15 изобретений, которые действительно делают жизнь лучше

Древние багдадские батарейки

Древние батареи в Багдаде

Учёные предполагает, что этот маленький и ничем не примечательный на внешний вид артефакт является примером источника электроэнергии в древнем мире. Речь идет о так называемой багдадской батарее парфянского периода.

Электрическая батарея, изготовленная около 2000 лет назад, была обнаружена в 1936 году железнодорожными рабочими в районе Куджут-Рабу около Багдада.

Считается, что первая известная в мире электрическая батарея – Вольтов столб, была изобретена итальянским физиком Алессандро Вольтом лишь в 1799 году, в то время как большинство источников свидетельствуют, что время возникновения багдадской батареи датируется примерно 200 годом до нашей эры.

Невероятные древние чудеса из металла

Колонна в Индии на 98 процентов состоит из чистейшего железа очень высокого качества. Считается, что колонна отлита из одного цельного куска железа

Вполне возможно, что в древности люди обладали не только технологиями 21 века, но и такими знаниями, к которым мы пока ещё только стремимся.

Высокотехнологичные методы упрочнения и обработки больших кусков металла были широко распространены уже в древние времена. Наши предки располагали чрезвычайно сложными научными знаниями по обработке металла, доставшимися им от более ранних цивилизаций, что доказывают найденные по всему миру артефакты.

Металлургические технологии были известны ещë в Древнем Китае, и это была одной из первой цивилизаций, где стали изготовлять чугун.

В Древней Индии умели производить железо, которое не подвергалось ржавчине из-за высокого содержания в нём фосфора. Одна из таких железных колонн высотой 7 метров и весом около 6 тонн установлена перед минаретом Кутб-Минар в Дели, Индия.

5 технологий будущего, которые не оставят человечество голодным

1. Холодильник, наполняющий себя сам. В суете рабочих будней мы часто забываем купить нужные продукты. Эту функцию берут на себя современные холодильники, подключенные к системе «умный дом». Прибор сверяет продукты в наличии с запрограммированным перечнем и заказывает те, которые закончились. Заявка отправляется в службу доставки, деньги списываются с привязанной карты, а вам остается только получить еду и разложить по полкам.
2. Еда из 3D-принтера. Стремительное развитие этой технологии позволяет надеяться, что совсем скоро продукты можно будет просто печатать на бытовом 3D-принтере. Эксперименты в этом направлении проводят несколько компаний, так что времена, когда приготовление завтрака будет заключаться в нажатии кнопки на печатающем устройстве, не за горами.
3. Лабораторное мясо. Население Земли растет, и некоторые страны уже испытывают постоянный дефицит продовольствия, особенно животного белка. Решением этой проблемы может стать выращивание искусственного мяса на специальных «фермах». Такой способ добывания еды позволит снизить экологический ущерб от животноводства, накормить голодающих и снабдить полезным белком вегетарианцев.
4. Биохолодильники. Участник конкурса Electrolux Design Lab дизайнер Юрий Дмитриев предложил принципиально новый вариант хранения продуктов. В его холодильнике нет полок, отделений и даже дверей. Он не нуждается в электроэнергии для поддержания низкой температуры. Еда помещается в биополимерный гель, который сохраняет продукты за счет света, генерируемого при низкой температуре. Разместить такой биохолодильник можно на стене или на потолке.
5. Лабораторные молочные продукты. В основе этой технологии будущего лежит процесс ферментации, в результате которой ученые получают казеин, сыворотку и молочные белки. Процесс считается более простым, чем выращивание искусственного мяса, а значит, весьма перспективным. Первые инновационные молочные продукты уже можно найти на полках американских магазинов. Сейчас исследователи работают над улучшением вкусовых качеств искусственных молока, сыра и мороженого.

Блокчейн

Это децентрализованная база данных финансовых операций, которая не подлежит никакому контролю и хранится одновременно на множестве компьютеров. Все транзакции записываются в зашифрованном виде.

Основные принципы:

• прозрачность и открытость;
• защищенность и безопасность;
• децентрализация и распределенность;
• неизменность записанного.

На этой технологии построена вся цифровая криптовалюта. Она позволяет совершать транзакции в обход финансовых посредников (брокеров, банков), что снижает или полностью исключает операционные издержки.

