Что изобрели в 21 веке впервые
Что изобрели в 21 веке
21й век начался не так давно, но технический прогресс не стоит на месте. За прошедшие почти два десятилетия в нашу жизнь вошли разные новые технологии и изобретения. В этой статье мы расскажем о самых заметных изобретениях 21 века.
Вообще, если почитать что-то в интернете на тему изобретений, сделанных в 21 веке, то зачастую авторы сваливают всё в кучу. В одном списке оказываются и Ютуб, и Большой адронный коллайдер, и бактерия с искусственной ДНК. Мы не будем включать в список подобные сомнительные «изобретения». Мы отберём изобретения по следующим критериям. Во-первых, мы возьмём изобретения действительно значимые, которые в 21 веке вошли в жизнь и начали активно использоваться. Во-вторых, мы отберём такие изобретения, которые действительно представляют собой что-то новое. И, наконец, мы не будем записывать в изобретения что-то, может быть и интересное, но существующее в одном или нескольких экземплярах. Итак, что же действительно изобрели в 21 веке?
3d принтеры
Если говорить честно, то технологии трёхмерной печати, как и первые 3d-принтеры появились ещё в 20 веке. Но некоторые обстоятельства позволяют всё-таки отнести их к изобретениям 21 века. Какие же?
Первый 3d-принтер, т. е. устройство, способное «напечатать» изделие из пластмассы по заранее заданной модели, появилось в США ещё в 1984 году. Этот принтер был способен делать пластик твёрдым при помощи лазерного луча. В следующие несколько лет были придуманы и другие технологии 3d-печати, а вскоре в продаже появились и первые 3d-принтеры. Но из обычных людей это событие мало кто заметил по ряду причин. Во-первых, эти 3d-принтеры были несовершенны и работали очень медленно, а во-вторых, стоили очень дорого и предназначались лишь для промышленного использования.
Но в 21 веке в сфере 3d-печати произошёл настоящий прорыв. Во-первых, появились маленькие и недорогие 3d-принтеры, которые уже мог купить каждый и, подключив к своему домашнему компьютеру, напечатать всё, что захочется. Во-вторых, область применения 3d-принтеров значительно расширилась. Если первые модели в качестве сырья использовали всего один вид пластика, то во второй половине 2000-х спектр материалов значительно расширился. Появились пищевые 3d-принтеры, способные печатать еду (например, торты), медицинские принтеры, печатающие протезы и искусственные кровеносные сосуды, и даже строительные принтеры, способные напечатать целые здания!
Видео — 3d-принтер в Китае печатает целые здания:
Мультикоптеры
Мультикоптеры (в основном в виде квадрокоптеров), или дроны, также появились совсем недавно. С одной стороны, сама схема подобного летательного аппарата с 4 (или большим числом) винтов не была чем-то новым, да и беспилотных летательных аппаратов в 20 веке было сконструировано достаточно, но в 21 веке в этой области был совершён настоящий прорыв.
Произошло это, с одной стороны, благодаря развитию электроники и появлению небольших микросхем, способных контролировать полёт мультикоптеров, а с другой, благодаря появлению компактных литий-ионных аккумуляторов, способных обеспечить дроны достаточной энергией для полёта.
Первый мультикоптер современного типа появился в 2006 году и был разработан немецкой компанией Mikrokopter.
Стоил он дорого — 1500 евро, но конкуренты быстро переняли идею и вскоре сконструировали огромное количество более доступных моделей. Сегодня квадрокоптеры уже активно используются для съёмок, составления карт, различных исследований и доставки небольших грузов.
Нейронные сети глубокого обучения
Уже вскоре после появления компьютеров программисты стали пытаться с их помощью смоделировать работу нейронов, т. е. клеток, занимающихся обработкой информации у животных и человека. При помощи искусственных нейронных сетей пытались решить задачи, которые не удавалось запрограммировать обычным образом — например, научить компьютер распознавать речь или узнавать, что изображено на картинке. Долгое время не удавалось достичь значительных результатов, и ещё в 90-е программы по распознаванию речи или изображений, хотя и существовали, но работали очень плохо. С мёртвой точки ситуация сдвинулась лишь после 2006 года, с появлением т. н. нейронных сетей глубокого обучения. Здесь сыграли роль несколько факторов — как появление новых идей в организации нейронных сетей, так и повышение характеристик компьютеров, совпавшее с накоплением больших массивов данных, на которых можно было обучать нейронные сети.
