личного реактивного ранца, работающего на вечном двигателе, поэтому работа должна продолжаться. Мы надели «дальновидные очки» нашего футуролога и составили список захватывающих технологий будущего, которые изменят наш мир: от бионических человеческих существ до изобретений, которые могут остановить климатический кризис.
Лабораторные молочные продукты
Наверное, вы слышали об искусственном мясе и стейках Вагю, выращенных клетка за клеткой в лаборатории, но как насчет других продуктов животного происхождения? Все больше биотехнологических компаний во всем мире исследуют лабораторные молочные продукты, включая молоко, мороженое, сыр и яйца. И многие думают, что они совершили прорыв.
Молочная промышленность даже близко не является экологически чистой. На нее приходится 4% мировых выбросов углерода, что больше, чем от авиаперелетов и судоходства вместе взятых. При этом растет спрос на более «зеленые» виды молока, которые можно было бы залить в наши чайные чашки и миски для хлопьев.
По сравнению с мясом, приготовить молоко в лаборатории не так уж и сложно. Вместо того чтобы выращивать его из стволовых клеток, большинство исследователей пытаются получить молоко с помощью ферментации, создавая молочные белки, сыворотку и казеин. Некоторые продукты от таких компаний, как Perfect Day, уже поступили на рынок США, и в настоящее время ведется работа по воспроизведению вкусовых качеств и питательных свойств обычного коровьего молока.
Помимо этого, исследователи работают над лабораторной моцареллой, которая идеально тает на поверхности пиццы, а также другими сырами и мороженым.
Цифровые «близнецы», следящие за вашим здоровьем
В сериале «Звездный путь», который повлиял на наше представление о технологиях будущего, люди могли войти в медицинский отсек и пройти цифровое сканирование всего тела на предмет признаков болезней и травм. По словам создателей сканера Q Bio, появление такого оборудования в реальной жизни улучшило бы состояние здоровья людей и в то же время снизило нагрузку на врачей.
Американская компания построила сканер, который будет измерять сотни биомаркеров примерно за час: от уровня гормонов, жировых отложений в печени и маркеров воспаления до любого из видов рака. Она намеревается использовать эти данные для создания трехмерного цифрового аватара тела пациента, известного как «цифровой двойник», который можно отслеживать с течением времени и обновлять при каждом новом сканировании.
Генеральный директор Q Bio Джефф Кадитц надеется, что это приведет к новой эре превентивной персонализированной медицины, в которой огромные объемы данных не только помогут врачам определять приоритеты пациентов, требующих осмотра в первую очередь, но также будут использоваться для разработки более сложных способов диагностики заболеваний. Прочитать интервью с ним можно здесь.
Искусственные глаза
Бионические глаза были основой научной фантастики на протяжении десятилетий, но теперь исследования реального мира начинают догонять дальновидных фантастов. На рынок выходит множество технологий, которые дают возможность видеть людям с различными нарушениями зрения.
В январе 2021 года израильские хирурги имплантировали первую в мире искусственную роговицу 78-летнему полностью слепому мужчине. Когда его повязки были сняты, пациент мог сразу же читать и узнавать членов семьи. Имплант естественным образом срастается с тканями человека, поэтому тело не отторгает его.
В 2020 году бельгийские ученые разработали искусственную радужную оболочку глаза, приспособленную к умным контактным линзам, которые корректируют ряд нарушений зрения. Ученые даже работают над беспроводными мозговыми имплантатами, для использования которых не нужно зрение.
Исследователи из Университета Монаша в Австралии трудятся над испытаниями системы, пользователи которой носят очки с камерой. Она посылает данные непосредственно на имплант, находящийся на поверхности мозга, и дает пользователю возможность видеть.
Аэропорты для дронов и летающих такси
Наши перегруженные города отчаянно нуждаются в передышке, и разгрузка может прийти со стороны воздушного пространства, а не дорог. Планы по созданию транспортного узла другого типа – для дронов доставки и электрических аэротакси – становятся реальностью: первый городской воздушный порт получает финансирование от правительства Великобритании.
