Bilim adamları hayatımızı nasıl daha parlak, daha uzun ve daha kullanışlı hale getiriyor: 21. yüzyılın 10 faydalı bilimsel keşfi ve icadı
Miscellanea / / September 09, 2021
Saygın bilimsel dergilerde yazılan ileri teknolojiler, günlük yaşamda hemen veya on yıllar sonra uygulama bulur. Yakın zamana kadar bilim kurgu gibi görünen 21. yüzyılda bilimin başarılarından bahsediyoruz.
1. 3D baskı teknolojileri
İlk 3D yazıcılar ortaya çıktıInfographic: 3D Baskının Tarihi 1980'lerde, ancak yalnızca 21. yüzyılda her yerde kullanılmaya başlandı. Cihazlar daha ucuz hale geldi ve artık sadece plastik değil, aynı zamanda metaller, beton, gıda ve hatta canlı hücreler onlar için sarf malzemesi olarak kullanılıyor.
En büyük 3D baskılı bina, 641 metrekare alana sahip Dubai Belediyesi'dir (BAE). m. 9,5 m yüksekliğindeki iki katlı fütüristik bina oluşturuldu Dubai Belediyesi Dünyanın En Büyük 3D - Basılı Binası Olacak alçı esaslı malzemeden yapılmıştır. Ve Amsterdam'da 3D yazıcıların yardımıyla diktiler Joris Laarman'ın 3D baskılı paslanmaz çelik köprüsü sonunda Amsterdam'da açılıyor 12 metre paslanmaz çelik yaya köprüsü.
İsrailli bilim adamları kullandı Araştırmacılar, insan dokusu ve kan damarları ile bir kalbi 3D olarak bastı
Yapay bir kalp basmak için 3D yazıcı. Kiraz büyüklüğündeki deney organı, odalar ve kan damarları oluşturan canlı hücrelere dayalı bir hidrojelden oluşuyordu. Ve Fransız şirketi Poietis yarattı Fransız Start-up Canlı Dokunun 4D Lazer Biyobaskı için Benzersiz Teknoloji Geliştiriyor yanık ve ciddi yaralanmalardan sonra hastalara yardımcı olacak dört boyutlu yapıya sahip suni deri ve insan vücudunun diğer dokularına baskı yapmak için teknolojiler geliştirmiştir.Günlük hayatta 3D baskıya da yer var. Örneğin, plastik figürler ve parçalar oluşturmak için geleneksel bir 3D yazıcı sipariş edebilir veya pizzadan tatlılara ve gurme dekorlara kadar yiyecek basmak için bir cihaz satın alabilirsiniz. Küresel bir perspektifte, gıda 3D baskısı azaltmalıdır Gıdaların 3D basılması, gıda israfını azaltır gezegendeki yiyecek atığı miktarı ve 3D Basılı Gıda için bir rehber - mutfakta devrim mi? diyet yemekleri bile oldukça iştah açıcıdır.
2. Arttırılmış gerçeklik
Çoğu zaman sanal gerçeklik ile karıştırılır ancak bunlar tamamen farklı teknolojilerdir. Sanal gerçeklik, özel gözlükler veya her bir göz için ekranlı bir kask aracılığıyla görebileceğiniz tamamen dijital bir dünyadır. Artırılmış gerçeklik teknolojisinin yardımıyla, alıştığımız gerçek dünyanın resmine dijital nesneler ekleniyor.
Artırılmış gerçekliğin kökleri 20. yüzyılda yatmaktadır, ancak sadece birkaç yıl önce bilgi işlem gücü teknolojinin okullardan ve anaokullarından otomobillerdeki montaj hatlarına kadar hemen hemen her yerde tanıtılmasına izin verdi fabrikalar. Ve bunun için karmaşık pahalı cihazlara ihtiyacınız yok - sıradan bir akıllı telefon yeterli.
Oldukça basit çalışıyor. Bir akıllı telefonun veya başka bir gadget'ın kamerası, etraftaki her şeyin fotoğrafını çeker ve bir jiroskop veya ivmeölçer, cihazın uzaydaki konumundaki değişikliği izler. Ardından gerekli nesneler kameradaki görüntünün üzerine bindirilir - ipuçları, yazılar veya komik sanal karakterler. Kameradan gelen görüntü ile birlikte hareket ederler ve ekrana baktığınızda aynı anda iki gerçekliği görürsünüz - hedefimiz ve dijital.
