7 чудесных изобретений, способных изменить мир (ФОТО)
Каждый день мы пишем об эволюции высоких технологий. Каждый день появляется что-то новое. Однажды все детали, открытия, события, технологии сольются в точку, имя которой — технологическая сингулярность. Но к великим делам идут мелкими шагами.
Как изменится мир в ближайшем будущем? Можно ли увидеть это уже сейчас? Давайте попробуем.
Самолеты на батареях
Tesla. Prius. Volt. Автомобильная промышленность развивается путем радикального сохранения окружающей среды. Слово «зеленые технологии» давно перестало быть табуированным. Что касается самолетов, то десятилетиями они накапливали способность к потреблению топлива. Что дальше? К 2031 году воздушных перелетов станет минимум в два раза больше, по мере того, как развивающиеся страны будут развиваться. Этот рост может свести на нет любые попытки снизить уровень выброса загрязняющих веществ в окружающую среду, например, в автомобильной отрасли.
Есть несколько способов решения этой проблемы. NASA пытается переделать дизайн самолетов таким образом, чтобы сократить потребление топлива примерно на 50%. Для этого особые тихие двигатели в концепте серии MIT D расположены в задней части аппарата. Умная система навигации позволит самолетам лететь по наиболее короткой и выгодной схеме. Упорядочит воздушные пути. А самолеты, летящие на незначительные расстояния, вполне могут стать электрическими. Словенская фирма Pipistrel разработала электролёт на четырех, дальность полета которого в два раза превышает привычную.
«Все эти технологии возможны благодаря разработкам, о которых десять лет назад не могли и мечтать», — говорит Дэвид Хинтон (David Hinton), заместитель директора по авиационным исследованиям в NASA. Ограничение — небо.
Микромашины
Гарри Грей (Harry Gray) знает, что такое электроны. В 1982 году химик из Калифорнийского технологического института обнаружил электроны создают «туннель» — проходят через длинную цепь молекул — через белки. Этот прием похож на анимированное дыхание жизни. Это то, как живые вещества конвертируют энергию в нечто, что смогут использовать, начиная растениями, которые запирают энергию солнечных лучей в своих клетках, и заканчивая повседневными формами жизни, которые сжигают глюкозу в организмах, чтобы жить. Это становится возможным с молекулой под названием металлопротеин, которая сочетает в себе гибкие белки с возможностью металлов катализировать химические реакции.
Когда Грей обнаружил это, он уже порядком изучил солнечную энергетику. Он понял, что если вы хотите разработать энергогенератор с постоянно обновляемыми ресурсами, работающий практически бесконечно, вам придется взять систему, построенную на металлопротеинах, как фотосинтез. Но работать она не будет. Биоинженерия слишком хрупкая и неэффективная, и любая система должна создаваться заново после нескольких минут работы.
Если вы хотите молекулярную машину, которая будет эффективной и надежной, говорит Грей, вам придется сделать ее самому. Вместе с коллегами ученый полагают, что микроскопические батареи с оксидами металлов на одном конце и кремнием на другом будут работать, как металлопротеиновые структуры в мембранах растений. Оксиды металлов будут поглощать свет с синей длиной волны и использовать энергию для переработки морской воды на кислород и протоны, а кремний будет поглощать свет с красной длиной волны и объединять протоны с электронами. Протон и электрон — это водород. Его можно использовать в качестве топлива. Короче, это халявный водород из солнечного света.
«Вся суть нашей работы заключена в том, что молекулы будут созданы из очень стойких материалов, и в отличие от клеток растений, будут работать долго».
И знаете, это вполне работает. Такие разделители воды работают в десять раз эффективнее, чем натуральный фотосинтез, хоть должны пройти еще десятилетия, прежде чем найдут более эффективный способ выработки кислорода (экзотические металлы, которые используются в них дорогие и токсичные). Грей остается оптимистом:
«Природа должна была сделать что-то, что может жить. Все, что нам остается — делать топливо». Ну и спасать планету, наверное.
Вездесущий Wi-Fi
Вся мобильная экономика базируется на недостижимой мечте, в которой у нас всех будет доступ к Сети из любой точки мира с любой скоростью. На самом деле, все не так. Количество смартфонов и планшетов увеличивается, а качество связи — нет. И это мы сейчас говорим о странах, в которых работает 4G. Ограничение доступа это не просто раздражение, это смертельная угроза для инноваций. К 2020 году, как полагают, беспроводные технологии будут стоит 4,5 триллиона долларов. Но их рост зависит от наших возможностей к расширению.
Легкодоступные Wi-Fi могли бы решить эту проблему. Провайдеры и телефонные компании уже начали располагать небольшие хотспоты Wi-Fi в густонаселенных местах. Но стимулов для построения массивной инфраструктуры, которая бы могла охватить весь мир, у этих компаний нет.
Нашлась одна компания, которая предложила невероятно смелое решение — Wi-Fi-антенна в виде аэрозольной пыли. Chamtech Enterprises разработала жидкость с миллионом наноконденсаторов, которые, будучи распыленными на поверхности, смогут улавливать сигнал лучше, чем обычный металлический стержень. С применением этой технологии возможно создание недорогой сети широкополосных Wi-Fi хотспотов. Антенны могут быть нарисованы на любой поверхности.