Хаб, строящийся в Ковентри, станет пилотным проектом и, мы надеемся, доказательством концепции компании, стоящей за ней. Идея состоит в том, чтобы автономно получать энергию от водородного генератора и устранить необходимость в таком большом количестве грузовых и личных автомобилей на наших дорогах, заменив их чистой альтернативой в виде нового типа небольших летательных аппаратов, одними из разработчиков которых являются Hyundai и Airbus.
Инфраструктура также будет иметь большое значение. Управление гражданской авиации изучает возможность создания воздушных коридоров, которые могли бы связать центр города с местным аэропортом или распределительным центром.
Умные швы, обнаруживающие инфекции
Как врач узнает, инфицирована ли рана пациента? Он может подождать, пока у пациента появятся признаки инфекции, или поговорить со старшеклассницей из Огайо, которая разработала гениальное и спасающее жизнь изобретение.
В 17 лет Дасия Тейлор изобрела швы, которые меняют цвет с ярко-красного на темно-фиолетовый при инфицировании раны, обнаруживая изменение уровня pH кожи. Когда рана после травмы или хирургического вмешательства инфицируется, ее pH повышается с 5 до 9. Тейлор обнаружила, что свекольный сок естественным образом меняет цвет при pH 9, и использовала это в качестве красителя для шовного материала.
Хотя доступны и другие решения – умные швы, покрытые проводящим материалом, которые могут определять состояние раны по изменению электрического сопротивления и отправлять сообщение на смартфон – они менее полезны в развивающихся странах, где использование смартфонов не является широко распространенным.
Энергосберегающие кирпичи
Ученые нашли способ хранить энергию в красных кирпичах, из которых строят дома. Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали метод, который может превратить дешевый и широко доступный строительный материал в «умные кирпичи», которые могут накапливать энергию как аккумулятор.
Хотя исследование все еще находится на стадии подтверждения концепции, ученые утверждают, что стены, сделанные из таких кирпичей, «могут хранить значительное количество энергии» и «заряжаться сотни тысяч раз в течение часа».
Устройство на базе красного кирпича, разработанного химиками Вашингтонского университета в Сент-Луисе, зажигает зеленый светодиод © D’Arcy lab / Вашингтонский университет в Сент-Луисе
Исследователи разработали метод преобразования красных кирпичей в тип накопителя энергии, называемый суперконденсатором.
Они наносили проводящее покрытие, известное как Pedot, на образцы кирпича. Покрытие просачивалось через пористую структуру обожженного кирпича, превращая его в «электрод, накапливающий энергию».
По словам исследователей, очень помог в этом процессе оксид железа, являющийся красным пигментом кирпичей.
Умные часы с питанием от пота
Инженеры из Университета Глазго разработали новый тип гибкого суперконденсатора, который накапливает энергию, заменяя электролиты, содержащиеся в обычных батареях, человеческим потом.
Суперконденсатор может быть полностью заряжен всего лишь 20 микролитрами жидкости. При этом он достаточно прочен, чтобы выдержать 4000 циклов сгибания/разгибания, с которыми можно столкнуться при использовании.
Устройство работает путем покрытия полиэфирно-целлюлозной ткани тонким слоем полимера, который действует как электрод суперконденсатора.
Когда ткань впитывает пот своего владельца, положительные и отрицательные ионы взаимодействуют с поверхностью полимера, запуская электрохимическую реакцию, которая генерирует электричество.
«Обычные батареи дешевле и их больше, чем когда-либо прежде, но они часто изготавливаются с использованием неустойчивых материалов, вредных для окружающей среды», – говорит профессор Равиндер Дахия, руководитель группы Bendable Electronics and Sensing Technologies (Best) из Университета «Инженерная школа Джеймса Ватта», в городе Глазго.
«Утилизация носимых устройств может быть опасной, так как токсичные жидкости из поврежденной батареи способны попасть на кожу.
То, что мы смогли сделать впервые, – это показать, что человеческий пот дает реальную возможность полностью избавиться от токсичных материалов и получить отличные характеристики зарядки/разрядки».