Всего за несколько лет было сделано то, что не удавалось десятилетиями — программы научились хорошо распознавать речь, классифицировать изображения, играть в достаточно сложные игры. Сейчас на основе нейронных сетей глубокого обучения работают голосовые помощники вроде Яндекс.Алиса, а также сервисы, позволяющие найти человека по фотографии. Но область применения технологии постоянно расширяется. Например, нейронные сети уже успешно применяются для экономического прогнозирования и медицинской диагностики.
Беспилотные автомобили
Идея создать транспортное средство, которое сможет передвигаться по дорогам самостоятельно, без участия водителя, появилась очень давно. Но громадные технические сложности долго не позволяли реализовать эту идею на практике. Ещё в 2004 г. на соревнованиях беспилотных автомобилей в США ни одна машина не смогла пройти весь маршрут и доехать до финиша. Но ситуация менялась, конструкторы оснащали автомобили всё более совершенными датчиками и всё более продвинутым искусственным интеллектом, и после 2010 г. появились модели, способные самостоятельно ездить по улицам городов. В настоящее время в нескольких странах уже работают беспилотные автобусы и такси, а власти многих городов вполне серьёзно рассматривают проекты развития беспилотного транспорта.
Видео — испытания беспилотного Яндекс.такси в Москве:
CRISPR/Cas9 — редактирование генов
Технологии генной инженерии, позволяющие внедрять в организм новые гены, появились ещё в 20 веке. Однако в 2013 году было сделано открытие, дающее учёным возможность целенаправленно изъять из ДНК конкретный фрагмент. Было обнаружено, что бактерии способны найти и изъять участок кода вируса из своей ДНК, и что данный метод можно применять не только к бактериям, но и к животным, включая человека.
Пока нельзя сказать, что новая технология позволяет учёным редактировать геном как им вздумается, однако они уверены, что она открывает огромные перспективы. Например, они рассчитывают использовать её для лечения генетических заболеваний, борьбы с раком и вирусными заболеваниями. Определённые обнадёживающие результаты уже получены, хотя учёным стало понятно, что метод требует усовершенствования.
Но самое интересное в том, что через несколько лет после открытия на основе метода CRISPR/Cas9 появились наборы для редактирования генома, по сути, в домашних условиях, которые может купить каждый желающий. Уже сейчас подобные наборы можно купить в интернет-магазине. Простейший вариант, который стоит 75$, позволяет отредактировать геном микроорганизмов, изменив его так, что микробы начинают светиться в темноте. А за несколько тысяч долларов доступен полный набор, при помощи которого геном можно редактировать практически произвольно. Многие уже высказали опасения, что подобная доступность технологии может создать условия для биотерроризма.
Можете назвать другие значимые изобретения, которые появились в 21 веке? Пишите в комментарии.
Одна идея о “ Что изобрели в 21 веке ”
> Сегодня квадрокоптеры уже активно используются для съёмок, составления карт, различных исследований и доставки небольших грузов.
Самые интересные изобретения человечества 21 века
Наука развивается быстрыми темпами, и сюжеты фантастических кинофильмов постепенно становятся реальностью. Самым известным изобретателям под силу воплощать смелые идеи. Изобретения русских и зарубежных исследователей постепенно становятся частью нашей жизни.
Новейшие технологии 21 века позволяют создавать уникальные приборы и установки. В публикации перечислены самые значимые и удивительные изобретения, изменившие жизнь многих людей.
Изобретения, которые изменили мир
Соцсети
Первая соцсеть была создана в середине 1990-х годов, но в этом списке будут рассмотрены онлайн-ресурсы, которые по-настоящему повлияли на жизнь человека в нынешнем веке. Самый популярный из них – Facebook.
Если вспомнить российские изобретения и разработки в этом направлении, то стоит упомянуть сайты «ВКонтакте» и «Одноклассники». Социальные сети органично вписались в жизнь современных людей.
Они повлияли на продвижение бизнес-проектов, рынок рекламы, ускорили глобализацию.
