Какие современные технологии вам известны и для чего они нужны
Роль современных технологий в жизни человека
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Роль современных технологий в жизни человека
Технологии в современном мире являются неотъемлемой частью людской жизни. Они воздействуют практически на все сферы жизнедеятельности и помогают облегчить жизнь, делаю жизнь более проще.
Рассмотрим роль технологий на примере компьютера. Благодаря компьютерным технологиям люди могут хранить и делиться информацией, а также защищать её. Широкое распространение компьютеров в своё время сыграло свою роль как в развитии рынка труда, так и во многих других сферах. Благодаря компьютерным технологиям появились новые интересные и высокооплачиваемые профессии. Компьютеры поспособствовали развитию науки, значительно упростив проектную и вычислительную деятельность. Теперь ученым не требуется тратить основную часть своего времени на сложные и долгие вычисления. В медицине компьютерные технологии также считаются незаменимыми. С помощью компьютеров врачи могут создать виртуальные модели развития различных заболеваний. Кроме того, на основе баз информации, созданных компьютерами, разрабатываются новые лекарственные препараты.
Применение современных технологий облегчает процесс образования в дошкольных, средних и высших учебных заведениях. Дети знакомятся с технологиями практически сразу после своего рождения. Если правильно подобрать обучающие программы и игры, можно поспособствовать развитию логического и творческого мышления, улучшению координации глаз и рук.
роль интернет технологий в современном обществе глобально. На сегодняшний день интернет является основным источником для получения разнообразной информации. Если говорить обобщенно, то интернет технологии предоставляют современному человеку огромное количество возможностей. С помощью интернета человек может развивать свой интеллект, делать покупки, торговать, планировать поездки, общаться с другими людьми и всегда быть в курсе последних новостей и событий в мире.В последние годы невероятную популярность и распространение получили социальные сети, предоставляющие возможность общаться с разными интересными людьми, не выходя из дома. Часто интернет-общение способствует реализации, образованию и социализации человека.
Несмотря на все свои положительные стороны, современные технологии несут в себе огромную опасность для человека и окружающего его мира. Ни для кого не секрет, что интернет-зависимость считается чуть ли не основной проблемой современного общества. Современному человеку необходимо четко разграничивать виртуальную и реальную жизнь, а также всегда помнить, что интернет-общение никогда не сможет заменить живое.
10 ключевых технологий последнего десятилетия
2020-й подходит к концу. Настало время подвести итоги, но не одного года, а целого десятилетия. Оно оказалось очень продуктивным в плане развития разнообразных технологий. Мы составили список технологий, которые сделали 2010-2020-е годы такими, какими мы их знаем.
Дисклеймер. Мы не претендуем на абсолютную объективность. Предлагаемый список — это исключительно мнение нашей команды.
Итак, не будем долго рассусоливать — поехали!
1. 5G-Интернет
За 10 лет скорость Интернета увеличилась в разы. В 2010 году мобильные телефоны могли рассчитывать на скорость около 1,5-2 Мбит/с. Тогда 4G было только в планах, а большинство стран использовали 3G/IMT-2000.
Как раз в 2010 году запустили самый быстрый стандарт в CDMA2000 — EV-DO Rev. B. Он обеспечивал скорость до 4,9 Мбит/с, но был доступен далеко не всем.
Далее развитие скорости Интернета было стремительным. В 2011/2012 году запустили полноценное 4G. По состоянию на 2019 год, 4G LTE была внедрена в 87 странах мира. Средняя скорость доступного 4G — 100 Мбит/с.
В 2019 году Южная Корея стала первой страной, которая официально запустила сеть 5G на территории своей страны. Но лидирует в развитии сетей 5G на своей территории Китай.
И исследования работы технологии показывают, что она на 945 % быстрее, чем 4G.
959 Мбит/с для мобильного Интернета — это сильно. И хоть технология только внедряется на рынки, она уже постепенно их захватывает. Так что в 2020-х Интернет станет ещё быстрее и доступнее.
2. Электрокары и беспилотные автомобили
Хоть технологии разные, мы решили объединить их в один пункт. Электромобиль — технология не новая. Даже больше: первая машина, работающая на электричестве, появилась на 40 лет раньше, чем автомобиль с ДВС. Но действительно массовое производство электромобилей началось только в последние 10 лет.
В 2010 году количество проданных полностью электрических автомобилей во всем мире было меньше 100 000. В 2020 году их продали больше 2,3 млн.