Artırılmış gerçeklik öğrenmeyi kolaylaştırıyor Dil öğretimi ve öğreniminde Artırılmış Gerçeklik? yeni diller: örneğin, bir akıllı telefon etrafındaki nesneleri tanıyabilir ve bunları imzalayabilir. Teknoloji cerrahlara yardımcı oluyor Artırılmış Gerçeklik: Tıbbın Geleceği operasyonları yürütmek ve mühendisleri toplamak için Upskill ve Boeing, Kablo Demeti Tertibatını Yeniden Keşfetmek İçin Skylight'ı Kullanıyor karmaşık cihazlar, süreçte ipuçları veriyor. Sürücüler, rota haritası görüntülendiğinde artırılmış gerçeklik navigasyonunun keyfini çıkarabilir Artırılmış gerçeklik bugün otomotiv endüstrisini nasıl etkiliyor? yolun üzerinde, tasarımcılar - gösteri İç Tasarım ve Mülk Geliştirmede Artırılmış Gerçekliğin YükselişiMüşteriler tadilattan önce dairede yeni bir iç mekan. Ve restoranda, ziyaretçi yemeği servis etmeden önce düşünebilir Artırılmış Gerçeklik (AR), Yemek Hizmeti Sektörünü Nasıl Yeniden Şekillendiriyor? onu her yönden rahat, fiziksel olarak hala boş.
3. Tamamen yapay kalp
İnsan organlarının çalışan prototipleri uzun süredir var olmuştur, ancak çoğu zaman hastaneden çıkmanın neredeyse imkansız olduğu karmaşık sabit sistemlerdi. 2021'de bilim adamları ve doktorlar ilk kez tamamen yapay bir kalp geliştirip implante edebildiler.
Jacob Schroeder ve Carmelo Milano liderliğindeki Duke Üniversite Hastanesi'ndeki bir cerrah ekibi, Duke'de Hastaya İmplante Edilen Yeni Nesil Yapay Kalp - ABD'de Bir İlk Kalp yetmezliği çeken 39 yaşındaki Matthew Moore için başarılı bir organ değişimi. İmplant ile neredeyse tanıdık bir kadını yönetebilecek
hayat - akrabalarla çevrili yaşamak, iki yaşında bir oğul yetiştirmek, mağazaya gitmek ve çalışmak, seyahat etmek.
Tek sakıncası yapay kalbin yaklaşık 4 saat süren harici bir pilden güç almasıdır. Cihazı kontrol etmek için kontrolör de insan vücudunun dışına yerleştirilmiştir. Bu nedenle hastanın yaklaşık 4 kilogram ağırlığında bir çanta taşıması ve cihazın durumunu izlemek için hastanedeki bir bilgisayara düzenli olarak bağlanması gerekecektir.
4. Yeniden kullanılabilir roketler
SpaceX, geri kazanılabilen ve yeniden kullanılabilen roketler geliştirmiştir. Tek kullanımlık roketlere yönelik bu verimli ve düşük maliyetli alternatif, kargonun yörüngeye taşınması maliyetini azaltma potansiyeline sahiptir.
Roketin ilk yeniden fırlatılışı 30 Mart 2017'de gerçekleşti. SpaceX gönderildi Falcon 9: yeniden uçuş yapabilen ilk yörünge sınıfı roket uzaya Falcon 9, RP-1 gazyağı ve sıvı oksijenle çalışan dokuz sıvı Merlin motoruna sahip bir modeldir. Daha sonra başlatıldı Falcon Heavy: dünyanın en güçlü roketi Falcon 9'un üç değiştirilmiş ilk aşamasına sahip Falcon Heavy: biri merkezi birim olarak, ikisi yan güçlendiriciler olarak kullanıldı.
Tüm roket yeniden kullanılabilir olarak adlandırılamaz, ancak iki aşamadan yalnızca ilki. Okyanusta yüzen bir iniş pisti veya platform üzerine geri dönüş ve dikey iniş için sistemlere sahiptir. Adım dayanır SpaceX'in en çok uçan Falcon 9 roketi, 10 fırlatma ve inişten sonra isli bir gazidir (fotoğraflar) en fazla on başlar.
Daha sonra Amazon CEO'su Jeff Bezos tarafından kurulan Blue Origin, piyasaya sürüldü. Yeni shepard Yeni Shepard tek aşamalı yeniden kullanılabilir roketi. Hidrojen ve oksijenle çalışır ve yörünge altı uçuşlar için tasarlanmıştır. New Shepard uzay turizmi için uygun ancak Falcon'dan farklı olarak yapay dünya uydularını yörüngeye yerleştiremeyecek.
5. Yüksek yoğunluklu piller
Yeni bağımsız cihazlar, mümkün olduğunca uzun süre prizsiz çalışmak için çok fazla güce ihtiyaç duyar. Aynı zamanda piller kompakt ve güvenli olmalıdır - örneğin, ısıtıldıklarında veya mekanik olarak hasar gördüklerinde patlamamalıdırlar.