Искусственное сердце
В список изобретений 21 века нельзя не включить этот высокотехнологичный аппарат. Создание прибора AbioCor дало старт для дальнейших масштабных исследований в этой области.
Устройство позволит поддерживать жизненные силы пациентов, страдающих тяжелыми формами сердечной недостаточности. Аппарат выполняет функцию «насоса», который «перекачивает» кровь по телу человека.
Его применение доступно не каждому, поскольку важно, чтобы совпадали антропометрические характеристики. Но ученые продолжают совершать самые важные открытия в области медицины, используют различные разработки, чтобы сделать искусственное сердце более универсальным.
3D-принтеры
Перечисляя открытия 21 века, эксперты нередко упоминают 3D-принтеры. Эти необычные технические аппараты – очень полезные изобретения наших дней. Их применяют очень широко. Аппараты пригодятся для проектирования, распечатки небольших тиражей, изготовления разных деталей.
Последние достижения разработчиков позволили за короткое время сделать технику более доступной и расширить область ее применения.
Бионические протезы, управляемые силой мысли
К числу величайших и значимых открытий современной био-кибернетики можно отнести протез BeBionic 3. Устройство стало лучшим открытием в этой сфере.
Рукой-протезом можно управлять импульсами, посылаемыми мозгом. Аппараты, которые выпускались раньше, могли только сгибаться и разгибаться в области ладони.
BeBionic 3 способен заменить потерянную конечность. Протез позволит завязать шнурки, приготовить пищу и выполнить другие действия, требующие мелкой моторики рук. За счет этого открытия 21 века британская компания RSLSteeper вошла в число самых известных изобретателей нашего времени.
Дополненная и виртуальная реальность
Уникальные научные открытия позволили разработчикам усовершенствовать мир виртуальной реальности. Специальные очки Oculus Rift по отдельным характеристикам в разы превзошли все аналоги.
Далее перечислены основные из них:
Многие компании готовят релизы для геймеров, адаптированные прежде всего под эти очки. Можно с уверенностью сказать, что в современной России и за ее пределами Oculus Rift смогут завоевать сегмент этого рынка.
Кроме того, очки виртуальной реальности планируют применять для ведения трансляций спортивных игр и разных важных событий. Их также используют для тренировок солдат в США.
Если говорить о дополненной реальности, то нельзя не упомянуть Google Glass. Инновационная техника не получила должного отклика у потребителей. Ее производство приостановили, но планируется запуск нового поколения Google Glass.
Дополненную реальность применяют в оборонной, медицинской сфере, образовании и пр. Среди игр можно упомянуть Pokemon Go, которая вышла в 2016 году.
Большой адронный коллайдер
Эта экспериментальная установка стала крупнейшей в истории человечества. При работе БАКа в кольцах происходит разгон и столкновение тяжелых частиц.
Затем ученые изучают продукты распада, на основании результатов исследований удается делать разные научные открытия.
БАК позволяет исследователям лучше постигать, как устроен мир. В создании Большого адронного коллайдера участвовали самые известные современные изобретатели.
Интересные изобретения
Зубные датчики
Ученые National Taiwan University (Национальный университет Тайваня) полагают, что стоит тщательно отслеживать пищевое поведение и другие процессы (говорение, кашель).
Для этого исследователи применяют достаточно странные изобретения – специальные датчики, которые фиксируют примерный объем еды, напитков, определяют, что делает человек по тому, как движется его челюсть. Эти сведения позволят врачам составлять индивидуальную диету для каждого больного.
Робот-хирург
К самым интересным изобретениям для человечества можно отнести роботов-хирургов, которые могут справиться со сложными операциями, требующими особенно точных и выверенных действий.
По мнению многих экспертов, время для таких роботов уже настало: их серийный запуск и применение уже началось.
Самым известным из них стал daVinci, который был разработан, чтобы выполнять оперативные вмешательства. Такими роботами управляют хирурги. Подобные системы постоянно используют для разных операций.
Голограммы
За счет голограмм удается воспроизводить движущиеся изображения на сцене. Самые известные примеры – голографические «выступления» Майкла Джексона и рэпера Тупака Шакура.