Самовосстанавливающийся «живой бетон»
Используя песок, гель и бактерии ученые создали то, что они называют «живым бетоном».
Исследователи заявили, что этот строительный материал выполняет структурную несущую функцию, способен к самовосстановлению и является более экологически чистым, чем бетон – второй по частоте использования материал на Земле после воды.
Команда из Университета Колорадо в Боулдере считает, что их работа прокладывает путь для будущих строительных конструкций, которые смогут «залечивать собственные трещины, всасывать опасные токсины из воздуха или даже светиться по команде».
Живые роботы
Крошечные гибридные роботы, созданные с использованием стволовых клеток эмбрионов лягушек, однажды могут быть использованы для заплывания в определенные области человеческих тел, требующие лечения, или для сбора микропластика в океанах.
«Это новые живые машины», – сказал Джошуа Бонгард, ученый-компьютерщик и эксперт по робототехнике из Университета Вермонта, который стал одним из разработчиков миллиметровых ботов, известных как ксеноботы. «Это не традиционные роботы и не известные виды животных. Это новый класс артефактов: живой программируемый организм».
Осязаемая виртуальная реальность
Исследователи из Северо-Западного университета разработали прототип устройства, цель которого – сделать прикосновение ощущаемым внутри виртуальной реальности, используя гибкий материал, снабженный крошечными вибрирующими компонентами, которые можно прикрепить к коже.
Система, известная как эпидермальная VR, может быть полезна и в других случаях. Например, она способна передать прикосновение ребенка к дисплею члену его семьи, находящемуся в другой точке мира, или помочь людям с ампутациями вновь почувствовать касания.
Устройство состоит из 32 вибрирующих приводов на тонкой силиконовой полимерной пластине размером 15 х 15 см, которая приклеивается к коже и не имеет больших батареек и проводов.
Для передачи данных применяется технология связи ближнего радиуса (NFC), которая сегодня используется во многих смартфонах для мобильных платежей.
«В результате получилась тонкая и легкая система, которую можно носить и использовать неограниченное время», – говорит профессор Джон А. Роджерс, работавший над проектом.
Ученые надеются, что эта технология может, в конечном итоге, найти свое применение в одежде, позволяя людям с протезами носить рубашки виртуальной реальности, которые передают прикосновения кончиков пальцев.
Интернет для всех
Кажется, что мы уже не можем жить без интернета, но все же только около половины населения земного шара имеет доступ к нему. Для этого есть много причин, в том числе экономические и социальные, но для некоторых интернет просто недоступен из-за отсутствия подключения.
Google достаточно медленно пытается решить проблему, используя гелиевые шары для покрытия интернетом недоступных прежде областей, в то время как Facebook отказался от планов сделать то же самое с помощью дронов, и это означает, что такие компании, как Hiber, имеют шанс перехватить инициативу. В Hiber использовали другой подход, запустив на низкую околоземную орбиту собственную сеть микроспутников размером с коробку из-под обуви, которые активируют модем, соединенный с вашим компьютером или иным девайсом, и передают данные в тот момент, когда спутник находится в зоне связи.
Их спутники обращаются вокруг Земли 16 раз в день и уже используются Британской антарктической службой для обеспечения доступа в интернет в самых дальних уголках нашей планеты.
Футболка для мониторинга сердечного ритма
Носимые спортивные браслеты, измеряющие частоту сердечного ритма, не являются чем-то новым, но, как показали многочисленные исследования, их точность может сильно варьироваться (особенно если вы полагаетесь на них при подсчете калорий). Это нормально, если вы просто хотите понять, насколько усердно тренируетесь, но для профессионалов точность – это все.
Новая футболка от компании KYMIRA, производящей интеллектуальные материалы, считывает параметры сердечного ритма, используя единственный проводник, напечатанный на ткани, который измеряет сердцебиение и загружает данные в облако через Bluetooth. Полученные данные обрабатываются алгоритмами для точного обнаружения нерегулярных сердечных сокращений, таких как аритмия, что может спасти вашу жизнь.
