Новые перспективные технологии

Человечество постоянно развивается и совершает открытия, способствующие прогрессу во всех сферах жизни. Новые перспективные технологии затрагивают медицину, энергетику, сельское хозяйство, телекоммуникации и многие другие области.

Самоуправляемый автомобиль

Компьютеры способны водить машину гораздо лучше человека. Они не отвлекаются на посторонние дела за рулем (разговоры, переписки и прочие дела). К тому же, они оснащены множеством сенсоров (камер, лазеров, радаров, онлайн-навигацией), дающих им сверхспособности.

Разработчики компании Гугл создали самоуправляемый автомобиль, который способен передвигаться по дорогам без водителя и специальной разметки. На крыше транспортного средства установлен лазерный дальномер, фиксирующий трехмерную картину окружающего пространства. После этого компьютер сверяет данные с картой из базы данных. При необходимости он вносит поправки, учитывая всю информацию собранную радарами.

Эти машины преодолели уже более двух миллионов миль всего с одной аварией по вине компьютера. Планируется, что безопасность гугл-кара будет на еще более высоком уровне после его усовершенствования. Также инженеры подумали и о пассивной безопасности. Лобовое стекло гибкое и небьющееся, а бампер сделан из качественного пенопласта. Если произойдет случайное столкновение с пешеходом, то риск пострадать для последнего будет минимальным.

Другие автомобильные компании тоже занимаются созданием самоуправляемых автомобилей. У Вольво разработана система, связывающая несколько машин в цепочку, которая автоматически следует за лидером.

Автоконцерн БМВ начал проводить эксперименты с автономным управлением в 2005 году. Ими представлено уже три модели, самая популярная из них – седан пятой серии. Передний и задний бамперы оснащены лазерными сканерами и радарными датчиками. Глобальная система позиционирования обрабатывает сигналы с наземных станций и со спутников.

BMW iNext — электрический самоуправляемый флагман, дата выпуска — 2021 год

В Фольксваген сделали бортовой компьютер для автономного управления. Его можно установить в обычную машину.

Тойота представила свои разработки на выставке CES.Они сделали акцент на улучшении «зрения» автомобиля и возможности самообучения. Использование сенсорных камер, радаров и лидара способствует уменьшению зависимости от навигационных карт.

На пути массового внедрения беспилотных автомобилей еще немало преград. Нужно подготовить их для работы в неблагоприятных погодных условиях, разработать схемы адекватного реагирования на нестандартные дорожные ситуации, защитить от хакеров.

Блокчейн

В список новых перспективных технологий входит блокчейн. Его появление изменило мир и показало нам новый способ хранения информации. Он представляет собой децентрализованную общественную сеть транзакций, которой никто не управляет. Все переводы средств между аккаунтами записываются и верифицируются с помощью математических методов. Основная отличительная черта блокчейна ─ полная прозрачность схемы операций на всех этапах их проведения. Платформа обладает высоким уровнем защищенности и безопасности всех переводов без снижения конфиденциальности.

Эта инновация была создана в 2008 году неким Сатоши Накомото. Она больше известна по криптовалюте, но также нашла применение и за ее пределами. Технология заставляет людей работать честно, потому что мошенничество практически исключено.

Благодаря блокчейну можно продавать недвижимость, покупать страховки, голосовать онлайн, обменивать деньги и выполнять многие другие операции. Грядет настоящий бум в создании программных продуктов и приложений на его основе. Уже сейчас процесс идет полным ходом, и ежемесячно появляются новые стартапы.

Солнечные элементы из перовскитов

Сейчас на рынке солнечной энергии доминирующую позицию занимают ячейки кристаллов кремния. Но в последние годы появилось интересное новшество ─ кристаллы из перовскитов. Их органические молекулы в связи со свинцом или галогеном формируются в трехмерные кристаллические решетки. Производить их гораздо выгоднее, чем кремниевые солнечные элементы. Их можно наносить тонкой пленкой на любые поверхности без использования высоких температур. Вес пленок невелик.

Перовскит обладает уникальным свойством к переизлучению. При попадании на него света, энергия фотонов не полностью преобразуется в электроэнергию, часть заряда превращается обратно в фотоны.

Данный класс материалов позволяет работать с огромным многообразием химических составов. Их приток на мировой рынок поможет в обеспечении удаленных районов солнечной энергией. Исследователи из разных стран в один голос говорят о дешевизне и эффективности этой технологии. Возможно, в будущем каждый дом и автомобиль будут оснащены перовскитовыми батареями.

Управление метаболическими системами

Изготовление промышленных товаров из живых организмов (вместо газа с нефтью) гораздо лучше для экономики и климата. Большой потенциал в этом плане у микробов. Новейшие достижения в управлении метаболизмом сделали возможным изменять биохимию микробов так, чтобы ресурсы и энергия тратились на синтез химических веществ. Главное отличие от ископаемого топлива – бесконечная возобновляемость и выделение малого количества углекислого газа.

Таким способом синтезирован, например, имплантируемый биоразлагаемый полимер. Его используют для протезов и имплантов, в качестве хирургического шовного материала. Также метаболическая инженерия позволила создать штаммы дрожжей, производящих опиоиды для лечения боли. В подобных лекарствах нуждается весь мир, особенно развивающиеся страны.

Наносенсоры

Создание наносенсеров способно вывести энергетику, безопасность, экологию, медицину и другие сферы на качественно новый уровень. Ученые уже занимаются уменьшением размеров сенсоров от миллиметров до нанометров. Их можно будет запустить в человеческое тело для исследования и обнаружения имеющихся патологий.