В Японии проводятся концерты с участием выдуманного персонажа – виртуальной певицы Хацунэ Мику. Но пока голограммы не получили распространения, и разработки продолжаются. Их основная цель — повысить качество трехмерных изображений.
Беспилотники и дроны
Дроны и боевые дроны изначально применяли военные. Но теперь любой может купить себе модель, чтобы делать фото и видео с высоты.
Для беспилотников требуются постоянный обмен данными с пультом дистанционного управления. Дроны выполняют задачи автономно.
Их планируют применять для доставки лекарственных препаратов, продуктов и иных грузов. Дроны могут замерять показатели в тех местах, где опасно находиться людям.
Что изобрели в 21 веке впервые
Вопреки упадническим настроениям, наука в XXI веке не только не снизила темпов, но и заметно продвинулась в фундаментальных дисциплинах. Наиболее динамично развиваются физика и биотехнологии, где учеными были достигнуты успехи, которые могут претендовать на звание революционных.
В первые два десятилетия 21-го века наука обогатилась целым рядом открытий, которые в перспективе могут значительно повлиять на качество жизни каждого человека. Чего стоит только получение стволовых клеток из кожи взрослого человека, дающее возможность выращивать нужные органы без использования эмбриональных клеток!
Фундаментальное открытие гравитационных волн дает человечеству надежду на путешествия между звездами, а из нового материала графен совсем скоро будут производить сверхъемкие аккумуляторы. Впрочем, обо всем по порядку: в нижеприведенном рейтинге мы постарались систематизировать важнейшие научные открытия 21 века по степени их значимости для человечества.
Наряду с фундаментальными открытиями, 21-й век ознаменовался интереснейшими находками археологов. Например, в 2016-м г. в гробнице Тутанхамона были обнаружены сразу две тайные комнаты. Найденные там органические останки, возможно, принадлежат знаменитой царице Нефертити
ТОП-10 самых значительных научных открытий XXI века
10. БИОНИКА. Сконструированы биопротезы, управляемые силой мысли
Еще недавно утраченные конечности людям заменяли пластиковые муляжи или даже крюки. В последние два десятилетия наука сделала огромный шаг в создании биопротезов, управляемых силой мысли и даже передающих ощущения от искусственных пальцев в мозг. В 2010 г. английская фирма «RSLSteeper» представила биопротез руки, с помощью которого человек способен открывать двери ключом, разбивать яйца на сковородку, снимать деньги в банкомате и даже держать пластиковый стаканчик.
Одноразовый стакан легко раздавить при чрезмерном усилии, но ученые добились того, что силу сжатия пальцев можно варьировать. Управляющие сигналы для этого снимаются с грудных мышц тела.
Другая компания «Bebionic» в 2016 г. изготовила для инвалида Найджела Экленда бионический протез руки, которым не только можно управлять силой мысли. Вдобавок к этому изделие оснащено датчиками чувствительности, подключенными к нервным окончания культи. Таким образом, достигается обратная связь, чтобы пациент мог чувствовать прикосновения и тепло. Пока биопротезы являются достаточно дорогими, однако благодаря развитию 3D-печати уже в ближайшее время прогнозируется их более широкая доступность.
Разработка биопротезов ведется и в России – в рамках проекта «Моторика» недавно была создана бионическая рука «Страдивари», которая силой мысли может производить 6 видов хватов. В запястье разработчики встроили электронные часы
9. БИОТЕХНОЛОГИИ. Создана первая в мире синтетическая бактериальная клетка
В 2010 г. группа ученых под руководством Крейга Вентера добилась прорыва в амбициозном проекте по созданию ни много, ни мало – новой жизни. Биологи взяли геном бактерии Mycoplasma genitalium и систематически, один за другим, удаляли из него гены, чтобы определить минимальный набор, необходимый для жизни. Оказалось, что он должен включать 382 гена, составляющих, как бы основу жизни. После этого ученые уже «с нуля» составили искусственный геном, который пересадили в клетку бактерии Mycoplasma capricolum, из которой предварительно были удалены собственные комплексы ДНК.
Искусственная клетка, которая даже получила собственное имя – Синтия, оказалась жизнеспособной и начала активно делиться.