Pennsylvania Pil ve Enerji Depolama Teknoloji Merkezi (BEST) ekibi oluşturuldu Yüksek enerjili Li-Ion pil elektrikli araçlar için daha güvenli elektrikli bir aracın 1,6 milyon kilometreye kadar seyahat etmesine olanak tanıyan güvenli ve güçlü bir lityum iyon pil. Testler sırasında, kısa devreye neden olmak için çiviler kelimenin tam anlamıyla içine sürüldü. Ancak hasarlı hücrenin sıcaklığı yalnızca 100 santigrat derece arttı - ve normal bir pilde fark 1.000 santigrat derece olacaktır.
Samsung araştırmacıları da bir atılım yaptı: geliştirdiler Samsung, 900Wh / L Yoğunluklu Yeni Katı Hal Lityum Metal Pilini Tanıttı 900 Wh/L katı hal lityum metal pil. Mevcut pillerden %50 daha kompakttır ve sıvı elektrolit kullanılmadan tasarlanmıştır. Zamanla pil bozulmaz - biriktirebileceği şarj miktarı aynı kalır.
6. biyonik el
21. yüzyılda biyonik protezler neredeyse tamamen doğal uzuvların yerini alabilir. Bilim adamları, yalnızca onları kendi elleriyle hareket ettirme yeteneği sağlamakla kalmadı, aynı zamanda hissetme yeteneğini de geri verdi - duyu dürtüleri doğrudan beyne iletilir.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Johns Hopkins Üniversitesi'nden araştırmacılar, Modüler Protez Uzuv İnsan elinin yapabildiği hemen hemen tüm hareketleri yapabilen MPL (Modüler Protez Kol - Modüler Protez Kol). Her zamanki güç ve çevikliği sağlayan özel motorların yanı sıra 100'den fazla sensöre sahiptir.
Protez dokunsal sensörlerle donatılmıştır ve nesnelerin konumunu, sıcaklığını ve dokusunu belirlemenizi sağlar. Ve nöral arayüz, yapay elin sezgisel ve doğal kontrolünü sağlar - sadece onu gerçekleştirecek eylemi düşünün.
7. grafen
Bilinen ilk gerçekten iki boyutlu kristalin (bir atom kalınlığında bir kristal kafes ile) varlığı. 2004'te bilim adamları Andrei Geim ve Konstantin Novoselov ilk kez deneysel olarak doğrulandı ve 2010'da aldılar. 2010 Nobel Fizik ÖdülüNobel Fizik Ödülü.
Esasen, grafen bir atom kalınlığında bir grafit filmidir (kristalize karbon). Kararsızlık nedeniyle uzun süre elde edilemedi. Oyun ve Novoselov kullanıldı Atomik Olarak İnce Karbon Filmlerde Elektrik Alan Etkisi 2D filmi stabilize etmek için oksitlenmiş bir silikon substrat.
Grafen çok dayanıklı ancak son derece esnektir. Akımı iletir ve elektronlar içinde hareket eder. Fizikçiler, Elektronların Grafen İçinde Silikondan 100 Kat Daha Hızlı Seyahat Edebileceğini Gösterdi bilinen tüm malzemelerden daha hızlıdır. Özellikle, modern işlemcilerin yapıldığı silikondan 100 kat daha hızlıdır.
Grafen kullanarak ultra ince filtreler, dokunmatik ekranlar, sensörler, yüksek verimli katalitik hücreler, DNA ile çalışmak için nanokanallar ve yüksek hassasiyetli elektronik bileşenler oluşturmak mümkündür. Grafen yongaları, bilgisayarların performansını artıracak ve veri aktarımını hızlandıracak, cihazları daha güçlü ve daha kompakt hale getirecek.
8. İnsansız araçlar
Yapay zekadaki gelişmeler, büyük bilgi işlem gücü, yüksek kablosuz iletim hızları veriler ve doğru sensörler - bunların tümü, onsuz yapabilen arabaların yaratılmasının temelini oluşturdu. sürücü. Trafik durumunu gerçek zamanlı olarak tararlar, yayaları ve yol işaretlerini tanırlar ve zor bir durumda bir saniyede karar verebilirler.
2021'de FSD (Tam Kendi Kendine Sürüş) sistemine sahip Tesla Model 3 bağımsız olarak sürdü Tesla Autopilot FSD San Francisco'dan Los Angeles'a Sıfır Müdahaleyle San Francisco'dan Los Angeles'a ve geri dönüş yaklaşık 2.400 kilometredir. Araba, yoğun şehir sokaklarında bile görevle başarılı bir şekilde başa çıktı ve pili şarj etmek için iki durak yaptı.
Ancak otopilot sadece kişisel arabalar için geliştirilmiyor. Örneğin, ABD'de 2020'de başlatılan Waymo girişimi Waymo, tamamen sürücüsüz hizmetini Phoenix'te halka açıyor insansız taksi hizmeti. Çok fazla araba yok, ancak herkes için geziler mevcut.