Преимущества технологии могут прочувствовать не только спортсмены. «Возможности, которые этот продукт предлагает как спортсменам, так и широкой публике, поражают», – говорит Тим Браунстоун, генеральный директор и основатель KYMIRA. «Мы планируем разработать версию данного продукта для использования в клинических целях, чтобы предупреждать о сердечном приступе тех, кто уже страдает сердечными заболеваниями».
Сила кофе
Кофейная промышленность Лондона ежегодно генерирует более 200 000 тонн отходов. Что же с этим делать? Идея предпринимателя Артура Кея состоит в том, чтобы с помощью своей компании bio-bean превратить 85% кофейных отходов в биотопливо для обогрева зданий и заправки транспорта. Компания уже является крупнейшим в мире переработчиком кофейных отходов. Она собирает кофейную гущу из крупных сетей и ресторанов, а также небольших кафе и доставляет ее на свой перерабатывающий завод в Кембриджшире.
Там гущу сушат и обрабатывают, прежде чем использовать ее для создания гранул и дров для биотоплива, биопластика и ароматизаторов.
Утопить лесные пожары в звуке
Однажды с лесными пожарами можно будет бороться с помощью беспилотных летательных аппаратов, которые будут направлять громкий звук на деревья внизу. Поскольку звук состоит из волн давления, его можно использовать для разрушения структуры воздуха, окружающего огонь, перекрывая подачу кислорода к топливу. При правильной частоте огонь просто гаснет, как недавно продемонстрировали исследователи из Университета Джорджа Мейсона в Вирджинии, использовавшие звуковой огнетушитель. Видимо, лучше всего работают низкие частоты.
Отрежьте голову плоскому червю, и вырастет новая. Разрежьте его пополам, и у вас будет два новых червя. Немного облучите его радиацией, и он восстановится. Ученые долгое время хотели выяснить задействованные при этом механизмы, но секрет все время ускользал от них. Подключение к делу искусственного интеллекта, спроектированного в Университете Тафтса, Массачусетс, позволило разгадать тайну регенерации плоского червя всего за 42 часа. В итоге была получена исчерпывающая модель того, как гены плоского червя позволяют ему регенерировать.
Хотя людям по-прежнему необходимо снабжать искусственный интеллект информацией, машина в этом эксперименте смогла самостоятельно создать новую абстрактную теорию – это огромный шаг к развитию сознательного компьютера и, возможно, знаменательный шаг в том, как мы проводим исследования.
Автомобильные аккумуляторы, заряжающиеся за 10 минут
Быстрая зарядка электромобилей рассматривается как ключ к их освоению, так как водители смогут остановиться на станции техобслуживания и полностью зарядить свой автомобиль за время, необходимое для того, чтобы выпить кофе и сходить в туалет – не дольше обычного перерыва.
Но быстрая зарядка литий-ионных аккумуляторов может привести к их разрушению, считают исследователи из Университета Пенсильвании в США. Это связано с тем, что поток частиц лития, известных как ионы, от одного электрода к другому, для зарядки устройства и сохранения энергии, готовой к использованию, не происходит плавно, при быстрой зарядке, при более низких температурах.
Однако ученые обнаружили, что если бы батареи могли нагреваться до 60 °C всего за 10 минут, а затем быстро охлаждаться до температуры окружающей среды, литиевые выбросы не образовывались, и можно было бы избежать теплового повреждения.
Конструкция батареи, которую они придумали, является самонагревающейся, при этом используется тонкая никелевая фольга, которая создает электрическую цепь, нагревающуюся менее чем за 30 секунд, с целью обогрева внутренней части батареи. Быстрое охлаждение, которое потребуется после зарядки аккумулятора, будет осуществляться с помощью специальной системы, встроенной в автомобиль.
Исследование, опубликованное в журнале Joule, показало, что такие батареи могут полностью зарядить электромобиль за 10 минут.
