Robotu zirnekļi, nosvīdušas baterijas un dzīvs betons: 8 jau pastāvošas nākotnes tehnoloģijas
Literārs Mistrojums / / July 25, 2023
1. Necroarachnobots
Video fragments: Rīsu universitāte
Dažkārt jaunās tehnoloģijas var būt ārkārtīgi intriģējošas un tajā pašā laikā tik rāpojošas, it kā viss notiktu šausmu filmā.
Rīsu universitātes inženieri ir iemācījušies pārvērst mirušos zirnekļus satveršanas robotos. Projekta vadītājs Daniels Prestons no Džordža Brauna inženierzinātņu skolas atklāja, ka pat pēc nāves zirnekļi saglabā ķermeņa uzbūvi, kas ir ideāli piemērota dažādu objektu tveršanai.
Zirnekļi izmanto hidrauliku, lai pārvietotu savas ekstremitātes. Viņu cefalotoraksā (prosomā) ir īpaša kamera, kas vai nu saraujas, vai izplešas, kas noved pie asins pārliešanas (hemolimfa). Kad spiediens ir samazināts, kājas ir saliektas, kad tas tiek palielināts, tās ir nesaliektas.
Zinātniekiem ir izdevies panākt, ka miris vilku zirneklis kustina savas ekstremitātes, iedurot adatu tā prosomā. "Necrorobot" veiksmīgi sagrāba un pārvietoja lietas, tostarp iespiedshēmas plates un to radiniekus.
Beigts zirneklis pacēla apmēram 130% no sava svara un dažreiz daudz vairāk.
Tajā pašā laikā viņš veiksmīgi salocīja un izstiepa savas ekstremitātes tūkstoš reižu pēc kārtas, pirms tās salūza. Pētnieki saistīt tā ir locītavu dehidratācija. Un viņi uzskata, ka ir iespējams pārvarēt ierobežojumu, ja kājas ir pārklātas ar izturīgiem polimēriem.
Jūs varat jautāt: kāpēc mācīt mirušajiem zirnekļiem satvert priekšmetus? Nu "nekrorobotu" izredzes ir lieliskas. Viņi var veikt nelielus darbus, piemēram, montēt elektroniku, iznīcināt kaitēkļus vai pat būt noderīgi medicīnā. Ņemot vērā, ka paši zirnekļi ir bioloģiski noārdāmi, "nekrorobotika" ir arī videi draudzīga.
Iespējams, nākotnē tas pārvērtīsies par robotiem, kuri ir lielāki par tiem zirnekļi. Protams, tas viss atgādina Mērijas Šellijas Frankenšteina sižetu, taču neuztraucieties. Patiesībā mirušajiem būs vienalga.
2. smilšu baterijas
Atjaunojamā enerģija bieži tiek kritizēta par to, ka tajā saražoto elektroenerģiju nevar uzglabāt. Atšķirībā no vējdzirnavu un saules paneļu radītās enerģijas nav grūti uzglabāt ogles vai benzīnu. Protams, ir baterijas, bet litijs tiem ir dārgs resurss un turklāt toksisks.
Somu inženieru attīstība no Polar Night Energy var atrisināt problēmu. atrasts veids, kā uzglabāt enerģiju burtiski smiltīs. Viņi paņēma 4 × 7 m tērauda konteineru un piepildīja to ar 100 tonnām smilšu, pēc tam izmantoja vēja un saules enerģiju, lai to uzsildītu.
Rezultāts ir termiskais vai, kā to sauc arī, termoelektrisks akumulators.
Tās darbības princips pamatā par termoelektrisko efektu, kas rodas, kad temperatūras starpība dažādos akumulatora darba šķidruma slāņos. Smiltis vai citu līdzīgu dzesēšanas šķidrumu uzkarsē līdz augstai temperatūrai, tad siltums tiek nodots cauri termoelektriskie moduļi, kas satur pusvadītāju materiālus, kas rada elektrību strāva.
Šādas baterijas ir ļoti efektīvs veids, kā uzglabāt lieko elektroenerģiju, un to ražošana ir ārkārtīgi lēta. Tas dos iespēju pilnīgāk izmantot atjaunojamos energoresursus un atrisināt to nevienmērīgās ražošanas problēmu.
Kā redzat, tehnoloģijām, kas var uzlabot cilvēces nākotni, nav jābūt sarežģītām. Daži no tiem ir diezgan vienkārši, bet ļoti efektīvi.
3. kosmosa katapulta
Videoklipa fragments: SpinLaunch
Kamēr Īlons Masks cenšas no vecajiem labajiem raķešu dzinējiem izspiest labāko sniegumu, SpinLaunch ļaudis nolēma dodieties oriģinālākā veidā un izmetiet kravu orbītā, izmantojot kosmosa katapultu. Un viņiem jau ir darbojošs prototips, kas ir pārbaudīts.