Превращение пустынь в генераторы энергии
Не думайте о Сахаре, как о пустынной и мертвой земле. Подумайте о ней, как о практически неисчерпаемом источнике чистой энергии. За шесть солнечных дней земная пустыня впитывает больше энергии, чем человечество потребляет за год. И у консорциума политиков, ученых и экономистов со всего Средиземноморья есть планы на Сахару. Так называемый Desertec будет включать в себя сотни квадратных километров ветряных и солнечных электростанций на всех пустынях мира. В первую очередь, хотят передать солнечную энергию из Северной Африки в Европу. 1300 квадратных миль в Северной Африке покроет 20% энергетических нужд европейцев уже к 2050 году. Все, что нужно понять, это что концепт Desertec уже готов. И как в случае с любым крупным инфраструктурным объектом, проблемой остается только политика. Северо-африканские лидеры видят в Desertec работодателя, а вот Эмираты держат инвесторов в сомнениях, поскольку не знают, насколько стабилен регион в долгосрочной перспективе. 90% населения Земли абсолютно не интересуют пустынные земли. Китайские города могли бы получать энергию с Гоби. Южная Америка — из Атакамы. Везде, где есть свет, есть надежды.
Цифровые дисплеи на линзах
Смартфоны обеспечили нам постоянный контакт с мировой информацией. Но по сути, этот контакт требует от нас, чтобы мы смотрели вниз, на дисплей устройства, не отрываясь и не глядя по сторонам. Каким образом мы могли бы получать эту информацию, не рискуя жизнью во время перехода через дорогу и не теряя друзей?
Соучредители Google заговорили о прямом контакте с мозгом еще в 2002 году. С тех пор мы успели увидеть прототипm Google Glass, очков, которые отражают информацию на дисплеях, видных только владельцу. А вот Бабак Парвиз (Babak Parviz), основатель Project Glass и по совместительству профессор Вашингтонского университета, пытается заглянуть на шаг вперед. Он предлагает долгосрочный план, согласно которому весь мир информационной сферы сосредоточится не на громоздких очках, а на контактных линзах. С использованием антенн не больше человеческого волоса, линзы смогут дополнять реальность и сведут необходимость дисплеев смартфонов, компьютеров, телевизоров на нет.
«Единственное, что будут делать дисплеи — проецировать шаблоны на вашей сетчатке», — говорит Парвиз. — «Поэтому если у вас будут подобные линзы, вам не понадобятся никакие дисплеи никогда больше». Кроме того, линзы могут быть постоянным монитором здоровья, анализирующим клетки вашего глаза.
Битва с астероидом
Фильм «Армагеддон» раскрыл нам глаза на две вещи. Во-первых, мы совершенно не подготовлены к появлению астероида, который грозит врезаться в наш голубой шарик. Во-вторых, у нас нет подходящего инструмента для работы.
«Брюс Уиллис внес существенный вклад в планетарную оборону», — говорит Бонг Уи (Bong Wie), директор Исследовательского центра по отклонению астероидов в Айове.
«Армагеддон» поспособствовал популяризации теории подземных взрывов. И у Уи есть ракета — Hyper-Velocity Asteroid Intercept Vehicle — которая поможет, если что. Снаружи это кинетическая ракета. Изнутри — ядерный взрыв. Кинетическая часть вгрызается в скалу, а бомба разносит все к чертям на мелкие кусочки. NASA так понравилась эта ракета, что агентство выделило грант в 100 000 долларов на разработки. HAIV заносит бомбу внутрь астероида, что увеличивает силу взрыва в двадцать раз. Уи планирует испытать систему в 2020 году.
«Это обойдется в 500 миллионов долларов, но это копейки по сравнению с гибелью цивилизации, если астероид обратит нас в пыль».
Ну и на 50 миллионов дешевле, чем собрал «Армагеддон» в мировом прокате.
Небоскребы из алмазов
Это — один из самых прочных материалов во Вселенной. Он крайне прозрачный, химически инертный и отлично проводит тепло. И сделан из наиболее распространенного элемента — углерода. Алмаз — всего лишь углеродный кристалл. И он чрезвычайно полезен во многих областях, от микроэлектроники до водоснабжения. К сожалению, крупные алмазы — чрезвычайная редкость. Но только представьте, что было бы, если бы они стали распространенными, как стекло.
Стивен Бейтс (Stephen Bates) считает, что это возможно. 64-летний ученый проработал в Принстоне и в NASA, провел несколько лет в General Motors, где создал прозрачный поршневый двигатель с использованием сапфира, что позволило увидеть поток пламени и газов буквально за стеклом. Этот сапфировый двигатель заставил Бейтса задуматься об алмазах.
«Все, что вы можете сделать из сапфира, будет гораздо лучше, если вы сможете сделать это из алмаза».
После погружения в исследования по синтезу кристаллов в тонких пленках с помощью процесса, который называется осаждением из паровой фазы, Бейтс запатентовал метод воспроизводства алмазом таким же образом. Концепт прост: посадить алмазное зерно, относительно недорогой промышленный продукт, в форму с парами фуллерена C60 — представьте себе футбольный мяч с гранями, образованными 60 атомами углерода. Потом взорвать все это лазерным лучом. Фуллерен распадается, а углерод конденсируется между алмазными частицами, эффективно сплавляя их в относительно твердую массу.
Даже если метод окажется технически и экономически целесообразным, материал будет пористым. Никто не знает, какие свойства у пористых алмазов. Первым шагом для Бейтса будет приобретение лазера за 100 000 долларов. Но что если сработает? Представьте себе бриллиантовую основу для вашего дома, алмазные кости в сломанных ногах, алмазные детали для самолетов и космических кораблей. Только не думайте, что жить в алмазном доме будет приятно — это место будет достаточно прохладным, поскольку стены будут проводить тепло на ура.
