Десять главных инновационных прорывов и технологий 2019 года

Инновационные технологии уходящего года однажды позволят обняться с человеком, который находится на другом континенте, вылечить болезнь Альцгеймера и вместо флешки для хранения информации использовать ДНК

304

Редакция Scientific American совместно с аналитиками Всемирного экономического форума опросили ведущих экспертов в области технологий, чтобы определить самые интересные и полезные открытия 2019 года.

Биопластик из растительных отходов

Картинки по запросу Биопластик из растительных отходов

Пластмассовый мусор, накапливающийся в Мировом океане, — причина гибели морских животных, растений и даже источник человеческих болезней (микропластик может попасть в организм через рыбу).

Биопластик может решить эти проблемы, способствуя развитию циклической экономики — он разлагается и превращается в биомассу. Сегодня биопластик изготавливают из кукурузы, сахарного тростника и отработанных жиров и масел, но он не очень прочный и к тому же некрасивый.

Недавняя разработка — метод изготовления пластика из целлюлозы и лигнина (вещества, характеризующего, например, одеревенелые стенки растений). Биопластик, полученный из непищевых сортов растений (например, гигантского тростника), по качествам ничем не уступает обычной пластмассе.

Социальные роботы

Картинки по запросу Социальные роботы

217 тыс. профессиональных сервисных роботов было продано в 2018 году, это на 61% больше, чем в 2017-м. И продажи продолжают расти — не в последнюю очередь благодаря социальным роботам. Они нужны для взаимодействия с людьми, которым необходимы общение, уход и забота. Социальные роботы оснащены искусственным интеллектом, который помогает им «понять», как надо реагировать на информацию, полученную через камеры и датчики.

Например, человекоподобный робот Пеппер (от SoftBank Robotics) распознает лица, основные человеческие эмоции и участвует в разговоре посредством сенсорного экрана на «груди». Социальные роботы особенно нужны пожилым. Робот PARO в виде тюленя, разработанный Японским национальным институтом передовых промышленных наук и технологий, снимает стресс у людей с болезнью Альцгеймера. Он отзывается на свое имя движениями головы и реагирует на ласку. А робот Mabu (Catalia Health) напоминает престарелым людям, чтобы они чаще гуляли и принимали лекарства.

Металинзы

С каждым годом устройства становятся все более компактными, но их оптические компоненты уменьшаются не с такой высокой скоростью. Инженеры выяснили, какие физические законы стоят за их легкими альтернативами — металинзами. Их миниатюрность позволит уменьшить в размерах камеры, оптические датчики для интернета вещей, микроскопы и другое оборудование. Кроме того, ученые разработали металинзы, которые исправляют астигматизм у человека.

Картинки по запросу Металинзы

Потенциальное лекарство от Альцгеймера

Несколько десятилетий назад ученые обнаружили особый класс белков, вызывающих многие болезни: от рака до нейродегенеративных заболеваний. Они называются «внутренне неупорядоченные белки» (ВНБ). Они играют важную роль в частях клеток, называемых безмембранными органеллами. Ученые разработали технологию манипуляции этими органеллами, благодаря чему, вероятно, удастся найти лекарства от болезней, которые вызывают ВНБ.

Умные удобрения

Картинки по запросу Умные удобрения

Стандартные способы внесения удобрений часто наносят вред окружающей среде. Новая разработка — удобрения с контролируемым высвобождением веществ, которые снабжают почву веществами, когда это необходимо. Они состоят из маленьких капсул, внешняя оболочка которых замедляет проникновение воды внутрь содержимого.

Совместное телеприсутствие

Картинки по запросу Совместное телеприсутствие

Технология совместного телеприсутствия находится в стадии разработки, однако ведущие технологические гиганты, например, Microsoft, вкладывают деньги в развитие этой индустрии. Ожидается, что к 2025 году она будет оцениваться в несколько миллиардов долларов. Фонд XPRIZE Питера Диамандиса объявил о начале конкурса ANPR Avatar XPRIZE. Его победитель получит средства на разработку технологий, которые позволят людям ощущать присутствие друг друга, даже если они будут находиться на разных концах Земли.

Блокчейн против пищевых отравлений

Снизить количество пищевых отравлений можно с помощью блокчейна. Инновационный метод использования этого инструмента в промышленности применяется для отслеживания продуктов. С помощью блокчейна продавцы могут сразу же вывести испорченную еду из обращения и уничтожить лишь запасы, полученные из того же источника. Кроме того, некоторые компании начали производить упаковки с датчиками, которые контролируют качество продуктов и указывают на истекающий срок годности.

Безопасные ядерные реакторы

Многие производители (например, Westinghouse Electric Company, Framatome) форсируют разработку ядерного топлива, устойчивого к перегреву. Такое топливо почти не вырабатывает водород или вырабатывает его очень мало. Новейшие модели ядерных реакторов вместо воды для охлаждения используют жидкий натрий или расплавленную соль, которые не могут производить водород.