Общее количество электрокаров, которые сейчас используются, превышает 4,79 млн. Это всё ещё мало в объёмах мирового рынка (порядка 3 %), но их популярность растёт экспоненциально.
Интересно, что больше половины (53,9 %) электрических автомобилей ездит по дорогам Китая. И тенденции показывают, что спрос на такие машины будет только увеличиваться.
Теперь немного о беспилотниках. Waymo, дочерняя компания Google, работает с беспилотниками с 2016 года. В основном для сервиса Google Maps, но не только. Например, в Фениксе (штат Аризона) компания запустила беспилотное такси. И на сегодня автомобили без водителя от Waymo проехали суммарно больше 32 млн. км.
Технология активно развивается. И хотя массовое производстве беспилотников пока не началось, но, по оценке McKinsey, рынок беспилотного транспорта к 2030 году составит 500 млрд. долл.
3. 3D-печать
Эта технология тоже далеко не нова. Первый в мире 3D-принтер был создан в далёком 1983 году. Но настоящий бум 3D-печати случился только в 2010-е.
Почему так? До 2008 года стереопечать была ограничена единственным материалом — ABC-пластиком. Поэтому практическая полезность была довольно узкой. Пластик, который использовался в принтерах изначально, при застывании мог расширяться, что ограничивало точность печати.
Сейчас же 3D-принтеры оперируют более чем сотней материалов: от нейлона до металлов и цемента.
В 2010 году впервые был напечатан металлический корпус автомобиля, а в 2011-м — вполне функциональный фюзеляж самолета.
Сейчас же с помощью стереопечати можно создавать жилые дома, запчасти для космических кораблей, дорожки для микросхем и даже вполне съедобные продукты питания.
С помощью 3D-печати можно создавать имплантаты любой сложности, вплоть до нейропротезов, и даже кровеносные сосуды. Потенциал у технологии очень мощный, причём в самых разных сферах. Поэтому она и здесь.
4. Искусственный интеллект и Big Data
Количество информации в Интернете растёт экспоненциально. По данным Statista, в 2010 году в Интернете было 2 зеттабайта данных.
Вдруг кто забыл: 1 Зеттабайт = 1 099 511 627 776 Гигабайт. Довольно много.
Но в 2020 году это число уже составляет 59 Зеттабайт. За 10 лет объём информации увеличился почти в 30 раз.
А по прогнозам аналитиков, к 2024 году количество данных и вовсе будет превышать 149 Зеттабайт. Но, несмотря на галопирующий рост данных, количество структурированной информации тоже растёт.
По данным агентства Bond, в 2010 году было структурировано только 9 % от глобальной информации. В 2019 году — уже 13 %. Сфера больших данных активно растёт.
Расширяется также и сфера использования big data. От банковской сферы, образования и медицины до ритейла, маркетинга и логистики.
По оценкам компании Frost & Sullivan, средний ежегодный рост сферы big data составит невероятных 35,9 %. И в 2021 году объём рынка аналитики вырастет до 67,2 млрд. долл. И для этого огромного рынка понадобится много, очень много высококлассных специалистов.
Сфера искусственного интеллекта развивается ещё стремительнее. Пусть об истинном ИИ говорить ещё рано, успехи на этом поприще огромные.
В декабре 2017 года компания Deepmind выпустила алгоритм для нейронных сетей Alpha Zero, который всего за 24 часа тренировки и 44 млн. партий, сыгранных с самим собой, достиг сверхчеловеческого уровня игры в шахматы.
Чтобы было понятно, насколько мощной получилась нейросеть, сравним силу игру по рейтингу Эло.
Рейтинг любители в шахматах составляет примерно 1200 пунктов. Кандидата в мастера спорта — 2000-2200 пунктов, международного гроссмейстера — 2500+.
Самый высокий рейтинг в истории шахмат был у текущего чемпиона мира Магнуса Карлсена. В апреле 2014 года его рейтинг составлял 2889 пунктов.
Рейтинг Alpha Zero определить крайне сложно, потому что нет ни одной программы или человека, сила игры которого была бы сравнима с ней. По разным данным, рейтинг Ло нейросети составляет от 3500 до 5000 пунктов. Представляете разрыв? Сильнейший шахматист планетыа будет играть против неё, как любитель против гроссмейстера.