Данный успех открывает перед биотехнологами широчайшие возможности по созданию гораздо более сложных организмов с заданными параметрами. Уже сейчас конструируются искусственные клетки, которые смогут производить вакцины и даже топливо для автомобилей, а в перспективе биологи надеются создать бактерию, которая бы поглощала углекислый газ. Такой микроорганизм мог бы помочь в ликвидации парникового эффекта на Земле, а также в терраформировании Марса и Венеры.
Так выглядит первая в мире размножившаяся искусственная клетка Синтия под электронным микроскопом
8. АСТРОФИЗИКА. Обнаружены планета Эрида и вода на Марсе
К крупнейшим открытиям 21 века можно отнести сразу две «космические» находки. В 2005 г. группой американских астрономов из обсерватории «Джемини», Йельского и Калифорнийского университетов было открыто небесное тело, движущееся за орбитой Плутона. Дальнейшие исследования показали, что малая планета, получившая название Эрида, по размерам лишь немного уступает Плутону. В 2006 г. это небесное тело сфотографировал орбитальный телескоп «Хаббл», обнаружив вращающийся вокруг него довольно крупный спутник, получивший название Дисномия. Предполагается, что по физическим характеристикам Эрида похожа на Плутон, а ее поверхность, скорее всего, покрыта ярко-белым льдом, поскольку альбедо (отражающая способность) планетоида уступает только спутнику Сатурна Энцеладу.
Эрида является второй по величине из известных на сегодня транснептуновых планет, лишь немного уступая Плутону
Вторым крупнейшим открытием 21 века в исследовании Солнечной системы является обнаружение воды на Марсе. Еще в 2002 г. орбитальный аппарат «Одиссей» обнаружил признаки наличия под поверхностью планеты водяного льда. В 2005 г. европейский аппарат «Марс-Экспресс» заснял кратеры с явственными следами водяных потоков, а окончательно развеял сомнения американский зонд «Феникс». В 2008 г. он сел в окрестностях Северного полюса и в одном из экспериментов – успешно выделил воду из марсианского грунта. Гарантированное наличие влаги на Красной планете снимает главное ограничение для ее колонизации. Америка планирует запустить пилотируемую миссию на Марс уже в 2030-х годах, идет разработка ядерного двигателя для этой цели и в России.
По одной из гипотез, некогда Марс был планетой, на которой кипела жизнь, и было много жидкой воды. Если это правда, то миллиард лет назад Марс мог выглядеть примерно так
7. НЕЙРОЛОГИЯ. Впервые записаны и перезаписаны воспоминания в мозг
В 2014 г. исследователям из Массачусетского университета удалось внедрить в память подопытных мышей ложные воспоминания. Им в голову были вживлены оптоволоконные провода, присоединенные к участкам мозга, ответственным за формирование памяти. По ним ученые подавали лазерные сигналы, которые воздействовали на определенные участки нейронов. В результате удалось добиться как стирания некоторых воспоминаний мышей, так и формирования ложных. Например, грызуны забывали, что в определенном участке клетки у них когда-то были приятные встречи с самками и больше не стремились туда. В то же время, ученым удалось создать новые воспоминания о том, что «опасный» отсек клетки, на самом деле привлекателен и мыши старались оказаться именно там.
Первым существом, которому удалось перезаписать память, стала лабораторная мышь, в мозг которой был вживлен оптоволоконный пачкорд
На первый взгляд, эти результаты выглядят детской игрой, да еще и с сомнительным этическим подтекстом. Между тем, нейрофизиологам удалось главное – найти участки мозга, отвечающие за память (гиппокамп и префронтальная кора) и создать, пусть пока примитивные, методы воздействия на них. Это дает широкие перспективы для совершенствования путей воздействия на мозг, а в будущем позволит лечить фобии и душевные расстройства. Не исключено, что уже в обозримом будущем удастся создать приборы для пакетной закачки данных в человеческий мозг для быстрого обучения наукам, требующим запоминания большого количества данных, например, можно будет в кратчайшие сроки овладеть иностранным языком.