Ее хотят использовать в следующих сферах:

• страхование;
• военный сектор;
• медицина;
• банковское дело;
• покупка товаров и услуг;
• управление личными данными;
• коммерческие договора, сделки.

Блокчейн имеет все шансы стать платформой, которая поможет оптимизировать мировую экономику.

Современные мировые проблемы экологии

Все современные проблемы подразделяются на те, что вызваны научно-технической революцией и те, что связаны с истощением ресурсов. Мировые проблемы экологии приводят к изменению климата. Происходит глобальное потепление – температура верхнего атмосферного слоя постепенно повышается, вызывая таяние ледников. Поднимается уровень Мирового океана, в связи чем возникает парниковый эффект. Сегодня ученые со всего мира принимают меры по предотвращению пагубного влияния техногенного и антропогенного факторов на окружающую среду.

Уничтожение видов растений и животных

Своей деятельностью человек может провоцировать гибель животных и растений, по этой причине ухудшается общая экологическая ситуация. Генофонд уничтожается в связи с:

• утратой естественной среды обитания – ее загрязнением, вырубкой лесов;
• неконтролируемым использованием биологических ресурсов;
• влиянием других биологических видов, привезенных из других мест.

Сокращение полезных ископаемых

За последние 10 лет в условиях постоянной добычи нефти ее запасы сократились вдвое. Перерабатывая в больших масштабах такие полезные ископаемые, как нефть, уголь, сланцы, торф, предприниматели наносят вред окружающей среде. По причине основной экологической проблемы планеты, связанной с дефицитом ресурсов, возникает потребность в использовании альтернативных источников энергии: солнечной, ветряной, морской.

Проблемы Мирового океана

К необратимым изменениям Мирового океана приводит его загрязнение нефтью и продуктами ее переработки, вредными органическими соединениями, тяжелыми металлами, неразлагающимися синтетическими материалами, отходами военной промышленности. Сильный урон наносят испытания ядерного оружия, захоронения отходов. Истощаются не только водные, но и пищевые ресурсы. Гибель планктона, производящего более половины всего кислорода, вызывает нарушение баланса атмосферы – глобальную экологическую проблему современности.

Загрязнение почвы

Почвенный слой все больше разрушается, причиной экологической проблемы выступает неправильное хранение ядовитых отходов. Несанкционированные свалки губят почву, загрязняют землю различными твердыми и жидкими промышленными отходами, химикатами и бытовым мусором. Разрушает питательный слой эрозия. В результате вырубки лесов образуются овраги.

Загрязнение воды

Токсичные металлы и другие ядовитые вещества загрязняют реки, озера и другие водоемы. Среди проблем экологии в современном мире можно выделить нехватку пресной воды, вызванную растратой водных ресурсов, ростом урбанизации, отсутствием очистных сооружений.

Загрязнение атмосферы

Основная проблема экологии Земли – загрязнение атмосферы, вызванное вредными выбросами. В воздух постоянно попадают газы и частички других опасных для жизни и здоровья веществ. Выхлопные газы со взвешенными частицами сажи, цинка, оксида азота оказывают пагубное действие на здоровье человека.

Кислотные дожди

Взвеси токсичных металлов выпадают в виде осадков. Кислотные дожди приводят к гибели растительности, падению урожайности. Отравляющие вещества попадают и в питьевую воду, отравляя людей и животных.

Разрушение озонового слоя

Разрушение озонового слоя вызывают выбросы галогенных соединений и углеводородов. Также озон сжигается двигателями ракет, самолетов, спутников и космических кораблей. Такая глобальная экологическая проблема человечества, как появление озоновых дыр, приводит к повышению ультрафиолетового излучения, негативно влияющего на здоровье человека и приводящего к различным онкологическим заболеваниям. Прямые УФ-лучи представляют опасность и для планктона, а также растений, животных.

Обезображивание природных ландшафтов

В верхнем слое почвы живет большое количество микроорганизмов, необходимых для сохранения плодородности земли. Этот плодородный слой уничтожается во время проведения полевых и других сельскохозяйственных работ. Почва истощается на месте пастбищ. Со временем в этих зонах происходит опустынивание, а естественные природные ландшафты теряют изначальную форму. Главной задачей эффективного природопользования является сохранение целостности природно-территориальных комплексов.