Успехи есть и на других поприщах. В мае 2020 года компания OpenAI выкатила новый алгоритм обработки естественного языка GPT-3. Он анализирует 175 млрд. параметров и способен генерировать тексты, довольно сильно приближённые к тем, что написаны человеком.
В качестве эксперимента студент-энтузиаст вел мотивационный блог, в котором публиковал статьи, написанные GPT-3. Из десятков тысяч людей, которые их прочитали, только один человек предположил, что тексты написал не человек. Остальным было оk.
Так что ИИ и big data определённо заслуживают места в этом списке.
5. VR и AR
Виртуальная реальность в том смысле, в котором мы её знаем сейчас, стала возможной в 2012 году, после выпуска на рынок шлема Oculus. Очень быстро стало ясно, что VR и AR — это не только про игры и развлечения. Потенциал у них куда больший.
Уже сейчас виртуальная реальность применяется для лечения посттравматического синдрома у военных, с её помощью тренируют начинающих летчиков и хирургов. В Китае виртуальную реальность используют даже для лечения наркозависимых.
По данным Statista, в 2020 году рынок виртуальной и дополненной реальности оценивается в 12 млрд. долл. Но исследователи ожидают мощнейший рост — в 2024 году, по данным аналитиков, стоимость этого рынка составитт уже 72 млрд. долл.
Для большинства пользователей VR — это хороший способ провести свободное время, но для b2b и узких профессиональных сфер его возможности куда больше.
6. Облачные хранилища данных
Все эти зеттабайты данных, о которых мы говорили ранее, нужно где-то хранить. И в 2010 году почти все данные (более 95 %) находились на локальных серверах. Причем две трети из них — непосредственно у потребителей и только треть — в хранилищах компаний и организаций.
Сейчас же ситуация стремительно меняется. Пользователи предпочитают не захламлять собственные носители, а хранить информацию на публичных облачных серверах.
В 2020 году больше 30 % мировой информации хранится в облаке. Просто потому, что это удобно.
Google Docs, например, позволяет редактировать файлы в режиме реального времени и несколькими редакторами. Теперь не нужно отправлять тонны версий файлов с правками и названиями вроде «Re:Re:Re Проект 1, версия 2.11Upd. Финальная 2».
С помощью облака пользователи получают доступ к личным данным с любого устройства. Даже в качестве платной услуги облако — это очень ходовой товар. Apple, Google и десятки других компаний успешно продают места в облаке пользователям.
Интересно, что статистика хранения информации по компаниям практически не изменилась. Поменялись только предпочтения конечных пользователей. Поэтому облака по праву включены в этот список.
7. Интернет вещей
К началу 2019 года в мире существовало 22 млрд. девайсов, подключённых к Интернету. Напомним, что общее население Земли — всего 7,8 млрд. человек. То есть на каждого без исключения жителя планеты приходится 2,8 девайса.
Но Интернет вещей — это не только про умные чайники, которые умеют держать температуру и подогреют воду как раз к тому моменту, когда вы придёте с работы. Сейчас это гораздо больше.
В частности, в 2018 году представили медицинскую систему диагностики, основанную на ряде девайсов, связанных между собой и подключённых к Интернету. Они измеряют динамические изменения кровяного давления, пульса, уровня сахара и температуры тела. В режиме реального времени датчики записывают показания, анализируют их, отправляют непосредственно доктору и при необходимости могут даже вызвать скорую помощь.
Интернет вещей в перспективе позволит упростить многие бытовые моменты жизни человека. Умные дома постепенно превращаются из необычной диковинки в систему, которая доступна практически каждому.
Базовый комплект девайсов для умного дома обойдется потребителю сейчас в 300 долл. А за 1500–2000 долл. можно оснастить свой дом вообще всем необходимым: от системы безопасности до умной крышки унитаза.
В 2019 году размер рынка IoT составил чуть больше 1,5 млрд. долл. Но это далеко не предел. Среднегодовой рост отрасли оценивают в 25 %. Поэтому эксперты полагают, что уже к 2025 году рынок IoT вырастет до 5,3 млрд. долл.
8. Квантовые вычисления
В начале декабря 2020 года китайские ученые рассказали, что достигли квантового превосходства. 53-кубитный компьютер за 200 секунд рассчитал результат задачи, для решения которой самому мощному современному компьютеру с классической системой вычисления понадобилось бы от 0,6 до 2,5 млрд. лет.
