Robotų vorai, prakaituotos baterijos ir gyvas betonas: 8 jau egzistuojančios ateities technologijos
įvairenybės / / July 25, 2023
1. Nekroarachnobotai
Vaizdo įrašo fragmentas: Ryžių universitetas
Kartais naujosios technologijos gali būti itin intriguojančios ir kartu tokios šiurpios, tarsi viskas vyktų siaubo filme.
Rice universiteto inžinieriai išmoko negyvus vorus paverskite graibstytais robotais. Projekto vadovas Danielis Prestonas iš George'o Browno inžinerijos mokyklos išsiaiškino, kad net ir po mirties vorai išlaiko kūno struktūrą, kuri idealiai tinka įvairiems objektams fiksuoti.
Vorai savo galūnėms judinti naudoja hidraulinę įrangą. Jų cefalotoraksas (prosoma) turi specialią kamerą, kuri susitraukia arba išsiplečia, todėl kraujas perpilamas (hemolimfa). Sumažėjus slėgiui, kojos sulenktos, padidinus – nesulenktos.
Mokslininkams pavyko priversti negyvą vilko vorą pajudinti savo galūnes, įsmeigus adatą į jo prosomą. „Necrorobot“ sėkmingai sugriebė ir perkėlė daiktus, įskaitant spausdintines plokštes ir jų artimuosius.
Negyvas voras pakėlė apie 130% savo svorio, o kartais ir daug daugiau.
Tuo pačiu metu jis sėkmingai sulenkė ir ištiesė galūnes tūkstantį kartų iš eilės, kol jos nesulūžo. Tyrinėtojai
įpareigoti tai sąnarių dehidratacija. Ir jie tiki, kad ribotumą įmanoma įveikti, jei kojos yra padengtos patvariais polimerais.Galite paklausti: kam mokyti negyvus vorus griebti daiktus? Na, o „nekrobotų“ perspektyvos puikios. Jie gali atlikti nedidelius darbus, pavyzdžiui, surinkti elektroniką, naikinti kenkėjus ar net būti naudingi medicinoje. Atsižvelgiant į tai, kad patys vorai yra biologiškai skaidūs, „nekrobotika“ taip pat yra draugiška aplinkai.
Galbūt ateityje tai virs robotais, didesniais už tuos lavonais vorai. Žinoma, visa tai primena Mary Shelley „Frankenšteino“ siužetą, tačiau nesijaudinkite. Tiesą sakant, mirusiems tai nerūpės.
2. smėlio baterijos
Atsinaujinanti energija dažnai kritikuojama dėl to, kad jos pagamintos elektros energijos negalima kaupti. Anglies ar benzino saugojimas nėra sudėtingas, skirtingai nei vėjo malūnų ir saulės baterijų generuojamos energijos. Žinoma, baterijų yra, tačiau litis jiems yra brangus išteklius, be to, toksiškas.
Suomių inžinierių iš Polar Night Energy plėtra gali išspręsti problemą. rasta būdas kaupti energiją tiesiogine prasme smėlyje. Jie paėmė 4 × 7 m plieninį konteinerį ir pripylė į jį 100 tonų smėlio, tada panaudojo vėjo ir saulės energiją, kad pašildytų.
Rezultatas yra šiluminė arba, kaip dar vadinama, termoelektrinė baterija.
Jo veikimo principas pagrįstas apie termoelektrinį efektą, kuris atsiranda, kai temperatūros skirtumas skirtinguose akumuliatoriaus darbinio skysčio sluoksniuose. Smėlis arba kitas panašus aušinimo skystis įkaitinamas iki aukštos temperatūros, tada šiluma perduodama per termoelektriniai moduliai, kuriuose yra puslaidininkinių medžiagų, kurios generuoja elektrą srovė.
Tokios baterijos yra labai efektyvus būdas kaupti elektros perteklių, o jų gamyba yra itin pigi. Tai leis visapusiškiau panaudoti atsinaujinančius energijos šaltinius ir išspręsti netolygios jų gamybos problemą.
Kaip matote, technologijos, galinčios pagerinti žmonijos ateitį, nebūtinai turi būti sudėtingos. Kai kurie iš jų yra gana paprasti, bet labai veiksmingi.
3. kosminė katapulta
Vaizdo įrašo fragmentas: SpinLaunch
Kol Elonas Muskas bando išspausti geriausią našumą iš senų gerų raketų variklių, „SpinLaunch“ žmonės nusprendė eiti originalesniu būdu ir kosmine katapulta išmesti krovinį į orbitą. Ir jie jau turi veikiantį prototipą, kuris buvo išbandytas.
