Robot Örümcekler, Terli Piller ve Yaşayan Beton: Halihazırda Var Olan 8 Geleceğin Teknolojisi

1. Nekroaraknobotlar

Video parçası: Rice Üniversitesi

Bazen yeni teknolojiler son derece ilgi çekici ve aynı zamanda sanki her şey bir korku filminde oluyormuş gibi ürkütücü olabilir.

Rice Üniversitesi mühendisleri öğrendi ölü örümcekleri kapma robotlarına dönüştürün. Projenin başkanı, George Brown Mühendislik Okulu'ndan Daniel Preston, örümceklerin öldükten sonra bile çeşitli nesneleri yakalamak için ideal bir vücut yapısını koruduğunu keşfetti.

Örümcekler uzuvlarını hareket ettirmek için hidrolik kullanırlar. Sefalotorakslarında (prosoma), kan transfüzyonuna (hemolenf) yol açan ya kasılan ya da genişleyen özel bir oda vardır. Basınç azaltıldığında bacaklar bükülür, arttırıldığında ise bükülmezler.

Bilim adamları, ölü bir kurt örümceğinin prosomasına iğne saplayarak uzuvlarını hareket ettirmeyi başardılar. "Necrorobot", baskılı devre kartları ve akrabaları da dahil olmak üzere her şeyi başarıyla yakaladı ve taşıdı.

Ölü bir örümcek kendi ağırlığının yaklaşık %130'unu ve bazen çok daha fazlasını kaldırdı.

Aynı zamanda, uzuvlarını kırılmadan önce arka arkaya bin kez başarıyla esnetti ve uzattı. Araştırmacılar bağlamak eklemlerin kurumasıdır. Ve bacakların dayanıklı polimerlerle kaplanması durumunda sınırlamanın üstesinden gelmenin mümkün olduğuna inanıyorlar.

Şunu sorabilirsiniz: neden ölü örümceklere nesneleri tutmayı öğretiyorsunuz? Pekala, "nekrorobotlar" için beklentiler harika. Elektronik montajı, haşereleri öldürme ve hatta tıpta faydalı olma gibi küçük işler yapabilirler. Örümceklerin kendilerinin biyolojik olarak parçalanabildiği göz önüne alındığında, "nekrorobotikler" aynı zamanda çevre dostudur.

Belki gelecekte robotlara dönüşecek ölü bedenler onlardan daha büyük örümcekler. Elbette tüm bunlar Mary Shelley'nin Frankenstein'ının olay örgüsünü anımsatıyor ama merak etmeyin. Gerçekte, ölüler umursamaz.

2. kum pilleri

Yenilenebilir enerji, ürettiği elektriğin depolanamaması nedeniyle sıklıkla eleştirilir. Yel değirmenlerinin ve güneş panellerinin ürettiği enerjinin aksine kömür veya benzin depolamak zor değil. Elbette piller var ama lityum onlar için pahalı bir kaynak ve ayrıca zehirli.

Polar Night Energy'den Fin mühendislerinin geliştirmesi sorunu çözebilir. kurmak enerjiyi kelimenin tam anlamıyla kumda depolamanın bir yolu. 4×7m çelik bir konteyner alıp 100 ton kumla doldurdular, ardından onu ısıtmak için rüzgar ve güneş enerjisini kullandılar.

Sonuç, bir termal veya aynı zamanda bir termoelektrik pil olarak da adlandırılır.

Çalışma prensibi temelli pilin çalışma sıvısının farklı katmanlarındaki sıcaklık farkı oluştuğunda meydana gelen termoelektrik etki üzerinde. Kum veya benzer başka bir soğutucu yüksek bir sıcaklığa ısıtılır, ardından ısı içinden aktarılır. elektrik üreten yarı iletken malzemeler içeren termoelektrik modüller akım.

Bu tür piller, fazla elektriği depolamanın çok verimli bir yoludur ve üretimleri son derece ucuzdur. Bu, yenilenebilir enerji kaynaklarının daha eksiksiz kullanılmasını ve düzensiz üretim sorununu çözmeyi mümkün kılacaktır.

Gördüğünüz gibi, insanlığın geleceğini iyileştirebilecek teknolojilerin karmaşık olması gerekmiyor. Bazıları oldukça basit ama çok etkili.

3. uzay mancınık

Video snippet'i: SpinLaunch

Elon Musk, eski güzel roket motorlarından en iyi performansı çıkarmaya çalışırken, SpinLaunch'taki insanlar karar verilmiş daha orijinal bir şekilde gidin ve bir uzay mancınık kullanarak kargoyu yörüngeye fırlatın. Ve zaten test edilmiş çalışan bir prototipleri var.