Нанотехнологии

Нанотехнология — это создание различных технологий на уровне атомов и молекул. Размеры в несколько нанометров позволят изучать человеческую ДНК, находить раковые клетки и уничтожать их, да и в целом поддерживать здоровье организма человека изнутри. А снаружи на коже выполнять функцию защитного слоя с множеством датчиков.

Наноробот занимается лечением на клеточном уровне

Нанотехнологии применимы ко всем отраслям в мире, начиная от очистки водоёмов и окружающей среды до создания одежды с «умными» функциями. Наноноски, нанотапки и нанотрусы — нанотехнологии предвещают нам в ближайшем будущем мир, ранее нам и не снившийся.

Эти наномашины будут столь маленькими, что заряд для своей работы они будут потреблять из энергии, выделяемой ритмом нашего сердца, либо из более сложной химической энергии, присутствующей в наших клетках. Нанотехнологии позволяют уже сейчас создавать удивительные материалы, взять тот же графен или краску, способную менять цвет. И какие ещё изобретения будущего для нас откроют нанотехнологии остаётся лишь ждать и прогнозировать.

3D-печать

Технология на сегодняшний день уже не новая, но она продолжает развиваться и внедряться в новые сферы, становясь доступнее и дешевле. Энергетика, промышленность всех видов, медицина, дизайн и многое другое — 3D-печать даст преимущество каждой отрасли. А это — новые изобретения и инновации в науке.

Будь то печать новых органов для трансплантации из геля с живыми клетками или печать частей дома от элементов стен до деталей холодильника — всё это будущее, доступное уже сейчас. Даже в космических разработках находится применение 3D-принтеру.

Примеры использования 3D-печати:

Печать сердца на 3D-принтере

В скором времени наступит момент, когда люди смогут создавать себе всё что угодно. Можно предвидеть рекламные слоганы будущего: «Потеряли ногу? Не беда! Мы напечатаем новую!».

Виртуальная и дополненная реальность

Очевидным продолжением развития технологии объемного изображения стала весьма удачная попытка разработчиков погрузить человека в виртуальную или дополненную реальность. Вероятно, именно эти две технологии продолжат стремительно развиваться и внедряться во все сферы человеческой жизни в ближайшие десятилетия.

Виртуальная реальность уже не удивляет, и стала даже относительно доступной для большинства людей. К примеру, с помощью современных VR шлемов с контроллерами человек может достигнуть максимального погружения, вплоть до потери контакта с окружающей его реальной обстановкой. Что в свою очередь поражает массу развлекательно контента.

А вот дополненная реальность (AR, англ. augmented reality) только набирает темп развития. Технология работает следующим образом. Когда вы видите все тоже, что и в обычной жизни, на реальные объекты проецируются ещё какие-либо дополнительные виртуальные элементы. К примеру, маски в Instagram. В ближайшее время технология обещает взрывной рост и внедрение в массы. Даже Apple приобщилась к этой движухе анонсировав ожидаемую новинку Apple Glass.

По идее, очки должны будут позволить пользователю взаимодействовать с информационным полем, окружающего человека объектов и явлений. К примеру, можно будет проложить маршрут до необходимой точки в городе, передвигаясь к нему по маркерам, отображаемым в реальном времени, на реальных объектах, как бы подсвечивая нужный маршрут. Что из этого получится, покажет время.

https://youtube.com/watch?v=dD0CfuzSQGk

Распределение населения

Пути распространения населения по всей Земле, оказывают влияние на окружающую среду. В развивающихся странах, как правило, уровень рождаемости выше из-за бедности и меньшего доступа к планированию семьи и образованию, в то время как в развитых странах уровень рождаемости ниже. В 2019 году 80 процентов населения мира живут в менее развитых странах. Эти быстро растущие группы населения могут оказывать большое влияние на местную окружающую среду.

Также почти в каждой стране, люди становятся более урбанизированными. В 1960 году в городах проживало менее трети населения мира. К 2014 году этот показатель составлял 54 процента, а к 2050 году прогнозируется рост до 66 процентов.