Беспилотные грузовики
Мы почти привыкли к идее беспилотных автомобилей еще до того, как увидели их на дорогах. По правде говоря, вы вполне сможете увидеть гораздо больше беспилотных грузовиков – в конце концов, именно логистика «заставляет мир вращаться». Они будут дешевле в эксплуатации, чем обычные большегрузы, будут двигаться более плавно и, следовательно, потреблять меньше топлива. Компьютеры никогда не устают и не нуждаются в комфортных перерывах, поэтому они смогут преодолевать более длинные маршруты. И они могли бы ехать колоннами, друг за другом, чтобы минимизировать сопротивление ветра.
Такие компании, как Mercedes и Peloton, уже изучают эти возможности, и, если обещанные выгоды будут реальны, грузовые компании могут обновить весь автопарк в одночасье. С другой стороны, это может мгновенно лишить работы водителей и даже сотрудников на стоянках для грузовиков, предназначенных для их обслуживания, но многие компании заявляют, что машинам по-прежнему будет нужен пассажир-человек, чтобы гарантировать безопасность грузов.
Искусственные нейроны на кремниевых чипах
Ученые нашли способ прикрепить искусственные нейроны к кремниевым чипам, имитируя нейроны в нашей нервной системе и копируя их электрические свойства.
«До сих пор нейроны были подобны «черным ящикам», но нам удалось открыть их и заглянуть внутрь», – рассказал профессор Ален Ногаре из Университета Бата, возглавлявший проект.
«Наша работа меняет парадигму, потому что она обеспечивает надежный метод воспроизведения электрических свойств реальных нейронов в мельчайших деталях. Нашим нейронам требуется всего 140 нановатт энергии. Это одна миллиардная потребляемая мощность микропроцессора, по сравнению с другими попытками создать синтетические нейроны».
Исследователи надеются, что их работа может быть использована в медицинских имплантатах для лечения сердечной недостаточности и болезни Альцгеймера, поскольку для этого требуется очень мало энергии.
Плавучие фермы
По прогнозам ООН, к 2050 году в мире будет на два миллиарда человек больше, что увеличит потребность в продуктах питания на 70%. К тому времени 80% из нас будут жить в городах, и большая часть еды, которую мы потребляем в городе, станет привозной. Таким образом, фермы, пришвартованные в море или на внутренних озерах, недалеко от городов, определенно уменьшат путь продовольствия до потребителя.
Но как они будут работать? Проект архитектора Хавьера Понсе из Forward Thinking Architecture представляет собой трехуровневую конструкцию высотой 24 метра с солнечными батареями наверху для обеспечения энергией. На среднем ярусе на площади 51 000 м2 выращиваются различные овощи, но вместо почвы для них используются питательные вещества из жидкости. Эти вещества попадают в нижний слой для кормления рыб, которые разводятся в замкнутом пространстве.
Одна умная плавучая ферма размером 350 х 200 м будет производить около 8,1 тонны овощей и 1,7 тонны рыбы в год. Агрегаты спроектированы так, чтобы соединяться вместе, что удобно, поскольку нам понадобится много ферм: например, один только Дубай импортирует 11 000 тонн фруктов и овощей каждый день.
Плейстоценовый парк
Российский ученый Сергей Зимов надеется воссоздать 12000-летнюю среду в парке дикой природы для травоядных (дикая лошадь и бизон), заменив вымершую мегафауну (например, мамонтов) современными гибридами. Зимов изучит влияние животных на окружающую среду и климат.
Почти идеальная изоляция
У большинства людей в западном мире есть две вещи: холодильник и мобильный телефон. Аэрогели могут произвести революцию в производстве и того, и другого.
Аэрогель – это материал с крошечными порами. Он создан путем удаления всей жидкости из геля, и поры в нем могут составлять до 95% от объема. Эти поры настолько малы (от 20 до 50 нанометров), что молекулы газа просто не могут «протиснуться» через них. В результате аэрогели не могут передавать тепло, представляя собой материал с невероятными изоляционными свойствами.
Необычные электрические свойства аэрогелей делают их также пригодными в качестве легких антенн для мобильных телефонов, спутников и самолетов.