Что наука откроет в ближайшие несколько десятилетий
10 фантастических технологий, которые станут реальными в ближайшие десятилетия
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Автономные роботы
Создание человекообразного робота с автономным интеллектом – столетняя мечта футурологов. Но лишь сейчас уровень развития технологий вплотную подошел к достижению данной цели.
Впрочем, мечтать, что в ближайшие несколько лет появится робот, которого невозможно отличить от человека, все-таки преждевременно. Но разработки уже ведутся, причем, в разных направлениях. Некоторые команды исследователей пытаются создать подобие искусственного интеллекта, другие работают над роботизацией мимики и чувств, а третьи – изучают возможность придать роботу человеческие движения.
Чтобы похвастаться своими последними достижениями в этих направлениях инженеры регулярно устраивают соревнования между своими роботами : они играют в футбол, танцуют, занимаются борьбой и даже смешивают алкогольные коктейли.
Колонизация Луны и Марса
Создание постоянных обитаемых баз на Луне и других планетах обсуждается уже не первое десятилетие. Но только сейчас в этом направлении начали появляться серьезные успехи. О своем желании открыть базу на Луне уже открыто заявляют Соединенные Штаты Америки и Россия. А миллиардер Илон Маск ставит своей целью колонизировать Марс.
Колонизация космических объектов несет в себе сразу несколько целей. Во-первых, развитие современных технологий. Во-вторых, добычу полезных ископаемых на Луне и Марсе. В-третьих, создание базы для переселения Человечества в случае превращения Земли в непригодную для жизни планету.
Создание еды на принтере
Сейчас процесс приготовления пищи отнимает у людей огромное количество времени. Но в будущем все может значительно упроститься, ведь появятся специальные устройства, трехмерные принтеры, которые будут в считанные минуты печатать даже самые сложные блюда.
Уже сейчас появились первые подобные устройства. Конечно, речь идет о весьма простых девайсах, которые умеют создавать из полуфабрикатов, к примеру, пиццу, бургеры, а также отдельные десерты из шоколада или сахарной пудры. Но в будущем они будут постепенно усложняться.
Питьевая вода для каждого
Удивительно, но даже сейчас, в начале двадцать первого века почти половина населения Земли страдает от нехватки чистой питьевой воды. Некоторые футурологи даже предрекают в скором будущем военные конфликты из-за источников этого ресурса.
Но с ними не согласен, к примеру, Билл Гейтс, который тратит огромные деньги на решение данной проблемы. По его заказу была разработана технология, позволяющая дистиллировать воду в промышленных масштабах.
Гейтс обещает инициировать строительство заводов для очистки воды по всему миру. Первый из них уже возведен в Сенегале. В качестве демонстрации возможностей этой технологии американский миллиардер выпил стакан воды, произведенной из человеческих фекалий.
Также при помощи этой технологии можно будет очищать океанскую воду, что навеки решит мировую проблему недостатка питьевых ресурсов.
Самоочищающаяся одежда
Интересно, что среднестатистическая западная семья больше половины используемой воды тратит на стирку. В будущем эти траты ресурсов могут вообще не понадобиться, ведь идет активная разработка самоочищающейся одежды.
К примеру, китайские ученые уже создали ткань, которая может самостоятельно очищаться от грязи под действием солнечных лучей. Данная технология основана на использовании наночастиц диоксида титана.
Добавленные в волокна ткани, эти частицы позволяют очищать материал от микроорганизмов, органики и даже токсичных веществ. Правда, под сильным действием ультрафиолета.
А ученые из Соединенных Штатов Америки создали инновационную ткань с наноархитектурой, которая эффективно отталкивает воду, пыль, токсичные химикаты, нефть, бензин и т.д. Как ожидается, впервые этот материал будет использован при создании американской военной формы.
Универсальная таблетка
К сожалению, невозможно создать единое лекарство, которое могло бы излечить все существующие болезни. Но в полусекретной лаборатории Google X идет работа над таблеткой, использование которой выявит серьезные нарушения в жизнедеятельности организма на ранних стадиях.