Картинки по запросу Безопасные ядерные реакторы

Хранение данных в ДНК

Жесткий диск или флешка могут потеряться или устареть, поэтому ученые нашли альтернативу традиционным носителям информации — это ДНК. Информацию об организме, которая хранится в ДНК, без труда считывают, синтезируют и копируют. А последние достижения в секвенировании (то есть, определении аминокислотной и нуклеотидной последовательности) ДНК — это использование штрих-кодирования, когда последовательность ДНК используется в качестве маркеров молекулярной идентификации. Благодаря этому ученые продвинулись в изобретении новых методов лечения и в борьбе с лекарственной устойчивостью.

Картинки по запросу Хранение данных в ДНК

Сетевые накопители энергии

Энергетики прогнозируют, что в течение следующего десятилетия литий-ионные аккумуляторы будут использовать чаще всего. Постоянно совершенствующиеся технологии приведут к тому, что аккумуляторы скоро смогут хранить вдвое больший запас энергии, чем есть сейчас.

Новый экзоскелет может позволить бегать в 7 раз быстрее, чем обычно

Умение быстро бегать может пригодиться в самых разных областях: не важно, занимаетесь ли вы профессиональным спортом или же просто хотите быстрее добраться до стеллажа с гречкой в магазине, опередив в пути всех своих конкурентов. И для тех, и для других, специалисты из Университета Вандербильта в США придумали новое уникальное устройство, позволяющее бегать со скоростью, в 7 раз превышающей обычную. Известно, что при правильном использовании, механизм способен приблизить скорость бега человека к велосипедным показателям, составив примерно 20,9 метров в секунду.

Человек может научиться бегать со скоростью велосипеда

Как быстро бегать?

Уникальный экзоскелет, способный придать абсолютно любому человеку скорость велосипеда, представляет собой систему, принцип работы которой очень похож на катапульту. Особый пружинный механизм, ставший основой необычного устройства, может оказать несравнимую поддержку людям, испытывающих проблемы с работой нижних конечностей. И, хотя в настоящее время экзоскелет еще проходит стадию тестирования, разработчики уверяют, что их прототип будет готов уже к следующему году.

Результат нашей работы может привести к созданию нового поколения устройств, специально разрабатываемых не только для проведения спасательных операций и улучшения работы правоохранительных органов, но и для тех областей, где люди могли бы извлечь выгоду из увеличения скорости движения, — пишут исследователи в своей опубликованной статье.

Сам механизм работы устройства основан на принципе работы обычного велосипеда, педали которого помогают нам продвигать себя вперед по мере движения, пишет sciencealert.com. Однако делая ногами движения вверх и вниз, человек, совершая велосипедную прогулку, даже не догадывается, что таким образом теряет много потенциально полезного времени, которое уходит впустую в момент нажатия на педали.

Так как же лучше использовать это «потерянное» время? Исследователи, стоящие за созданием экзоскелета, рассматривали различные концепции, проводя эксперименты над пружинным креплением, действие которой схоже с действием катапульты. Согласно их теории, ноги способны выполнять полезную работу даже находясь в спокойном состоянии, а добиться подобного эффекта может помочь особых пара пружин, прикрепленных к ногам. Вместе с тем, хотя подобная идея существует уже более века, сама по себе она не особенно эффективна. Для того, чтобы улучшить ранее малоэффективную технологию и проверить, каким именно образом распределяется энергия от изменения формы пружины, исследователи решили смоделировать прототип устройства на компьютере.

Механизм работы экзоскелета, работающему при помощи специальной пружины

Так, согласно выдвинутым в ходе эксперимента предположениям, эффективная работа создаваемого учеными устройства будет происходить от сгибания ноги и движения вперед в воздухе. Придавая телу дополнительную поддержку, пружина может высвободить эту энергию при контакте с землей, помогая человеку развить неплохую дополнительную скорость. Анализ показывает, что для достижения максимальных скоростей пружина должна была бы захватывать энергию от каждого шага на 96 процентов, одновременно с этим передавая все полученное ускорение. Если так, то цифра 20,9 метра в секунду — максимальная скорость при использовании “сапогов-скороходов” ХХI века — также основана на энергии, создаваемой велосипедистом мирового класса. Иными словами, для большей части населения нашей планеты скорость при применении устройства может казаться немного ниже заявленной.

В настоящее время у исследователей имеется еще много проблем, связанных с созданием экзоскелета. Как бы то ни было, специалисты настроены оптимистично и намерены приспособить работу пружины к различным скоростям, как это делают шестерни на велосипеде. И, кто знает, быть может, новая технология, сможет однажды поместиться в обычной обуви, тем самым создав предпосылки своего использования не только в экстремальных ситуациях, но и при создании совершенно новых видов спорта.

 

 

Картина дня

))}
Loading...
наверх