Многие энтузиасты централизации и урбанизации утверждают, что это позволяет использовать ресурсы более эффективно. Но нужно понимать, что это массовое движение людей в развивающихся странах, направляющихся в города в поисках работы и возможностей, часто опережает темпы развития, что приводит к бедным трущобам, ухудшению экологического регулирования и более высоким уровням загрязнения.

Люди всегда перемещались по всему миру. Тем не менее, государственная политика, конфликты, экологические проблемы и кризисы могут усилить эти миграции, нанося краткосрочный или долгосрочный ущерб окружающей среде. Например, с 2011 года из-за проблем на Ближнем Востоке, несколько миллионов беженцев покинули страны, включая Сирию, Ирак и Афганистан. Такие массовые перемещения приводят к развитию огромных лагерей беженцев, что плохо влияет на водоснабжение, земельные участки (например, вырубка деревьев для топлива) и загрязняет окружающую среду (отсутствие канализационных систем).

Сирийские мигранты в Германии, фото Jibneh Mshallaleh

Вертикальные фермы

Прогнозы гласят, что около 80% населения к 2050 году будут жить в городах. Соответственно, остро станет вопрос по производству продуктов. По этой причине считается целесообразным внедрение схем вертикального взращивания культур.

Они представляют собой многоэтажные высотные теплицы. В них создаются идеальные условия за счет контроля углекислого газа, температуры и влажности воздуха. Такие конструкции помогают в экономии ресурсов воды и свободного пространства. Также, они хорошо защищают культуры от погодных катаклизмов. Пестициды практически не используются, поэтому на выходе получается экологичная продукция

Это очень важно, так как некоторые из новых технологий наносят непоправимый вред человечеству (например, ГМО)

Голографическая связь и гаптоклон

Ну и завершим нашу подборку, на первый взгляд, фантастической разработкой. Представьте, что Вы общаетесь по скайпу, но при этом видите перед собой человека не на мониторе, а в полный рост, стоящим совсем рядом с Вами. Именно к этому идёт компания Microsoft занимающиеся разработкой новой технологии видеосвязи Room2Room. А также ряд иных компаний, который пытаются реализовать технологию наиболее эффективным способом.

Ещё более футористичной идея голографических звонков кажется на фоне развивающейся технологии гаптоклон. Гаптоклон – проект, ориентированный на создание осязаемых тактильных голограмм. Создатели проектора считают, что со временем смогут создать технологию, благодаря которой Вы сможете, скажем, не только увидеть своего собеседника в полной рост, воспользовавшись голографическим телефоном, но и пожать ему руку! Принцип работы подобной технологии пока остается открытым. Одним из вариантов достижения цели может стать использование вспышек лазера, порождающих небольшие пучки плазмы в необходимых местах. Либо системы излучения ультразвука, с параллельным отслеживанием движения человека, что при взаимодействии с виртуальным предметом позволит высчитать силу давления, так если бы это был реальный объект.

Современный мир не стоит на месте и очень приятно осознавать, что прямо сегодня мы можем наблюдать, как технический и научный прогресс меняют его и наступает будущие. А проекторы и проекционные технологии принимают в этой истории непосредственное участие

Зеленое судоходство

Морские перевозки до сих пор остаются самым быстрым и дешевым способом транспортировки грузов. Но морской транспорт остается одним из самых «грязных» и около 940 миллионов тонн CO2 в год. Это примерно 2,5% от общего объема глобальных выбросов. В Норвегии придумали, как уменьшить эту цифру — например, с помощью автономных беспилотных контейнеровозов вроде Yara Birkeland, о котором мы уже рассказывали.

Однако морские электровозы — не единственное решение. Норвежские изобретатели уже представили концепты грузовых судов, которые работают на водородном топливе. Так, компания HYON разработала технологию, которая позволяет любому судну и порту безопасно перейти на водородное топливо.

Еще один изящный способ декарбонизации морских перевозок — гибридные танкеры, которые перерабатывают собственные выбросы в электроэнергию. Такие суда уже существуют — норвежский танкер Aurora Spirit улавливает выбросы углекислого газа, которые выделяются в результате использования обычного топлива и превращает его в электроэнергию, на которой и плывет дальше. Эта технология сокращает выбросы СО2 на 40%, выбросы оксида азота — на 80%, а выброс оксида серы — на все 100%.

