Перспективные технологии 21 века: 59. Перспективные технологии XXI века. – Перспективные технологии: описание, развитие, направления

Содержание

59. Перспективные технологии XXI века.

Список
новых перспективных технологий содержит
некоторые из самых выдающихся текущих
событий, достижений и инноваций в
различных областях современной
технологии. Новые технологии — технические
нововведения, которые представляют
прогрессивные изменения в рамках области
конкурентного преимущества. Существуют
разные мнения по вопросу о целесообразности,
значимости, статусу и экономической
жизнеспособности различных новых
технологий. По многим новым технологиям
и их последствиям для общества идут
постоянные общественно-политические
дискуссии.

Перспективных
технологий XXI века огромное множество,
далее рассмотрим по три примера из
различных сфер деятельности.

Сельское
хозяйство

1)Сельскохозяйственный
робот или агробот — робот, используемый
в сельскохозяйственных целях.

Основная
область применения роботов в сельском
хозяйстве — период уборки урожая.
Роботы, собирающие фрукты, автономно
ездящий трактор/распылитель, и роботы,
стригущие овец, предназначены для замены
человеческого труда. Индустрия сельского
хозяйства отстаёт в использовании
роботов от других отраслей, так как виды
работ, сопряжённые с сельским хозяйством,
не «прямолинейны», и многие повторяющиеся
задачи каждый раз не совсем те же самые.
В большинстве случаев множество факторов
(например размер и цвет собираемых
плодов) должны быть рассмотрены до
начала выполнения задачи. Роботы могут
быть использованы для других
растениеводческих задач, таких как
обрезка, прополка/пахота, орошение и
мониторинг.


2)
Генетически модифицированная пища —
это продукты питания, полученные из
генетически модифицированных организмов
(ГМО) — растений, животных или
микроорганизмов. Продукты, которые
получены при помощи генетически
модифицированных организмов или в
состав которых входит хоть один компонент,
полученный из продуктов содержащих ГМО
так же могут считаться генетически
модифицированными, в зависимости от
законодательства страны. Генетически
модифицированные организмы получают
некоторые новые свойства благодаря
переносу в геном отдельных генов
теоретически из любого организма (в
случае трансгенеза) или из генома
родственных видов (цисгенез).

3)
Мясо из пробирки, также известное как
культивируемое мясо или искусственное
мясо — это мясо, которое никогда не было
частью живущего, полноценного животного.
В нескольких современных исследовательских
проектах пытаются выращивать мясо в
пробирке экспериментально, хотя пока
что до производства культивируемого
мяса для общественного потребления
дело не дошло.[1] На первом этапе скорее
всего будет производиться мясной фарш,
а долгосрочной целью является выращивание
полноценной культивированной мышечной
ткани. Потенциально мышечную ткань
любого животного можно выращивать в
пробирке.

Биотехнология
и здравоохранение

1)Генетическая
инжене́рия (генная инженерия) —
совокупность приёмов, методов и технологий
получения рекомбинантных РНК и ДНК,
выделения генов из организма (клеток),
осуществления манипуляций с генами и
введения их в другие организмы.


Генетическая
инженерия не является наукой в широком
смысле, но является инструментом
биотехнологии, используя методы таких
биологических наук, как молекулярная
и клеточная биология, цитология, генетика,
микробиология, вирусология.

2)
Выращивание органов — перспективная
биоинженерная технология, целью которой
является создание различных полноценных
жизнеспособных биологических органов
для человека. Пока технология не
применяется на людях, однако идут
активные разработки и эксперименты в
этой области. По словам директора
Федерального научного центра
трансплантологии и искусственных
органов имени Шумакова профессора
Сергея Готье выращивание органов станет
доступным через 10—15 лет.

3)
Импланта́ты (нем. Implantat) — класс изделий
медицинского назначения, используемых
для вживления в организм либо в роли
протезов (заменителей отсутствующих
органов человека), либо в качестве
идентификатора (например, чип с информацией
о домашнем животном, вживляемый под
кожу). Имплантаты стоматологические —
вид имплантатов для вживления в кости
верхней и нижней челюсти, которые
используются в качестве основы для
прикрепления съемных и несъёмных
стоматологических протезов. Существует
также имплантация капсул с фармакологическим
содержимым, например противозачаточных
капсул Norplant (англ.), содержащих гормональные
контрацептивы.

Энергетика

1)
Биото́пливо — топливо из растительного
или животного сырья, из продуктов
жизнедеятельности организмов или
органических промышленных отходов.

Различается
жидкое биотопливо (для двигателей
внутреннего сгорания, например, этанол,
метанол, биодизель), твёрдое биотопливо
(дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа,
солома, лузга) и газообразное (синтез-газ,
биогаз, водород)

2)
Иони́стор (ультраконденсатор, двухслойный
электрохимический конденсатор, англ.
EDLC, Electric double-layer capacitor) — электрохимическое
устройство, конденсатор с органическим
или неорганическим электролитом,
«обкладками» в котором служит двойной
электрический слой на границе раздела
электрода и электролита. Функционально
представляет собой гибрид конденсатора
и химического источника тока.