Речь идет об «умном» устройстве, которое, находясь в организме человека, будет собирать данные о его физиологических процессах и даст знать, когда в них появятся даже самые мельчайшие изменения.
Это устройство сможет диагностировать риск рака, инфаркта и других проблем со здоровьем задолго до того, как они станут критическими.
Дополненная реальность
Анонс очков дополненной реальности Google Glass вызвал огромную реакцию во всем мире. Оказалось, что Человечество уже не первое десятилетие мечтает о чем-то подобном. Но реальное воплощение данной идеи оказалось невероятно далеким от ожиданий потенциальных покупателей. А потому в Google оперативно прекратили выпуск своих «умных» очков, чтобы переформатировать проект и дать ему новый старт.
Корпорации Microsoft в очках HoloLens удалось достичь именно того результата, о котором мечтают потребители. Судя по демонстрационным роликам и тестовым испытаниям, эти «умные» очки именно дополняют реальность, соединяют виртуальный и физический мир в единое целое. Так ли это, будет ясно после начала массовых продаж данного устройства.
Клонирование человека
После успешного клонирования в 1996 году овцы Долли начали все чаще звучать дискуссии о возможном создании клонов человека. Технологически это абсолютно выполнимо, однако возникает вопрос в моральной составляющей таких экспериментов.
В большинстве стран существует мораторий на клонирование человека, а в некоторых государствах оно вообще запрещено уголовным кодексом. Но в недалеком будущем эта моральная проблема, по всей видимости, будет решена в пользу науки.
В научном мире и желтой прессе уже распространяются слухи, что отдельные доктора тайно проводят эксперименты по клонированию человека. Но документальных подтверждений этому не существует.
Массовый космический туризм
Первый космический турист отправился на орбиту Земли еще в 2001 году, но с тех пор этот вид отдыха так и не стал массовым. За четырнадцать лет подобным статусом может похвастаться всего восемь человек.
Но уже в ближайшие десятилетия ситуация может существенно измениться. Сразу несколько компаний работают над реализацией идеи массового космического туризма. В будущем могут появиться даже частные орбитальные отели и ночные клубы.
Наиболее перспективным вариантом для частной персоны полететь в Космос в ближайшие годы является сотрудничество с компанией Virgin Galactic. Она оперирует космическими челноками, которые могут подниматься на высоту в сто с лишним километров, доставляя пассажиров на несколько минут в состояние невесомости.
Компания SpaceX уже упомянутого в данном обзоре Илона Маска сейчас занимается отправкой на Международную космическую станцию полезных грузов, но в будущем планирует осуществлять и пилотируемые полеты с туристами на борту. Летательный аппарат для этого уже создан, скоро начнется его эксплуатация.
Термоядерный реактор
Появление термоядерного реактора ожидается уже не первое десятилетие. Но точно сказать дату, когда это произойдет, пока что невозможно. Ученые просят дать им еще лет двадцать, а может и больше.
Но американская корпорация Lockheed Martin заявляет, что вплотную приблизилась к созданию управляемой термоядерной реакции. Специалисты из нее обещают разработать компактный реактор в ближайшие несколько лет.
В Lockheed Martin уверяют, что термоядерный реактор на основе их разработок будет настолько небольшим в размерах, что его можно будет установить даже в легковом автомобиле. А грузовые авто с двигателем с таким реактором в качестве источника питания появятся уже через десять лет.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
10 прогнозов на следующие 10 лет
Нам повезло родиться и жить в невероятное время развития науки и технологий. Мы знаем примерную скорость развития того и другого, но не имеем ни малейшего представления о том, какой будет эта скорость к концу нашей жизни. Вещи, которые долгое время считались научной фантастикой, изо дня в день становятся компонентами нашей жизни. В ближайшие десять лет мир может преподнести нам такие подарки, от которых невозможно отказаться.
Удивительное во всех этих научных открытия то, что они порождают технологии, которые еще более ускоряют технический прогресс. Наша способность к инновациям растет в геометрической прогрессии, по мере того как идут годы. Чтобы дать вам представление о значимости этой прогрессии, вот вам 10 инноваций, которые должны изменить нашу жизнь к 2020 году.
