Новини для українців всього свту

Friday, Feb. 21, 2020

Головні технології року, що минає

Автор:

|

Грудень 25, 2019

|

Рубрика:

Головні технології року, що минає
Віртуальна реальність

Видання Scientific American разом із Всесвітнім економічним форумом зібрало провідних експертів в галузі технологій, котрі досліджували і визначили десять кращих новітніх технологій 2019 року.

Ліки від раку і хвороби Альцґеймера
Кілька десятиліть тому вчені виявили особливий клас білків, які викликають ряд хвороб — від раку до нейродегенеративних захворювань. Ці «внутрішньо невпорядковані білки» (ВНБ) постійно змінюють форму, що дозволяє їм у критичні моменти, наприклад, під час реакції клітини на стрес, збирати воєдино найрізноманітніші молекули. Коли такі білки не функціонують належним чином, може розвинутися хвороба. Вони не піддаються медикаментозному лікуванню, оскільки їх важко спіймати через безперервний рух. Суворі біофізичні комбінації, обчислювальні потужності і чіткіше розуміння того, як функціонують ВНБ, допомагають вченим виявляти сполуки, які інгібують ці білки, і деякі з них вже стали надійними кандидатами в майбутні ліки. Серед них — європейський препарат під назвою трифлуоперазин, який пов’язує і пригнічує NUPR1, порушений білок, який бере участь у формуванні раку підшлункової залози.

Розумні добрива
Щоб прогодувати зростаюче населення планети, фермери повинні підвищувати врожайність. Цьому може в т. ч. сприяти використання більшої кількості добрив. Однак стандартні методи працюють неефективно і часто завдають шкоди навколишньому середовищу. Серед типів добрив є аміак, сечовина й інші речовини, які при контакті з водою виділяють живильний азот або гранули калію й інших мінералів для виробництва фосфору, який також виникає при реакції з водою. Але більша частина з утворених речовин потрапляє в атмосферу у вигляді парникових газів, а фосфор опиняється в водозбірних басейнах, нерідко провокуючи надмірний ріст водоростей і інших організмів. Відтак до складу добрива з повільним вивільненням поживних речовин входять крихітні капсули, заповнені речовинами, що містять азот, фосфор та інші необхідні поживні речовини. Зовнішня оболонка уповільнює не лише швидкість, з якою вода проникає до вмісту для вивільнення поживних речовин, але і швидкість, з якою ці речовини вивільняються з капсули.

Телеприсутність
Технології доповненої реальності та віртуальної реальності поступово стають доступними для широкого поширення. Телекомунікаційні компанії розгортають мережі 5G і роблять це достатньо швидко, щоб безперебійно обробляти масу даних, які одержують із сучасних матриць датчиків. Винахідники вдосконалюють технології, які дозволяють людям фізично взаємодіяти з віддаленими середовищами, в т. ч. сенсорні датчики, що дозволяють відчути, до чого торкаються їхні роботизовані аватари. Хоча технологія спільної телеприсутності все ще перебуває на стадії становлення, все готово для того, щоб у найближчі три-п’ять років вона почала чинити визначальний вплив на наше суспільство. Наприклад, Microsoft та інші компанії вже вкладають кошти в технології, які, як очікують, до 2025 року стануть основою багатомільярдної індустрії.

Біопластик
За один рік людство промисловим способом виробляє більше 300 млн метричних тонн пластика, і цей показник стрімко зростає. При цьому переробці піддають менше 15 % використаного пластика. Біорозкладані пластики можуть наблизити період «безвідходної» економіки, за якої пластик виробляють із біомаси і в неї ж трансформується після використання. Нещодавно знайшли інноваційне рішення виробляти пластмаси з целюлози або лігніну (задерев’янілі стінки рослинних клітин), які можна отримати з нехарчових рослин, або з деревних відходів і побічних продуктів сільського господарства. Щоб виготовити з цих речовин пластмаси, виробники повинні спершу розбити їх на структурні елементи, або мономери. Зовсім нещодавно дослідники знайшли способи зробити це для обох речовин. Однак у целюлози і лігніну є недоліки — дорожнеча і необхідність води при виробництві.

Соціальні роботи
У промисловості та медицині використання роботів при будівництві, розбиранні та перевірці речей стало звичним явищем; вони також допомагають хірургам під час операцій і за рецептом відпускають ліки в аптеках. Але в найближчі кілька років соціальні роботи повинні стати складнішими і набути широкого поширення. Вони використовують штучний інтелект, щоб обирати порядок дій відповідно до інформації, отриманої через камери й інші датчики. Фахівці перевели психологічні та нейронаукові спостереження в алгоритми, які дозволяють роботам розпізнавати голоси, обличчя й емоції; інтерпретувати мову і жести; адекватно реагувати на складні вербальні та невербальні сигнали; встановлювати зоровий контакт; вести невимушену бесіду; адаптуватися до потреб людей, засвоюючи уроки зі зворотного зв’язку, заохочень і критики. Соціальні роботи особливо необхідні для того, щоб допомагати людям похилого віку, число яких у світі неухильно зростає. Продажі роботів для окремих споживачів по всьому світу 2018 року досягли 5,6 млрд USD і очікується, що до кінця 2025-го цей ринок зросте до 19 млрд USD.