Užuot deginęs tradicinį cheminį kurą, „SpinLaunch“ paleidžia objektus į kosmosą naudodamas kinetinę energiją. Tai yra, tiesiog reikia sukasi ir išmeta palydovą į baltą šviesą kaip gražų centą. Tada jis vis tiek turi naudoti cheminius variklius, kad stabilizuotų orbitą. Tačiau galimybė patekti į kosmosą nepastačius didžiulės raketos vis tiek įspūdinga.
„SpinLaunch“ teigia, kad jų sistema 10 kartų sumažina degalų ir infrastruktūros išlaidas. Kiekviename kieme suteikiate laisvos vietos.
Tiesa, norint paleisti palydovą, jis turi būti išsklaidytas centrifuga iki 8 000 km/h greičio ir patiria 10 000 G perkrovas. Natūralu, kad toks daiktas katapultuoja žmogų į orbitą tik skystoje būsenoje – tiesiogine prasme aptaškys keleivius ant pirmo kosminio. Bet su negyvomis apkrovomis jis susidoros su kaupu.
4. Prakaituotas superkondensatorius
Ar nepavargote nuolat krauti telefoną, išmanųjį laikrodį, ausines ir kitas programėles? Glazgo universiteto James Watt inžinerijos mokyklos specialistai nusprendė kartą ir visiems laikams išspręsti šią problemą. Jie sukūrė naujo tipo lankstų superkondensatorių, kuriame pakeičiamas įprastų baterijų elektrolitas Tada.
Kai poliesterio celiuliozės audinys sugeria žmogaus kūno skysčius, teigiamus ir neigiamus prakaito jonus bendrauti su jį dengiančiu polimero paviršiumi ir sukelti elektrocheminę reakciją, kuri generuoja energiją. Išmanųjį tekstilės superkondensatorių galima visiškai įkrauti sugeriant vos 20 mikrolitrų skysčio. Ir jis gali atlaikyti 4000 įkrovimo ir iškrovimo ciklų.
Įsivaizduokite, kad jums nebereikia nusiimti kūno rengybos apyrankės, kad ją įkrautumėte – užsidėkite ir dėvėkite.
Ir jei toks polimeras bus įaustas į megztinį, tada tai bus įmanoma bėgiojimas taip pat maitinkite savo išmanųjį telefoną. Bet tokios baterijos turi svarbesnį pritaikymą – jas galima naudoti širdies stimuliatoriuose, jutikliuose gyvybinių funkcijų stebėjimas ir kiti nešiojami medicinos prietaisai, kuriems reikia nuolatinio mityba.
Žmogaus prakaitas kaip darbinis akumuliatoriaus korpusas taip pat yra perspektyvus, nes yra nekenksmingas aplinkai. Skirtingai nuo to paties toksiško ličio, galite jo išsipilti ant savęs tiek, kiek norite.
5. „Gyvas“ betonas
Iš esmės savaime gydantis betonas nėra nauja technologija. Yra medžiagų, kurios gali remontas mikroskopinius įtrūkimus, neleidžiančius jiems plėstis ir neleidžiant prasiskverbti drėgmei bei agresyvios aplinkos poveikiui. Paprastai į savaime gyjančio betono kompoziciją pridedamos mikrokapsulės su remonto medžiagomis arba pluoštais, kurios sukietėja susilietus su vandeniu.
Tačiau mokslininkai iš Kolorado universiteto Boulderyje nusprendė eiti toliau ir sukurtas pažodžiui „gyvos statybinės medžiagos“ (gyvos statybinės medžiagos, LBM). Jis pagamintas iš hidrogelio ir smėlio, kurie papildyti fotosintetinėmis melsvadumblėmis Synechococcus. Kai šios medžiagos struktūroje atsiranda įtrūkimų, cianobakterijos pradeda biomineralizacijos procesą, tiesiogine prasme išgydydami žalą.
Mokslininkai mano, kad jų „betonas su bakterijos“ leis sukurti struktūras, kurios gali ne tik pačios „užgydyti“ įtrūkimus, bet ir sugerti pavojingus toksinus iš oro ir net liepsnos švyti. Kaip jums patinka galimybė įsikurti „gyvame“ name?
6. anglies šalinimo priemonė
Šiuo metu gyvybiškai svarbi užduotis – sumažinti CO2 planetos atmosferoje mūsų žalieji draugai – medžiai – veikia pasitelkę milijardus metų patikrintą fotosintezės technologiją. Nauji pokyčiai gali palengvinti jų sudėtingą misiją, nes sugeria daugiau anglies dioksido ir užima mažesnį plotą.
Šveicarijos kompanija Climeworks paleistas Islandijoje „Orca“ yra didžiausia pasaulyje anglies dioksido surinkimo ir saugojimo gamykla, kurioje naudojama technologija, vadinama DAC (tiesioginis oro surinkimas). Principas itin paprastas: augalas įsiurbia aplink esantį orą, o paskui jį filtruoja. Visai kaip namuose oro kondicionierius, tiesiog didžiulis.