Возможно, создатели фильма «Вспомнить все» были не так уж далеки от истины, изобразив будущее, где человеку можно запросто записывать новые воспоминания и стирать старые
6. ФИЗИКА. Обнаружен бозон Хиггса или «частица Бога»
В июле 2012 г. произошло открытие, ради которого были потрачены 6 млрд. долларов, вложенные в постройку Большого адронного коллайдера (CERN) близ Женевы. Ученые обнаружили т.н. «частицу Бога», существование которой было предсказано еще в 60-х годах британским физиком Питером Хиггсом. В честь него она и была названа. Благодаря экспериментальному доказательству существования бозона Хиггса фундаментальная физика получила последнее недостающее звено для построения пренормируемой квантовой теории поля. Данная теория является продолжением классической квантовой механики, однако качественно меняет взгляд на картину микромира и Вселенной в целом.
Практическое значение открытия бозона Хиггса заключается в том, что ученым открываются перспективы разработки антигравитации и разработки двигателей, которым не требуется энергия для работы.
5. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. Создан сверхпрочный материал графен
Графен – это уникальный по прочности и многим другим свойствам материал, который был впервые получен русскими физиками (работающими в Британии) Константином Новоселовым и Андреем Геймом в 2004 г. Через 6 лет ученых наградили за это Нобелевской премией, а в наши дни графен активно исследуется и уже применяется в некоторых изделиях. Необычность материала заключается сразу в нескольких его особенностях. Во-первых – это второй по прочности (после карбина) из известных ныне материалов. Во-вторых, графен – великолепный проводник, с помощью которого можно достигать уникальные электронные эффекты. В-третьих, материал обладает высочайшими показателями теплопроводности, что опять же – позволяет использовать его в полупроводниковой электронике без опасений ее перегрева.
Особые надежды на графен возлагаются в плане его применения в сверхъемких аккумуляторах, которых так не хватает электромобилям.
В 2017 г. компания «Samsung» представила один из первых АКБ на основе графена с емкостью на 45% выше, чем у его литий-ионного аналога сопоставимой величины. Но самое главное – новый аккумулятор заряжается и отдает заряд в 5 раз быстрее обычного. Примечательно, что речь идет не о полностью графеновом, а о гибридном АКБ, где инновационный материал используется как вспомогательный. Если же, точнее – когда разработчики создадут полностью графеновую батарею, это станет настоящей революцией в энергетике. Главной проблемой в широком использовании графена является дороговизна его получения и недостатки в технологиях, которые пока не позволяют получить абсолютно однородный материал. Однако уже сейчас число заявок на патенты с использованием графена зашкалило за 50 тыс., поэтому нет сомнения, что уже в обозримом будущем необычный материал заметно повлияет на качество жизни людей.
Первые графеновые аккумуляторы уже выпускаются серийно. Например, эта небольшая батарея от компании «Samsung» способна полностью зарядить достаточно емкую АКБ «Айфона» всего за 5-10 минут
4. БИОЛОГИЯ. Получены стволовые клетки не из эмбрионов, а из зрелых тканей
В 2012 г. нобелевская премия по физиологии и медицине была вручена английскому биологу Джону Гердону и его японскому коллеге Сине Яманаке. Они произвели настоящий фурор в среде биотехнологов, создав из обычных клеток – стволовые, т.е. способные составлять любые органы. Для этого ученые ввели в клетки соединительной ткани мыши всего 4 гена и в результате фибропласты превратились в незрелые стволовые клетки, обладающие всеми свойствами эмбриональных. Из подобного материала можно вырастить любой орган – от печени до сердца.
Таким образом, исследователи не только теоретически, но и практически доказали обратимость специализации клеток, что невозможно переоценить.
До недавних пор считалось, что стволовые клетки можно получить только из эмбрионов или пуповинной крови. Первое – сомнительно с этической точки зрения, а второе – вынуждало людей (в основном богатых) делать банк стволовых клеток сразу после рождения ребенка, чтобы в будущем он мог использовать его для лечения. Открытие физиологов сняло данные ограничения и теперь каждому человеку (как минимум, теоретически) доступно лечение стволовыми клетками и клонирование органов, содержащих «родную» ДНК организма.
Уже сейчас вырастить внутренний орган из стволовых клеток не является сложной задачей, а через 20-30 лет создание печени и почек из своих же клеток, скорее всего, станет тривиальным делом