Большая часть экологического следа судоходства приходится на обслуживание в порту. На это тоже можно повлиять, однако большинству портов не хватает инструментов для реализации экологических стратегий. Порт города Берген стал первопроходцем в этой области — там впервые внедрили систему EPI, которая оценивает экологичность судна по нескольким параметрам и присваивает ему определенное количество баллов. На основе этого рейтинга судно могут освободить от портовых пошлин, или наоборот — заставить платить повышенный взнос. Таким образом руководство порта будет мотивировать владельцев судоходных компаний использовать все доступные «зеленые» технологии. Эту систему внедрили в 16 норвежских портах — разработчики надеются, что в будущем она станет обязательной по всему миру.

Аддитивные технологии

Аддитивные технологии коренным образом меняют традиционные производственные процессы благодаря возможностям использования металла. В ближайшей перспективе трехмерная печать станет востребованной в отраслях, где адаптация продукта к требованиям заказчика и время выхода на рынок являются ключевыми факторами эффективности (рис. 4). В первую очередь это производства с небольшими объемами и дорогостоящими деталями — предприятия аэрокосмической промышленности и здравоохранения. Сегодня и в обозримом будущем трехмерная печать не сможет заменить традиционное производство с длительным производственным циклом, а также массово локализовать производства ближе к потребителям, поскольку этому не будут способствовать экономика и промышленная динамика.

Трехмерная печать все чаще используется в промышленности, потому что она дает возможность производить более качественные продукты, а цепочки создания стоимости становятся все более согласованными благодаря Интернету. Движущие факторы для развития трехмерной печати — это увеличение выбора материалов, подходящих для технологий производства, способность создавать все более сложные геометрические формы (например, детали двигателя), меньшее количество компонентов, необходимых для изготовления продукта, и оптимизация рабочих процессов.

3D-печать становится все более востребованной благодаря своей способности дополнять традиционные производственные процессы, кардинально менять процесс разработки продукта и создавать новую ценность. Как уже было указано выше, применение этой технологии наиболее эффективно в тех отраслях, где важна адаптация продукта к требованиям заказчика, а компоненты производятся в небольших объемах и имеют высокую стоимость. Поэтому производство потребительских товаров и автомобильная промышленность, медицинская и аэрокосмическая отрасли лидируют в использовании технологий 3D-печати — например, производство высоконадежных медицинских устройств: слуховых аппаратов и стоматологических протезов.

В последнее время трехмерная печать усовершенствовалась и стала настолько универсальной, что теперь переходит от быстрого прототипирования к масштабируемому производству для избранных продуктов и начинает применяться в таких областях, как изготовление инструментов и моделей, а также ремонт и обслуживание. Ее влияние может сказаться на всей цепочке создания стоимости, поскольку она интегрируется в системы производства на уровне цехов и постепенно движется к точке безубыточности.

У экспертов разные мнения по поводу того, что произойдет в ближайшие 5–15 лет, но они сходятся в том, что рост объемов использования настольных устройств для печати будет опережать рост промышленных объемов. В течение следующих 2–5 лет применять 3D-печать для прототипирования, вероятно, станут многие технологии, что будет стимулировать ее широкое использование не только в узких областях (рис. 5).

Согласно исследованию ГК Остек, одним из основных драйверов, которые могли бы ускорить процесс внедрения аддитивных технологий в российскую промышленность, является изменение представления менеджеров и специалистов о том, как работать с конструкторской документацией, разрабатывать конструкцию и технологические процессы, управлять проектом и в целом руководить бизнесом (рис. 6). Также респонденты считают, что подстегнуть развитие технологии в России должно производство отечественных технологических материалов и оборудования.

Сейчас появляется много информации о новых областях применения аддитивных технологий, но многие предприниматели и руководители компаний проявляют мало энтузиазма по этому поводу, ссылаясь на их неотработанность. Вопрос в том, действительно ли технология еще «сырая» или у них отсутствует возможность предметно разобраться, какие именно технологии позволят решать конкретные производственные задачи. Подводя итог: развитию аддитивных технологий в России должны способствовать такие технологические факторы, как скорость и стоимость печати, стоимость оборудования и материалов и стабильность процесса. А также новый образ мышления: изменение подходов к конструированию, разработке производственных процессов, управлению проектами, развитию бизнеса и работе с клиентами.