Tā vietā, lai sadedzinātu tradicionālo ķīmisko degvielu, SpinLaunch palaiž objektus kosmosā, izmantojot kinētisko enerģiju. Tas ir, tas vienkārši prasa griežas un iemet satelītu baltajā gaismā kā smuku santīmu. Tad viņam joprojām ir jāizmanto ķīmiskie dzinēji, lai stabilizētu orbītu. Taču iespēja nokļūt kosmosā, nebūvējot milzīgu raķeti, joprojām ir iespaidīga.
SpinLaunch apgalvo, ka viņu sistēma 10 reizes samazina degvielas un infrastruktūras izmaksas palaišanai. Jūs piešķirat brīvu vietu katrā pagalmā.
Tiesa, lai palaistu satelītu, tam jābūt izkliedētam centrifūga līdz ātrumam 8000 km/h, un tas piedzīvo 10 000 G pārslodzi. Dabiski, ka šāda lieta cilvēku katapultē orbītā tikai šķidrā stāvoklī - burtiski apšļakstīs pasažierus uz pirmā kosmosa. Bet tas ar nedzīvām slodzēm tiks galā ar triecienu.
4. Nosvīdis superkondensators
Vai jums nav apnicis nepārtraukti uzlādēt tālruni, viedpulksteni, austiņas un citus sīkrīkus? Speciālisti no Džeimsa Vata inženierzinātņu skolas Glāzgovas Universitātē nolēma vienreiz un uz visiem laikiem tikt galā ar šo problēmu. Viņi ir izstrādājuši jauna veida elastīgu superkondensatoru, kurā tiek aizstāts elektrolīts no parastajām baterijām Tad.
Kad poliestera celulozes audums absorbē cilvēka ķermeņa šķidrumu, sviedru pozitīvos un negatīvos jonus mijiedarboties ar polimēra virsmu, kas to pārklāj, un izraisīt elektroķīmisku reakciju, kas rada enerģiju. Viedo tekstila superkondensatoru var pilnībā uzlādēt, absorbējot tikai 20 mikrolitrus šķidruma. Un tas ir diezgan spējīgs izturēt 4000 uzlādes un izlādes ciklus.
Iedomājieties, ka jums vairs nav jānoņem fitnesa aproce, lai to uzlādētu — uzvelciet to un nēsājiet to.
Un, ja šāds polimērs ir ieausts sporta kreklā, tad tas būs iespējams skriešana arī darbina viedtālruni. Bet šādām baterijām ir svarīgāks pielietojums – tās var izmantot elektrokardiostimulatoros, sensoros dzīvības pazīmju izsekošana un citas valkājamas medicīniskās ierīces, kurām nepieciešama nepārtraukta darbība uzturs.
Cilvēka sviedri kā akumulatora darba korpuss ir arī daudzsološi, jo ir videi draudzīgi. Atšķirībā no tā paša toksiskā litija, jūs varat to izliet uz sevi tik daudz, cik vēlaties.
5. "Dzīvais" betons
Principā pašdziedinošais betons nav jauna tehnoloģija. Ir materiāli, kas var remonts mikroskopiskas plaisas, novēršot to izplešanos un novēršot mitruma iekļūšanu un agresīvas vides ietekmi. Parasti pašdziedinoša betona sastāvam tiek pievienotas mikrokapsulas ar remonta līdzekļiem vai šķiedrām, kuras sacietē saskarē ar ūdeni.
Bet zinātnieki no Kolorādo universitātes Boulderā nolēma iet tālāk un izveidots burtiski "dzīvi būvmateriāli" (dzīvi būvmateriāli, LBM). Tas ir izgatavots no hidrogēla un smiltīm, kas papildinātas ar fotosintētiskām zilaļģēm Synechococcus. Kad šī materiāla struktūrā parādās plaisas, zilaļģes sāk biomineralizācijas procesu, burtiski dziedinot bojājumus.
Zinātnieki uzskata, ka viņu "betona ar baktērijas"ļaus izveidot struktūras, kas var ne tikai pašas "sadziedēt" plaisas, bet arī absorbēt bīstamus toksīnus no gaisa un pat mirdzēt pēc komandas. Kā jums patīk izredzes apmesties "dzīvā" mājā?
6. oglekļa noņemšanas līdzeklis
Šobrīd svarīgais uzdevums ir samazināt CO2 planētas atmosfērā mūsu zaļie draugi, koki, darbojas ar miljardiem gadu pārbaudītas fotosintēzes tehnoloģijas palīdzību. Jauni notikumi var atvieglot to sarežģīto uzdevumu, absorbējot vairāk oglekļa dioksīda un aizņemot mazāku platību.
Šveices uzņēmums Climeworks palaists Islandē Orca ir pasaulē lielākā oglekļa uztveršanas un uzglabāšanas rūpnīca, kas izmanto tehnoloģiju, ko sauc par DAC (Direct Air Capture). Princips ir ārkārtīgi vienkāršs: augs iesūc apkārtējo gaisu un pēc tam to filtrē. Gluži kā mājās gaisa kondicionieris, vienkārši milzīgs.