SpinLaunch, geleneksel kimyasal yakıtları yakmak yerine kinetik enerji kullanarak nesneleri uzaya fırlatır. Yani, basitçe alır dönüşler ve uyduyu güzel bir kuruş gibi beyaz ışığa fırlatır. O zaman yörüngeyi stabilize etmek için hala kimyasal motorlar kullanmak zorunda. Ancak devasa bir roket yapmak zorunda kalmadan uzaya gidebilmek yine de etkileyici.

SpinLaunch, sistemlerinin fırlatma için yakıt ve altyapı maliyetlerini 10 kat azalttığını iddia ediyor. Her bahçede boş alan veriyorsunuz.

Doğru, bir uydu fırlatmak için dağılması gerekir. santrifüj 8.000 km / s hıza kadar ve 10.000 G aşırı yük yaşıyor. Doğal olarak, böyle bir şey, bir kişiyi yalnızca sıvı halde yörüngeye fırlatır - kelimenin tam anlamıyla yolcuları ilk uzaya sıçratır. Ancak cansız yüklerle bir patlama ile başa çıkacaktır.

4. Terli süper kapasitör

Sürekli telefonunuzu, akıllı saatinizi, kulaklığınızı ve diğer cihazlarınızı şarj etmekten sıkılmadınız mı? Glasgow Üniversitesi'ndeki James Watt Mühendislik Okulu'ndan uzmanlar, bu sorunla kesin olarak ilgilenmeye karar verdiler. Geleneksel pillerden gelen elektrolitin değiştirildiği yeni bir tür esnek süper kapasitör geliştirdiler. Daha sonra.

Polyester selüloz kumaş insan vücut sıvısını emdiğinde, terin pozitif ve negatif iyonları etkileşime girmek polimerin yüzeyi ile onu kaplar ve enerji üreten bir elektrokimyasal reaksiyona neden olur. Akıllı bir tekstil süper kapasitör, 20 mikrolitre sıvı emerek tamamen şarj edilebilir. Ve 4.000 şarj ve deşarj döngüsüne oldukça dayanıklı.

Fitness bileziğini şarj etmek için artık çıkarmanıza gerek olmadığını hayal edin - takın ve takın.

Ve eğer böyle bir polimer bir sweatshirt'e dokunursa, o zaman mümkün olacaktır. hafif koşu akıllı telefonunuzu da güçlendirin. Ancak bu tür pillerin daha önemli bir uygulaması vardır - kalp pillerinde, sensörlerde kullanılabilirler. sürekli gerektiren yaşamsal işaret izleme ve diğer giyilebilir tıbbi cihazlar beslenme.

Bir pilin çalışan gövdesi olarak insan teri de çevre dostu olduğu için umut vericidir. Aynı zehirli lityumun aksine, onu istediğiniz kadar üzerinize dökebilirsiniz.

5. "Yaşayan" beton

Prensip olarak, kendi kendini iyileştiren beton yeni bir teknoloji değildir. olabilecek malzemeler var. tamirat mikroskobik çatlaklar, genişlemelerini önler ve nemin nüfuz etmesini ve agresif ortamların etkisini önler. Genellikle, su ile temas ettiğinde sertleşen kendi kendini iyileştiren betonun bileşimine tamir maddeleri veya lifler içeren mikrokapsüller eklenir.

Ancak Boulder'daki Colorado Üniversitesi'nden bilim adamları daha da ileri gitmeye karar verdiler ve yaratıldı kelimenin tam anlamıyla "yaşayan yapı malzemeleri" (canlı yapı malzemeleri, LBM). Fotosentetik siyanobakteriler Synechococcus ile desteklenmiş hidrojel ve kumdan yapılmıştır. Bu malzemenin yapısında çatlaklar ortaya çıktığında, siyanobakteriler biyomineralizasyon sürecini başlatarak, hasarı tam anlamıyla iyileştirir.

Bilim adamları, "betonlarının bakteri"sadece kendi kendine çatlakları "iyileştiremeyen", aynı zamanda havadaki tehlikeli toksinleri emen ve hatta komutla parıldayan yapılar yaratmanıza izin verecektir. "Yaşayan" bir eve yerleşme olasılığını nasıl buluyorsunuz?

6. karbon giderici

Şu anda, CO'yu azaltmanın hayati görevi₂ gezegenin atmosferinde yeşil dostlarımız olan ağaçlar, milyarlarca yılda kanıtlanmış fotosentez teknolojisinin yardımıyla performans gösterirler. Yeni gelişmeler, daha fazla karbondioksit emerek ve daha küçük bir alanı işgal ederek zorlu görevlerini kolaylaştırabilir.

İsviçre şirketi Climeworks başlattı İzlanda'da bulunan Orca, DAC (Doğrudan Hava Yakalama) adlı bir teknolojiyi kullanan dünyanın en büyük karbon yakalama ve depolama tesisidir. Prensip son derece basittir: bitki etrafındaki havayı emer ve sonra onu filtreler. Tıpkı ev gibi klima, sadece çok büyük.