„Orca“ statyba prasidėjo 2020 m. gegužę ir dėl paprastos modulinės konstrukcijos buvo baigta greičiau nei per 15 mėnesių. Tuo pačiu metu jis gali kasmet iš atmosferos pašalinti 4000 tonų CO.2.
Augalo sugautas anglies dioksidas sumaišomas su vandeniu ir siunčiamas giliai į žemę. Per keletą metų šis CO2 reaguoja su natūraliu bazaltu ir virsta kietais karbonatiniais mineralais. Be to, surinktas anglies dioksidas gali būti perdirbamas ir naudojamas sintetiniam kurui gaminti.
7. Kaulų ir organų 3D spausdinimas
3D spausdinimas yra labai perspektyvi pramonė, galinti suteikti žmonijai bet ką – nuo pigių namų iki kosminiai varikliai. Tačiau vienas iš labiausiai intriguojančių šios technologijos pritaikymų yra kaulų ir vidaus organų kūrimas 3D spausdintuvais.
Kompanija „Ossiform“. sukuria individualūs įvairių kaulų protezai iš biokeramikos ir trikalcio fosfato – medžiagų, kurių savybės panašios į žmogaus organizmo kaulinio audinio. Gydytojai atlieka MRT, kad gautų informaciją apie keičiamą kaulą, kuris vėliau perduodamas Ossiform. Remdamasi šia informacija, įmonė sukuria 3D implanto modelį, kuris yra specialiai sukurtas kiekvienam pacientui individualiai ir tiksliai imituoja tikrų kaulų anatominę formą ir struktūrą. Chirurgas patikrina dizainą, o kai implantas yra atspausdintas 3D, jis gali būti naudojamas operacijos metu.
Be implantacijos žmogaus organizme, Ossiform gaminiai tinka ir chirurgų mokymui.
Kitas perspektyvus 3D spausdintuvų panaudojimas medicinoje yra žmogaus organų spausdinimas. Ši technologija pagrįsta biologiškai suderinamų medžiagų, tokių kaip biopolimerai ir ląstelės, paimtos iš donoro, dažnai iš paties paciento, naudojimu.
Specialus spausdintuvas sluoksnių šios medžiagos, laikantis griežtos tvarkos, sukurti trimatę organo struktūrą. Tada ląstelės, įterptos į medžiagą, auga ir absorbuoja polimerą, sudarydamos ant jo, kaip ant rėmo, audinius, organus ir kartais ištisas kūno dalis.
Pavyzdžiui, tokiu būdu vieną dieną atspausdinta nosies. Prisegė prie paciento dilbio, ten porą mėnesių įsišaknijo, o paskui persodino į veidą.
Ir net žmogaus tinklainė gali būti spausdinama 3D naudojant kamienines ląsteles. Ši technologija išvystyta JAV Nacionalinio akių instituto mokslininkai 2022 m.
8. Ekologiškos grybų laidotuvės
Per didelis planetos gyventojų skaičius yra rimta problema ne tik todėl, kad milijardams žmonių reikia kuo pamaitinti, bet ir todėl, kad juos visus vis tiek reikia kažkur palaidoti. Kapinėms naudojamos žemės greitai nebus tinkamos jokiai kitai paskirčiai, nes lavoninio irimo produktai neleidžia jose auginti naudingų augalų.
Kremavimas taip pat nėra išeitis, nes daug energijos išleidžiama deginant kūnus. Be to, atmosfera išmestas daug anglies dvideginio, o net žalingo gyvsidabrio – garuojant dantų plomboms.
Tačiau originali „žaliųjų“ laidotuvių technologija, kuri jau taikoma JAV ir Didžiojoje Britanijoje, leidžia išmesti kūnus nepažeidžiant gamtos. miręs patalpintas į specialų konteinerį, kuriame vyksta kontroliuojamas skilimas, veikiant specialiai atrinktiems grybams ir mikroorganizmams. Agaricus genties pelėsiai ir grybai minta organinėmis medžiagomis, įskaitant liekanas. Jie skaido baltymus, angliavandenius ir riebalus, paversdami juos humusu ir maistinėmis medžiagomis.
Šio proceso metu susidaro grybų kompostas, kurį galima panaudoti trąšų. Kompostavimas ne tik sumažina žalingą puvimo produktų poveikį aplinkai, bet ir prisideda prie greito dirvožemio derlingumo atkūrimo.
Taip pat skaitykite🧐
- 5 senoviniai išradimai, pralenkę savo laiką
- 10 fantastiškų filmų išradimų, kurie tapo realybe
- 8 paprasti išradimai, neatpažįstamai pakeitę pasaulį