Миниатюрная камера, оснащенная искусственным интеллектом

Компанией Google представлено новое изобретение ─ маленький пластиковый девайс Google Clips. Этот гаджет с миниатюрными габаритами оснащен искусственным интеллектом. Дисплей у камеры отсутствует, она оснащена только линзой. Устройство самостоятельно проводит отбор милых, удачных кадров и делает снимок. Также оно может снимать короткие видеоролики.

Чтобы электронный мозг научился различать хорошие фотографии от плохих, компания сотрудничала с огромным количеством оценщиков изображений и профессиональных монтажеров. Такое изобретение очень понравится родителям маленьких детей или владельцам животных. Камеру можно установить на любую горизонтальную поверхность или прицепить на одежду, что очень удобно.

Облачные вычисления

Фото: LinkedIn

До появления облачных вычислений у компаний было свое сетевое оборудование, которое нужно было поддерживать в рабочем состоянии вне зависимости от того, как часто им пользовались. Если сервера перегружались, у них не было никаких вариантов. Компании вроде Amazon Web Services предложили альтернативный подход, а именно облачные вычисления.

Организации могли в любой момент арендовать сервер необходимого объема и мощности. За пользование сервером взимается плата. Как только он перестает работать, клиент прекращает платить. Благодаря такому нововведению компании любого размера получили доступ к экономически выгодным услугам вычисления и хранения информации, причем стартапы могли воспользоваться ими по значительно низкой цене.

Облачные вычисления оказались настолько революционным решением, что даже такие компании, как Netflix, пользуются серверами Amazon Web Services. Частные лица хранят данные на удаленных серверах Dropbox и Google Drive и могут получить к ним доступ в любое время.

Голографический куб

Голокуб (Holocube) также получил широкое распространение в сфере рекламы, ведь эта технология позволяет вывести крайне четкое и красивое изображение, которое ощущается в полной мере объемным и как бы зависшим в пространстве, в рамках небольшого куба.

Многие именитые компании взяли на вооружение технологию и используют её на различных выставках и презентациях товаров, что позволяет преподнести продукт совершенно оригинальным образом. Однако, сама технология намного проще, чем может показаться. По сути, перед нами конструкция из стекла со специальным напылением и проектором внутри. Объект проецируется на черном фоне, который за счёт напыления воспринимается прозрачным, создавая иллюзию «подвешенного в воздухе предмета». Но согласитесь, смотрится эффектно.

Геномика, CRISPR

Фото: ShutterStock

Самая малоизученная революционная технология из этого списка — это система генной модификации CRISPR. Появление методов редактирования гена в 1980-х годах позволила ученым вносить изменения в ДНК некоторых организмов. Раньше это был длительный, медленный и дорогостоящий процесс. Благодаря CRISPR исследователи совершили прорыв в генной инженерии — теперь процесс стал быстрее, проще и перестал расходовать столько денег.

Примечание редактора: 29 мая ученые из США обнаружили, что метод редактирования генома CRISPR-Cas9 может привести к сотням непреднамеренных мутаций, а популярные алгоритмы по предсказанию влияния CRISPR на организм выдают ошибочные результаты. 

Заключение

Рассмотренные в статье технологии находятся на разных этапах технической готовности и принятия, но определенно можно сказать, что Россия уже живет в цифровой эре.

Развитие цифровой экономики в России занимает умы политиков и промышленников, находится на контроле у первых лиц государства. По оценкам McKinsey, потенциальный экономический эффект от цифровизации экономики России к 2025 г. увеличит ВВП страны на 4,1–8,9 трлн руб. (в ценах 2015 г.), что составит от 19 до 34% ожидаемого роста ВВП. Такие смелые экономические прогнозы связаны не только с автоматизацией существующих процессов, но и с внедрением новых бизнес-моделей и технологий. Перед радиоэлектронной промышленностью, к примеру, ставятся такие задачи, как разработка отечественной электронной компонентной базы и насыщение рынка готовыми российскими конкурентоспособными изделиями

Поэтому на рассмотренные технологии стоит обратить внимание при определении стратегических приоритетов, чтобы соответствовать требованиям промышленности в будущем