Еще одна разновидность наносенсеров – углеродные нанотрубки, которые используются для создания беспроводных наноантенн. Последние осуществляют сбор информации с миллиона разных точек.

Двухмерные материалы

У нового класса материалов, состоящих из одного слоя атомов, есть огромные перспективы. Эти двухмерные материалы обладают уникальными свойствами. Они соединены друг с другом сильными ковалентными связями. Полученные двухмерные плоскости, в зависимости от типа исходного кристалла, могут быть магнитами, изоляторами, полупроводниками или металлами.

В 2004 году ученые создали с помощью обычного скотча двухмерный графен. Он обладает следующими свойствами:

• прозрачность;
• гибкость;
• твердость;
• прочность;
• сверхбыстрая электропроводность;
• непроницаемость для большинства веществ.

На начальном этапе стоимость графена была дороже золота. Но со временем улучшение производственных технологий способствовали значительному снижению цены.

Сферы применения графена:

• авиастроение;
• производство гибких датчиков;
• улучшение литий-ионных батарей и суперконденсаторов;
• асфальт и бетон;
• водные фильтры (для опреснения и очистки сточных вод).

Другие двухмерные материалы тоже можно использовать в разнообразных сферах, особенно в электронике.

Экологов беспокоит вопрос токсичности графена и других двухмерных соединений. Но исследования, проводившиеся все последнее десятилетие, пока не выявили его пагубного влияния на окружающую среду и здоровье людей.

Оптогенетика

Нейрогенетиками придуман способ управления нейронами при помощи света различного спектра. Он основан на исследовании пигментных белков (родопсинов), реагирующих на видимый свет. Гены помещаются в разные клетки, а нейроны активируются отдельно или группами при помощи световых импульсов.

Благодаря оптогенетике можно будет лечить многие неврологические патологии, а также депрессию, эпилепсию и нарушение зрения. Это одно из самых важных достижений в области нейронаук за последние десять лет.

Умные роботы

Ежегодно в сфере роботехники появляются новинки. Это стало возможным благодаря развитию новых перспективных информационных технологий. Основное назначение роботов – помощь человеку в повседневной жизни. Есть прогнозы, что скоро машины начнут вытеснять труд рабочих разных специальностей. Их хотят массово внедрить в сферу обслуживания. Также, со временем они займут места финансистов, юристов, инженеров, врачей, учителей. Это чревато возникновением безработицы среди населения и удешевлением труда.

Аккумуляторы нового поколения

В последние годы появились новые аккумуляторы, обладающие мощностью, достаточной для обеспечения целых фабрик, городов и даже мини-электросетей. Они не содержат едких веществ и тяжелых металлов. Их работа осуществляется благодаря алюминию, соде и цинку. Подобные аккумуляторы доступны и безопасны, хорошо подходят для ветряных и солнечных станций. Это настоящая находка для бедных слоев населения, у которых по ночам нет света. При их использовании окружающая среда не страдает от выбросов углекислого газа.

Беспроводное электричество

Это сравнительно новая и динамично развивающаяся технология. Вся бытовая техника работает с помощью электричества. Команда MIT придумала метод беспроводной передачи электроэнергии. Согласно ему, происходит преобразование электрического тока в магнитную энергию определенной частоты. Далее она передается принимающему устройству.

Сегодня идут разработки крупных проектов, планирующих использовать беспроводное электропитание. Один из них – это электромобили.

Преимущества:

• не требуется источников питания;
• не нужны провода.

Недостатки:

• высокая стоимость оборудования;
• небезопасность магнитных полей для человека;
• ограниченность по расстоянию.

Органы на чипе

Новые технологии помогают выращивать функциональные человеческие органы в миниатюрном размере, на микрочипах. Их изготовляют из гибкого полупрозрачного полимера. Клетки, взятые из определенного органа, соединяются с микрожидкими трубками. Следующим этапом по ним закачивают кровь, питательные вещества, экспериментальные препараты. После этого, клетки начинают повторять ключевые функции живого органа.

Благодаря данной технологии ученые получили возможность наблюдать за биологическими механизмами и физиологическим поведением.

Умные поверхности

Одна из новых разработок – специальные покрытия, которые способны блокировать сигнал вай-фай. Это актуально для людей, желающих иметь специальные комнаты с защитой от электромагнитного излучения. Специальное покрытие делает так, чтобы сигнал принимался только в определенном пространстве и не выходил за его пределы.

Дроны-курьеры

Еще недавно доставка товаров с использованием беспилотных дронов представлялась чем-то фантастическим. Но теперь это стало реальностью, а скоро станет и вовсе обыденным процессом. Компания Амазон в 2017 году осуществила доставку небольшого груза в город Кембриджшир. Эмираты в ближайшем будущем собираются предоставлять жителям беспилотные такси. В почтовых отделениях Японии планируют на беспилотных летательных аппаратах доставлять посылки в сельскую местность. 

РНК-терапия

Детальное изучение работы РНК и последние открытия в биологии дали шанс на создание лекарств, способных регулировать концентрацию каких-либо конкретных веществ в организме. Они позволят вылечить болезни, связанные с обменом веществ, и редкие генетические заболевания.

Процесс создания новых проектов закономерен и непрерывен, так как в этом состоит технический прогресс. Каждая разработка имеет свои уникальные особенности и потенциал. Данные технологии требуют больших вложений и внимания со стороны правительства.