Rusya'da insansız taksiler görünecek Yandex, Moskova'da ilk insansız taksilerin nerede görüneceğini söyledi bu sonbahar - ancak, deneysel moddayken. Şirket tarafından seçilen test katılımcıları, Moskova'nın Yasenevo bölgesinde sürücüsüz bir arabaya binebilecekler.
İnsansız araçların bir diğer uygulaması da kargo taşımacılığıdır. NVIDIA Drive Platformu Zaten Yardımcı Oluyor İnsansız Kamyonlar kamyoncular yolda ve yakında bunları standart rotalarda değiştirebilecekler. Tesla ve diğer şirketler de bu yönde çalışmalar yapıyor.
9. gen düzenleme
2012 yılında ABD'den Jennifer Doudna ve Fransa'dan Emmanuelle Charpentier, “genetik makas” olarak adlandırılan CRISPR-Cas9 moleküler aracını geliştirdiler. 2020'deki bu bilimsel atılım için aldıkları Emmanuelle Charpentier ve Jennifer Doudna, 2020 Nobel Kimya Ödülü'nü kazandı. Nobel Kimya Ödülü.
CRISPR - Cas9, bitki ve hayvanların genlerini düzenlemenize olanak tanır. Bu, üreme için yeni yollar açar ve hastalığın yayılmasını durdurma potansiyeline sahiptir - örneğin, sivrisinek genleri değiştirilirse sıtmaya ve Lyme hastalığına tahammül edemezler.
CRISPR - Cas9, kanser tedavilerine şimdiden katkıda bulundu. Gelecekte tasarruf sağlayabilecek araştırmalar devam ediyor Genom düzenleme ve CRISPR - Cas9 nedir? kalıtsal hastalıklardan ve genetik mutasyonlardan.
Ancak CRISPR-Cas9'un GDO'ların önünü açacağını düşünmek yanlış. İlk olarak, genetiği değiştirilmiş organizmalar ilk kez alındı Herbert W. Boyer ve Stanley N. Cohen 1972'de. CRISPR - Cas9, yalnızca DNA modifikasyonunun doğruluğunu artırabilir ve olumsuz yan etkilerden kurtulabilir.
Bu arada, insan genomunun haritası da 21. yüzyılın bir başarısı. İnsan Genom Projesi çalışmalarının ana kısmı tamamlandı insan genom projesi 2003'te.
10. insansı robotlar
Robot Atlası Atlas: en dinamik insansı robot Boston Dynamics'ten - internetin sevgilisi: takla atmayı biliyor, güçlü darbelerden sonra ayakta kalabiliyor, engelleri aşabiliyor ve hatta dans edebiliyor. Geliştiriciler buna, tüm vücut hareketliliğinin sınırlarını zorlamak için tasarlanmış bir araştırma platformu ve en dinamik insansı robot diyor.
Aslında, Spot robotik köpek ve Stretch robotik yükleyici gibi Atlas ve diğer Boston Dynamics modellerinin derin pratik sonuçları vardır. Zor ya da tehlikeli koşullarda insanların yerini alabiliyorlar: binaların enkazları altında ya da içinde kurban aramak için. yangınlar, uzak bölgeleri keşfedin, malları teslim edin ve günün her saatinde sıkıcı rutinleri tamamlayın operasyonlar.
İnsansı robotlar için başka uygulamalar da var. Örneğin model danışmanlar, refakatçiler ve garsonlar, engelliler için asistanlar geliştiriliyor.
Ve Rus robot Fedor bile ziyaret etti Twitter federasyonu37516789 2019'da uzayda. Araba ve ATV kullanmayı, kapıları açmayı, merdiven çıkmayı, labirentte yürümeyi, ateş etmeyi ve matkapla çalışmayı biliyor.
Bilimsel keşifler hayatımızı kökten değiştirebilir: uzun ömür verin, uzay araştırmalarına yardımcı olun, günlük işleri üstlenin ve hatta birkaç gün içinde bir ev inşa edin. Onlar hakkında daha fazla bilgi edinin toplumun web sitesi "Bilgi". Tüm Rusya eğitim maratonu "Yeni Bilgi" çerçevesinde, XXI yüzyılın bilimsel atılımları üzerine 18 mini konferans burada yayınlanacak.
Yeni Bilgi maratonuna Yuri Bashmet, Konstantin Khabensky, Edward Snowden, Mikhail Mişustin, katıldı. Evgeny Kaspersky, Tatyana Golikova, Arkady Volozh, Alman Gref, Alexander Ovechkin ve diğer popüler hoparlörler. Sitede 150 saatten fazla eğitim içeriği görünecek - bunlar ilham verici hikayeler, insanlığın modern sorunları hakkında hararetli tartışmalar ve ünlü insanlarla büyüleyici röportajlar.
Yeni bilgileri ücretsiz edinin