Orca'nın inşaatı Mayıs 2020'de başladı ve basit modüler tasarımı sayesinde 15 aydan kısa sürede tamamlandı. Aynı zamanda yılda 4.000 ton CO'yu atmosferden uzaklaştırabilmektedir.₂.

Bitki tarafından tutulan karbondioksit su ile karıştırılır ve toprağın derinliklerine gönderilir. Birkaç yıl içinde bu CO₂ doğal bazalt ile reaksiyona girerek katı karbonat minerallerine dönüşür. Ek olarak, toplanan karbondioksit işlenebilir ve sentetik yakıt oluşturmak için kullanılabilir.

7. Kemik ve organların 3 boyutlu baskısı

3D baskı, insanlığa ucuz evlerden evlere kadar her şeyi sağlayabilen son derece umut verici bir endüstridir. uzay motorları. Ancak bu teknolojinin en merak uyandıran uygulamalarından biri de 3 boyutlu yazıcılarda kemik ve iç organların oluşturulmasıdır.

Ossiform Şirketi yaratır biyoseramik ve trikalsiyum fosfattan yapılan çeşitli kemiklerin bireysel protezleri - özellikleri insan vücudundaki kemik dokusuna benzer malzemeler. Doktorlar, değiştirilmekte olan kemik hakkında bilgi almak için bir MRI gerçekleştirir ve bu bilgi daha sonra Ossiform'a iletilir. Bu bilgilere dayanarak şirket, her bir hasta için özel olarak tasarlanmış ve gerçek kemiklerin anatomik şeklini ve yapısını doğru bir şekilde taklit eden bir 3D implant modeli oluşturur. Cerrah tasarımı kontrol eder ve implant 3D yazdırıldıktan sonra ameliyat sırasında kullanılabilir.

Ossiform ürünleri, insan vücuduna implantasyonun yanı sıra eğitim cerrahları için de uygundur.

3D yazıcıların tıpta umut vadeden bir başka kullanım alanı da insan organlarını basmak. Teknoloji, genellikle hastanın kendisinden olmak üzere bir donörden alınan biyopolimerler ve hücreler gibi biyolojik olarak uyumlu materyallerin kullanımına dayanmaktadır.

özel yazıcı katmanlar Bu malzemeler, katı bir düzen izleyerek, organın üç boyutlu yapısını oluşturur. Daha sonra malzemeye gömülü hücreler büyür ve polimeri emerek, bir çerçeve üzerinde olduğu gibi, dokular, organlar ve bazen vücudun tüm kısımlarını oluşturur.

Mesela bir gün bu şekilde basılı burun. Hastanın koluna yapıştırdılar, birkaç ay orada kök saldı ve sonra yüze nakledildi.

Ve insan retinası bile kök hücreler kullanılarak 3 boyutlu olarak basılabilir. Bu teknoloji gelişmiş 2022'de ABD Ulusal Göz Enstitüsü'nden bilim adamları.

8. Çevre dostu mantar cenazesi

Gezegenin aşırı nüfusu ciddi bir sorundur, sadece milyarlarca insanın besleyecek bir şeye ihtiyacı olduğu için değil, aynı zamanda hepsinin hala bir yere gömülmesi gerektiği için. Mezarlık olarak kullanılan araziler yakında başka bir kullanıma uygun olmayacak çünkü kadavra çürümesinin ürünleri üzerlerinde faydalı bitkiler yetiştirmeye izin vermiyor.

Cesetleri yakmak için çok fazla enerji harcandığından ölü yakma da bir seçenek değildir. Ayrıca, atmosfer atılmış diş dolgularının buharlaşması sırasında çok fazla karbondioksit ve hatta zararlı cıva.

Ancak Amerika Birleşik Devletleri ve İngiltere'de halihazırda kullanılmakta olan "yeşil" cenazelerin orijinal teknolojisi, doğaya herhangi bir zarar vermeden cesetlerin atılmasını mümkün kılmaktadır. Merhum yerleştirildi özel olarak seçilmiş mantar ve mikroorganizmaların etkisi altında kontrollü ayrışmanın gerçekleştiği özel bir kap içine alınır. Agaricus cinsinin küfleri ve mantarları, kalıntılar da dahil olmak üzere organik maddelerle beslenir. Proteinleri, karbonhidratları ve yağları parçalayarak humus ve besinlere dönüştürürler.

Bu işlem sonucunda mantar kompostu oluşur ve bu gübreler için kullanılabilir. gübre. Kompostlama sadece çürüyen ürünlerin çevre üzerindeki zararlı etkilerini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda toprak verimliliğinin hızla geri kazanılmasına da katkıda bulunur.