Orca celtniecība sākās 2020. gada maijā un tika pabeigta mazāk nekā 15 mēnešos, pateicoties tā vienkāršajai moduļu konstrukcijai. Tajā pašā laikā tas spēj ik gadu no atmosfēras izņemt 4000 tonnu CO.2.
Augu uztvertais oglekļa dioksīds tiek sajaukts ar ūdeni un tiek nosūtīts dziļi zemē. Dažu gadu laikā šis CO2 reaģē ar dabisko bazaltu un pārvēršas cietos karbonātu minerālos. Turklāt savākto oglekļa dioksīdu var apstrādāt un izmantot sintētiskās degvielas ražošanai.
7. Kaulu un orgānu 3D druka
3D druka ir ārkārtīgi daudzsološa nozare, kas var nodrošināt cilvēci ar jebko, sākot no lētām mājām līdz kosmosa dzinēji. Taču viens no intriģējošākajiem šīs tehnoloģijas pielietojumiem ir kaulu un iekšējo orgānu izveide uz 3D printeriem.
Uzņēmums Ossiform rada individuālas dažādu kaulu protēzes no biokeramikas un trikalcija fosfāta - materiāliem, kuru īpašības ir līdzīgas kaulaudiem cilvēka organismā. Ārsti veic MRI, lai iegūtu informāciju par aizvietojamo kaulu, kas pēc tam tiek nosūtīta uz Ossiform. Pamatojoties uz šo informāciju, uzņēmums izveido implanta 3D modeli, kas ir īpaši izstrādāts katram atsevišķam pacientam un precīzi atdarina īstu kaulu anatomisko formu un struktūru. Ķirurgs pārbauda dizainu, un, kad implants ir 3D izdrukāts, to var izmantot operācijas laikā.
Papildus implantācijai cilvēka ķermenī Ossiform produkti ir piemēroti arī ķirurgu apmācībai.
Vēl viens daudzsološs 3D printeru lietojums medicīnā ir cilvēka orgānu drukāšana. Tehnoloģijas pamatā ir bioloģiski saderīgu materiālu izmantošana, piemēram, biopolimēri un šūnas, kas ņemtas no donora, bieži vien no paša pacienta.
Īpašs printeris slāņi šos materiālus, ievērojot stingru kārtību, izveidot ērģeļu trīsdimensiju struktūru. Tad materiālā iestrādātās šūnas aug un absorbē polimēru, veidojot uz tā, tāpat kā uz rāmja, audus, orgānus un dažreiz veselas ķermeņa daļas.
Piemēram, šādā veidā kādu dienu iespiests deguns. Piestiprināja pie pacienta apakšdelma, tur pāris mēnešus iesakņojās, un tad pārstādīja uz sejas.
Un pat cilvēka tīkleni var izdrukāt 3D formātā, izmantojot cilmes šūnas. Šī tehnoloģija izstrādāta zinātnieki no ASV Nacionālā acu institūta 2022. gadā.
8. Videi draudzīgas sēņu bēres
Planētas pārapdzīvotība ir nopietna problēma ne tikai tāpēc, ka miljardiem cilvēku vajag kaut ko pabarot, bet arī tāpēc, ka viņi visi vēl kaut kur ir jāapglabā. Kapsētām izmantotās zemes drīz vien nebūs piemērotas citai izmantošanai, jo līķu sabrukšanas produkti neļauj uz tām izaudzēt derīgus augus.
Kremēšana arī nav risinājums, jo daudz enerģijas tiek tērēts ķermeņa dedzināšanai. Turklāt atmosfēra izmests daudz ogļskābās gāzes un pat kaitīgā dzīvsudraba – zobu plombu iztvaikošanas laikā.
Bet oriģinālā "zaļo" bēru tehnoloģija, kas jau tiek izmantota ASV un Lielbritānijā, ļauj atbrīvoties no līķiem, nekaitējot dabai. Miris novietots speciālā traukā, kur notiek kontrolēta sadalīšanās īpaši atlasītu sēņu un mikroorganismu ietekmē. Agaricus ģints pelējums un sēnes barojas ar organiskiem materiāliem, tostarp atliekām. Tie sadala olbaltumvielas, ogļhidrātus un taukus, pārvēršot tos humusā un barības vielās.
Šī procesa rezultātā veidojas sēņu komposts, ko var izmantot mēslojums. Kompostēšana ne tikai samazina pūšanas produktu kaitīgo ietekmi uz vidi, bet arī veicina augsnes auglības ātru atjaunošanos.
Izlasi arī🧐
- 5 seni izgudrojumi, kas bija priekšā savam laikam
- 10 fantastiski filmu izgudrojumi, kas īstenojās
- 8 vienkārši izgudrojumi, kas mainīja pasauli līdz nepazīšanai