1. Биотехнологии
Да, пока эти технологии не дадут вам возможность ломать камни руками, но позволят людям без пальцев обладать полностью функциональными руками, которые смогут поднимать предметы и работать с хрупкими объектами. Они полностью контролируются силой мысли и не требуют хирургического вмешательства. Touch Bionics, компания, которая разрабатывает руку Pro Digits, может установить руку в комплекте с «живой кожей», пластиковым покрытием, напоминающим живую человеческую кожу, всего за 50 000 долларов. Небольшая цена за новую руку.
2. Архитектура
Хотя Дубай сегодня известен своей излишней экстравагантностью, в разных его регионах инженеры строят здания, которые имеют весьма интересные и практические применения.
Вся эта эстетика весьма привлекательна, но настоящие инновации скрыты в ветряных турбинах, построенных между каждый этажом. Чистой энергии от их работы будет достаточно для питания башни и нескольких зданий поблизости.
3. Компьютерная скорость, размеры и юзабилити
Скорость
Большинство посетителей нашего сайта знают о законе Мура (количество транзисторов, которые мы можем недорого поместить в компьютерный чип, удваивается каждый год, а значит удваивается и скорость). Но большинство не знает, что сам Мур вышел и сказал, что его закон, скорее всего, успешно закончит свою работу к 2020 году, когда количество транзисторов, которые мы сможем запихнуть в чип, будет ограничено законами физики. Означает ли это, что экспоненциальный рост в скорости компьютерной обработки уменьшится вдвое через десять лет?
Ни в коем случае, говорит Джим Талли, глава по исследованиям полупроводников в Gartner.
«Технология, которая заменит его, примет подход снизу-вверх, когда чипы будут собирать из отдельных атомов или молекул, своего рода нанотехнологии».
Рэй Курцвейл, уважаемый футуролог, в 2008 году заявил, что когда к 2020 году появится подобная молекулярная вычислительная техника, компьютеры будут обладать интеллектуальными способностями людей. Возможно, вам нужно подумать с минутку, прежде чем перейти к следующему пункту.
Размер и юзабилити
MacBook Air — очень тонкий ноутбук. Настолько тонкий, что заставляет задуматься: какими будут компьютеры к 2020 году? По словам разработчиков в Intel, нужды в клавиатуре и мышке не будет. Кому они нужны, когда можно управлять компьютером силой ума?
«Мы пытаемся доказать, что вы можете проделывать интересные вещи с мозговыми волнами, — говорит разработчик Intel Дин Померло. — В конце концов люди привыкнут к мозговым имплантатам. Представьте себе возможность просматривать веб-страницы силой ваших мыслей».
Померло и бесчисленные исследовательские группы по всему миру работают над устройствами сканирования мозга для отображения его кровотока. Они обнаружили, что когда разные люди сосредотачиваются на одном изображении, их мозги демонстрируют похожие модели кровотока. Одна британская группа даже сообщила о том, что смогла различить типы виртуального пространства, представленного людьми, на основе того, какой вид принял кровоток у них в мозгу.
4. Машины и топливо
Есть множество разных видов топлива для так называемых автомобилей завтрашнего дня, но единственный вид, у которого есть реальный шанс использования в ближайшие десять лет, — это электричество. Мы до сих пор не можем понять, как сделать водородные топливные элементы эффективными, безопасными и практичными, а гибридные автомобили стали вчерашним днем.
Это — седан Tesla Model S, который, по обещанию Элона Маска, будет продаваться через год-другой по цене в пределах 35 000 долларов. Кроме того, после недавнего объявления о том, что Tesla готова поделиться своими технологиями со всеми желающими, не остается никаких сомнений: электромобили развиваются и скоро наполнят рынок.
5. Как мы взаимодействуем с миром
То, каким образом мы взаимодействуем с внешним миром, серьезно изменялось с момента появления Интернета, смартфонов и прочих благ цивилизации. В самом ближайшем будущем произойдет еще один огромный прыжок вперед: интеграция информации в Интернете с нашей средой. Так называемый интернет вещей.
