Технологии, меняющие порядок вещей
Роботы в виде больших собак, воздушные шары с LTE-связью, плывущие по стратосфере, 3D-принтеры, производящие живые клетки, и машина, которая превращает ваши нечистоты в питьевую воду, — это все инновации, но не те, которые должны прийти через 20 лет.
Напротив, все это существует сегодня и уже оказывает влияние на науку, медицину и технику.
Только что собака-робот или интернет-шар может сделать для мира?
Сегодня поговорим о том, как ученые и инженеры придумали эти четыре невероятные технологии и почему они считают, что данные инновации помогут миллионам людей жить лучше и вести более здоровый образ жизни.
Какой наиболее полезный объект может создать 3D-принтер? Гитару? Может быть, пару обуви?
Как насчет биологической ткани или кровеносных сосудов, которые могут привести к появлению искусственных органов и кибернетических частей тела?
В то время как ранние 3D-принтеры использовали в основном пластиковые и металлические сплавы, сегодня ученые смешивают и сопоставляют различные материалы, некоторые из которых — живые.
В прошлом году, например, Дженнифер А. Льюис, ученый-материалист Гарвардского университета, напечатала биологическую ткань с сосудистой сеткой, которая помогает сохранить клетки живыми после их выхода из принтера.
Чтобы сделать это, Льюис и ее исследовательская группа разработали принтер, который может точно воспроизводить структуры с компонентами размером в один микрометр, сообщает MIT Technology Review.
Все краски, используемые в лаборатории Льюис, разработаны таким образом, чтобы сохранять свои свойства до, во время и после процесса печати, где они подвергаются различным давлениям, а также влиянию живых и неживых материалов.
Эта флюоресцентное изображение показывает четырехслойную решетку, напечатанную путем последовательного нанесения четырех красок PDMS, каждая из которых окрашена другим флюорофором
Ученые все еще далеки от того, чтобы напечатать живой орган, но способность команды Льюис напечатать сложную ткань со здоровыми сосудистыми системами — это жизненно важный этап в процессе.
В конце концов, медицинское сообщество надеется, что печатные биологические ткани смогут ускорить тестирование лекарств (сейчас это может занимать десятилетия) и даст возможность заменять поврежденные органы.
«Имея возможность непосредственно печатать функциональную ткань, можно получить гораздо более основательный подход к фармацевтическому скринингу лекарств, а также тканевой инженерии», — сказала Льюис C&EN.
Ученые из Принстонского университета напечатали ухо, сделанное из электронных компонентов и биологической ткани, в то время как их коллеги из Кембриджского университета напечатали клетки сетчатки. Исследователи надеются, что эти технологии, в итоге приведут к прорыву в медицине.
Многие из нас знают, что в настоящее время роботы могут выполнять различные мирские задачи, такие как стирка, обслуживания гостей в отелях и заполнение полок на складах.
Большинство из нас еще не знает (и, возможно, еще не готово узнать), что ученые и инженеры создают настолько продвинутых роботов, что те в состоянии выполнять задачи, которые мы не можем или не осмеливаемся совершить из-за физического риска.
Не волнуйтесь, эти роботы создаются не для того, чтобы уничтожить людей или сделать нас лишними. Они разрабатываются, чтобы помочь нам.
Таков и Spot от Boston Dynamics — 160-фунтовый четвероногий робот, который похож на собаку. Однако он не будет дремать рядышком и не попросит почесать ему живот.
Вместо этого роботы Spot могут быть использованы в ходе поисково-спасательных работ или в помощи при стихийных бедствиях благодаря их гидравлическим ногам, голове и датчикам самокорректирующегося баланса, что позволяет им оправляться от неверных шагов и преодолевать препятствия.
Старые конструкции роботов на колесах не могли передвигаться по неровной поверхности, поэтому еще интереснее увидеть, как Spot работает на плоской территории и на холмистой и быстро оправляется от некоторых добродушных пинков от наблюдателей из совета директоров.
В будущем несложно представить, как роботы вроде Spot находят потерянных туристов на сложных трассах или оказывают помощь в утилизации опасных материалов.
Во всем мире у 4,3 миллиарда человек нет надежного подключения к Интернету.
А что если относительно недорогие надувные шары позволили бы предоставить доступ к Интернету большему количеству людей, живущих в отдаленных районах?
Это проект, над которым инженеры Google работают с 2012 года, когда компания запустила над Калифорнией тестовые шары, оснащенные технологией.
С тех пор были разработаны более продвинутые шары, которые пересекли весь мир. Воздушные шары Loon дешевле в производстве и эксплуатации, чем спутниковые системы.
Чтобы потенциально дать миллиардам людей доступ к Интернету, Google разработала флот надувных шаров с электроникой внутри, которая питается от солнечных батарей.
Каждый шар покрывает 40 км и способен поймать интернет-сигнал с земли и передавать его удаленным пользователям
Летая на 20 километров выше стратосферы, что намного выше, чем высота полета коммерческих самолетов, воздушные шары Loon подключаются через радиосети к существующим телекоммуникационным сетям для предоставления высокоскоростного Интернета (обеспечивает стабильную связь на расстоянии до 40 км) устройствам, которые могут быть вне досягаемости сигнала.
Google создала алгоритмы, вычисляющие, где разместить свои воздушные шары в стратосфере, чтобы они могли двигаться с помощью ветра. Инженеры могут отслеживать самолеты с помощью GPS.
Шары Loon уже применялись крупными поставщиками связи в Бразилии, Новой Зеландии и Австралии.
В то время как первые воздушные шары оставались в небе всего несколько суток, сегодня они в состоянии летать в течение более чем 100 дней и могут обогнуть земной шар.
На полигоне за пределами города Крайстчерч, Новая Зеландия.
Покинув должность генерального директора Microsoft в 2000 году, Билл Гейтс постепенно перешел на постоянную деятельность в сфере благотворительности со своей женой Мелиндой, основав фонд The Bill & Melinda Gates Foundation, который в прошлом году выплатил почти $4 млрд в форме субсидий.
Финансируемые Гейтсом проекты, как и человек, в честь которого они частично названы, редко являются традиционными.
Вместо этого они, как правило, являются гениальными решениями неприятных проблем: например, улучшенный дизайн для увеличения времени использования презервативов; предварительно вакцинированные коровы, которые пахнут, как люди, чтобы привлекать комаров; удаленный мониторинг по предупреждению порчи вакцины.
Новый проект Гейтса — машина, которая превращает сточные воды в чистую воду.
Omniprocessor — машина, которая была разработана и построена компанией Janicki Bioenergy. Ее работа заключается в поглощении ила и его кипячении, отделения водяного пара от твердых частиц, которые подаются на огонь и превращаются в пар, а тот в свою очередь питает процессор и выдает избыток электроэнергии.
Как чистая питьевая вода выходит из этого технологического гиганта?
Omniprocessor фильтрует водяной пар, созданный в процессе кипения, через систему очистки, которая выкачивает чистую питьевую воду.
Почему бы не построить канализацию? В развивающемся мире они являются дорогостоящими и энергетически неэффективными.
Результат — отходы, которые на грузовиках перевозятся в океаны, сжигаются с использованием природного газа или направляются в водопровод. Ежегодно почти 700 000 детей умирают от болезней, вызванных антисанитарией.
Omniprocessor, который в настоящее время проходит пробный запуск в Сенегале, в конечном итоге сможет справиться с отходами от 100 000 человек и превратит их в 86 000 литров чистой питьевой воды и 25 киловатт чистой электроэнергии день, ожидают в Gates Foundation.
Omniprocessor может превратить сточные воды в чистую питьевую воду