Ликбез. Квантовые компьютеры используют двоичную систему счисления — так же как классические. Но имеется серьёзное отличие. Один бит обычного компьютера может принимать значения 0 или 1.
Квантовый компьютер использует особенность квантовой механики — суперпозицию кванта. Кубит одновременно имеет значения и 0, и 1. Это позволяет такому компьютеру обрабатывать колоссальные массивы данных.
10 бит — это полторы буквы в текстовом редакторе обычного компьютера.
10 кубит — это вычислительная мощность, равная 2 10 бит, т. е. 1 килобит. Причём каждый новый кубит удваивает вычислительную мощность машины.
Мощность 53-кубитного компьютера — 2 53 бит, т. е. примерно 1,2 петабайт (петабайт = 1024 терабайт).
Ранее, в 2019 году, о достижении квантового превосходства заявляла компания Google. Но в результате независимая проверка технологии опровергла достижение превосходства. Вместо заявленных 10 000 лет обычный компьютер справился бы с поставленной задачей за 2,5 дня.
Квантовые компьютеры могут решать задачи, которые до этого считались невыполнимыми. Помимо практического применения в теоретической физике и математике с их помощью в перспективе можно будет моделировать лекарства на молекулярном уровне, с высочайшей точностью просчитывать космические путешествия, за минуты обрабатывать все (!) большие данные, имеющиеся в мире, по конкретному параметру.
Это совершенно новый уровень обработки данных, который современным суперкомпьютерам даже не снился. А ведь квантовые компьютеры не ограничены только 50 кубитами. Внедрение этой технологии в сферы жизни — только вопрос времени. Поэтому она по праву здесь.
9. Блокчейн
Три года назад про биткоин, криптовалюты и блокчейн заговорили из каждого чайника. 2 декабря 2017 цена биткоина достигла рекордных 19 666 долл. Затем за 2 месяца курс обвалился почти втрое.
Но актуальность биткоина не исчезла. Сегодня — 18 декабря 2020 года — криптовалюта снова обновила максимум со стоимостью 22 982 долларов за 1 биткоин.
Сама технология блокчейна сегодня вышла далеко за рамки одних криптовалют. Совокупность распределённого реестра и неизменяемых записей находит отображение в кибербезопасности, финансовых операциях, идентификации пользователей и многих других сферах, вплоть до государственной.
Бум блокчейн-проектов 2017-2018 годов и их развитие в 2020 году показали, что лучше всего для развития этой технологии подходят сферы финансов, логистики, добывающей промышленности, энергетики и безопасности.
10. Мозговые импланты
По правде говоря, это технология следующего десятилетия. Ведь сегодня технология находится в стадии тестирования на людях, и до массового запуска ещё очень далеко.
Австралийский имплант проекта «Stentrode» уже во второй раз вживили человеку в мозг. Он вводится через артерию и закрепляется в коре головного мозга.
Результаты превзошли все ожидания. Парализованный человек с помощью импланта может управлять компьютером. Буквально с помощью мысли технология позволяет печатать со скоростью до 20 символов в минуту, управлять курсором, пользоваться компьютерными программами. При этом точность работы мысленной системы ввода — около 90 %, что даже больше, чем ожидали ученые.
В будущем эта технология вполне может стать спасением для парализованных людей — с её помощью они могут социализироваться в Интернете и даже работать онлайн.
Илон Маск также активно разрабатывает Neuralink — куда более амбициозный проект, чем все существующие до этого времени. С его помощью можно будет не только читать сигналы нейронной активности, но и изменять их.
В теории это может помочь в лечении целого ряда психических и нейрофизиологических болезней. К примеру, болезни Парсинсона и Альцгеймера, потерю памяти, вспышки гнева, депрессию и эпилепсию.
В августе 2020 года Маск презентовал концепт и промежуточные результаты разработки. Если интересно, можете посмотреть презентацию.
Да, сейчас это звучит как эпизод сериала «Чёрное зеркало». Всю ценность подобных разработок сейчас довольно сложно понять. Потому что даже исследователи не могут прогнозировать, к чему это приведёт. Но у мозговых имплантов просто колоссальный потенциал. Поэтому они в этом списке.
Конечно, предлагаемый перечень далеко не полный. Ведь за последнее десятилетие появилось большое количество крутых технологий, которые так или иначе изменили жизнь человечества. А как вы считаете, какие еще технологии достойны быть здесь? Возможно, мы упустили что-то не менее крутое? Делитесь своими ответами в комментариях.
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.