Мы сможем взглянуть на строение, продукт или место и сразу получить всю информацию об этом предмете. В этом нам помогут обычные смартфоны или очки от Google. Чем бы мы не воспользовались, дополненная реальность обязательно станет постоянным спутником к 2020 году.
6. Энергия
Солнечная энергия скоро оставит ископаемое топливо далеко позади. Стоимость одного ватта солнечной энергии быстро падает, а общая сумма солнечной энергии растет в геометрической прогрессии. По сути, она удваивается каждые два года на протяжении последних двадцати лет.
Помогают развитию этих технологий компании вроде Sandia. Еще в 2010 году Sandia представила солнечные батареи, которые требуют в 100 раз меньше материала при разработке, нежели современные солнечные батареи, хотя работают с той же эффективностью. Кроме того, дополнительную эффективность обеспечивают системы аналитики для грамотного управления солнечными батареями или ветряными электростанциями. Эти технологии попали в список десяти самых значимых технологий 2014 года по версии Массачусетского технологического института.
7. Здоровье
Хотя мы все еще не можем вылечить простуду простым щелчком пальцев, органы на заказ — реалии завтрашнего дня. Компания Organovo несколько лет назад разработала первый коммерческий 3D-биопринтер, который строит органы клетка за клеткой. Каждая отдельная клетка выращивается из клетки человека, которому необходимы органы. Уже сейчас ученые нашли способ выращивать вены и артерии на таком принтере, а первые напечатанные сердце и печень появятся в течение десяти лет.
В более общем плане, нанотехнологии революционизируют мир здоровья. Удивительное сочетание понимания работы ДНК и создания крайне маленьких клеточных частей рисует очень светлое будущее для медицины. Редактирование генома и потенциальное лечение таких болезней, как шизофрения, аутизм и ПТСР, на генетическом уровне не за горами.
8. Равные возможности
Конечно, никто не говорит, как некий Вася Пупкин выходит из сумрака и сразу получает признание и известность. Интернет стал отличной площадкой для работы, поэтому сейчас не нужны миллионы, чтобы реализовать свою идею — можно обратиться к людям на краудфандинговом сервисе и собрать деньги даже на самую безумную идею.
10-летние школьники зарабатывают тысячи, делая вирусные видео на YouTube. Любой человек с бизнес-идеей может начать с веб-сайта и быстро набрать нужную сумму. Даже Twitter может стать способом для привлечения внимания, если пустить поток в нужном направлении.
Интернет стал не просто удобным механизмом для ведения предпринимательства. Он поставил на одну ступень по возможностям всех — и крупных акул бизнеса, и простых мечтателей.
9. Роботы
Первое десятилетие 21 века стало отличным временем для инноваций в области робототехники. Оно как раз подготовило почву для всеобщего помешательства на роботах разного типа. Хотя мы пока далеки от создания роботов-горничных, которые будут помогать нам по дому, компании вроде Google делают большие успехи по созданию разного рода полезных и инновационных роботов.
Роботы уже умеют изображать свои эмоции, реагировать на ваши, поднимать машины и балансировать на одной ноге. Что будет завтра — никто не знает, но перспективы этой сферы очень и очень велики.
10. Нанотехнологии в одежде
Давайте по порядку.
Нановолокна сделают одежду чрезвычайно удобной и долговечной. Кроме того, изделие будет отвечать вашим личным предпочтениям еще до того, как вы его наденете.
Наногенераторы на основе нановолокон смогут вырабатывать электрическую энергию в одежду от ваших движений, ультразвуковых волн и даже кровотока. Если удастся объединить подобные волокна в двух- или трехслойной одежде, можно будет создать гибкий, складной и носимый источник питания, который позволит людям вырабатывать электричество при ходьбе.
Гидрофобные (водостойкие) нановолокна позволят сделать полностью непромокаемую одежду. Она сможет пролежать в воде два месяца и останется сухой на ощупь. Чего еще изволите?
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.