Металінзи
Робити крихітні лінзи за допомогою традиційних технологій різання і згинання скла доволі важко, й елементи скляної лінзи часто необхідно складати в кілька шарів, щоб правильно фокусувати світло. Нещодавно інженери виявили, які фізичні закони стоять за набагато меншими і легшими альтернативами, відомими як металінзи. Вони могли б значно зменшити в розмірах мікроскопи й інші лабораторні інструменти, так само, як і споживчі товари, такі як камери, гарнітури віртуальної реальності та оптичні датчики для технології Інтернету речей. До того ж, вони могли б підвищити функціональність оптичних волокон. Металінза складається з пласкої поверхні, тоншої за мікрон, і вкрита масивом нанорозмірних об’єктів, таких як виступаючі стовпчики або просвердлені отвори. Найсуттєвішим проривом року, що минає, стало знайдене дослідниками рішення для проблеми під назвою хроматична аберація. Коли біле світло проходить крізь типову лінзу, промені з різними довжинами хвиль відхиляються під різними кутами і таким чином фокусуються на різних відстанях від лінзи. Тепер одна металінза може фокусувати всі хвилі білого світла в одній точці. Металінзи можуть виправити і інші аберації, такі як астигматизм, що є причиною спотворення і розмитості зображення.

Продукти харчування
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, щороку від харчових отруєнь страждають близько 600 млн людей, а в 420 тис. випадків харчові отруєння стають причиною смерті. Інноваційне застосування технології блокчейну починає вирішувати задачу відстеження продуктів харчування. А поліпшене пакування харчових продуктів тим часом надає нові способи визначати те, чи зберігали продукти за належних температур і чи могли вони зіпсуватися. Хмарну платформа на основі блокчейну IBM Food Trust уже використовують найбільші продавці продуктів харчування. За допомогою цієї технології роздрібні продавці та ресторани можуть практично негайно вивести зіпсований продукт з обігу та знищити лише запаси, отримані з того ж джерела. Також розробляють невеликі датчики, які можуть контролювати якість і безпеку харчових продуктів в упакуванні.

Безпечні ядерні реактори
Комерційні реактори десятиліттями використовують одне і те ж паливо: невеликі таблетки діоксиду урану, укладені всередині довгих циліндричних стрижнів зі сплаву цирконію. Але в разі перегріву цирконій може вступити в реакцію з водою та зробити вибухонебезпечний водень. Таке сталося в США 1979-го і в Японії 2011 року. Такі виробники, як Westinghouse Electric Company та Framatome, форсують розробку ядерного палива, стійкого до важких аварій. У деяких варіантах оболонка з цирконію має спеціальне покриття, щоб мінімізувати реакції. В інших цирконій і навіть діоксид урану замінили інші матеріали. Також виробники експериментують з моделями «четвертого покоління», в яких для передавання тепла замість води використовують рідкий натрій або розплавлену сіль.

Зберігання даних в ДНК
До 2020 року в усьому світі буде створюватися, приблизно, 1,7 Мб даних за секунду в розрахунку на одну людину, що дорівнює, приблизно, 418 млрд жорстких дисків об’ємом в 1 Тб. Тепер жорстким дискам з’являється альтернатива. ДНК, що складається з довгих ланцюжків нуклеотидів A, T, C і G, є матеріалом для зберігання інформації про живий організм. Дані можна зберігати в послідовності цих літер, перетворюючи ДНК в нову форму інформаційних технологій. Її вже легко впорядковують (читають), синтезують (записують) і точно копіюють. Крім цього, ДНК вирізняється неймовірною стабільністю, про що свідчить повне секвенування геному викопного коня, що жив більше 500 тис. років тому. Й її зберігання не вимагає багато енергії. Зате обсяг пам’яті ДНК вражає уяву. ДНК здатна справно зберігати величезну кількість даних, маючи інформаційну щільність, яка у багато разів перевищує щільність електронних пристроїв.

Відновлювана енергосистема
Спосіб, яким ми отримуємо електрику, зазнає стрімкої трансформації, зумовленої водночас зростанням необхідності позбавлення енергосистем від викидів двоокису вуглецю і різким падінням витрат на технології використання енергії вітру та сонця. На думку експертів, упродовж наступних п’яти-десяти років іонно-літієві акумулятори, швидше за все, стануть панівною технологією, а триваючі удосконалення призведуть до того, що акумулятори зможуть зберігати 4-8 годин енергії — достатньо, наприклад, для того, щоб перемкнутися з сонячної енергії на вечірній пік попиту. Але наближення того моменту, коли поновлювані джерела енергії та накопичувачі енергії зможуть впоратися з базовим навантаженням генерації електроенергії, потребує запасів енергії на триваліші терміни, що означає вихід за межі іонно-літієвих батарей. Спектр потенційних кандидатів на цю роль — від високотехнологічних варіантів, таких як проточні батареї, до простіших ідей, таких, як гідроакумулююча гідроенергія і те, що називається гравітаційним накопичувачем. Накопичувані зобов’язання урядів з досягнення безвуглецевого виробництва електроенергії будуть стимулювати збільшення доступних запасів електроенергії.

About Author

Meest-Online

Comments are closed.

Leave A Reply