3)
На́ноанте́нна (нанте́нна) — устройство
преобразования солнечной энергии в
электрический ток, построенное по
принципу выпрямляющей антенны, но
работающее не в радиодиапазоне, а в
оптическом диапазоне длин волн
электромагнитного излучения. Идея
использования антенн для сбора солнечной
энергии была впервые предложена Робертом
Бейли в 1972 году.

Информационные
технологии

1)
Иску́сственный интелле́кт (ИИ, англ.
Artificial intelligence, AI) — наука и технология
создания интеллектуальных машин,
особенно интеллектуальных компьютерных
программ. ИИ связан со сходной задачей
использования компьютеров для понимания
человеческого интеллекта, но не
обязательно ограничивается биологически
правдоподобными методами.

2)
Маши́нный перево́д — процесс перевода
текстов (письменных, а в идеале и устных)
с одного естественного языка на другой
с помощью специальной компьютерной
программы. Так же называется направление
научных исследований, связанных с
построением подобных систем.

3)
Объёмная опти́ческая па́мять — это
разновидность компьютерной памяти, в
которой информация может быть записана
и считана в трёхмерном пространстве (а
не в привычной двумерной плоскости как,
например, в компакт-дисках).

Такой
способ хранения информации потенциально
способен позволить записывать на диски,
сопоставимые по размерам с компакт
дисками, порядка терабайта данных.
Чтение и запись файлов достигается
фокусировкой лазера в объёме. Однако,
поскольку структура данных имеет
объёмный характер, луч лазера должен
проходить сквозь другие точки данных
для достижения области, где необходимо
произвести чтение или запись. Таким
образом, требуется своего рода
нелинейность, чтобы эти данные не мешали
достичь желаемой точки. [3]



Перспективные технологии: описание, развитие, направления

Перспективные технологии появлялись и появляются на протяжении всего существования человечества. Это толкает прогресс и экономику вперед. Технологии способны улучшить некоторые стороны жизни, добавить комфорта и удовольствий, но и совершить настоящую революцию, изменив жизнь всего человечества. Пройдя огромный путь от скребков и палок-копалок до сверхточных манипуляторов и 3D мониторов, человечество не собирается останавливаться. И это правильно. Рассмотрим лишь некоторые сверхсовременные разработки, которые предлагают нам передовые компании и ученые.

Печать из металла на 3D-принтере

печать металла на 3д принтере

В 2018 году, наконец-то, стало возможным дальнейшее развитие перспективных технологий печати изделий из металла на более быстрых принтерах. Кроме того, стоимость готовых объектов тоже снизилась. Для печати металлических изделий изобретено несколько девайсов. Это принтеры различных американских компаний, таких как Национальная лаборатория Лоренса Ливермора, Markforged, Desktop Metal и General Electric.

Для чего эти современные перспективные технологии нужны? А для того, чтобы быстро и легко создавать новые запчасти для тех же автомобилей и даже самолетов. Использовать для 3D-печати можно различные сплавы металлов. Эта технология позволит расширить ассортимент компаниям, производящим запчасти в больших масштабах.

Принтеры от компании Markforged уже можно приобрести. Такое устройство стоит по меркам данной отрасли перспективных технологий недорого – всего 100 тыс. долларов.

Электроника, адаптированная к телу

электронная татуировка

Это может быть и одежда, в которую встроены датчики, позволяющие следить за осанкой или другими показателями. Это специальная тактильная обувь, которая «разбирается» в местности и может давать подсказки своему владельцу. Еще это наушники, измеряющие пульс. А также татуировки, временно наклеиваемые на тело, и считывающие необходимые медикам жизненные показатели пациента, позволяющие точнее ставить диагноз и назначать курс лечения.

Девайсы данного перспективного направления технологий уже выпускаются или вот-вот войдут в массовое производство. Для чего они нужны? Для помощи людям с ограниченными возможностями. Например, тактильные ботинки сильно облегчают жизнь слепым и слабовидящим. Для помощи врачам и пациентам. Очки «Гугл гласс», например, уже используются медиками и помогают им получать данные во время операций. Это направление в технологиях одно из самых важных и полезных. И в скором будущем электроника, адаптированная к телу, будет использоваться чуть ли не всеми людьми на планете.

3D-дисплеи со стереоскопическим изображением

стереоскопические мониторы

Ведущие мировые бренды в области электроники участвуют в развитии перспективных направлений технологий, позволяющих человеку видеть стереоскопическое изображение при помощи ЖК-мониторов. Такие разработки есть и в США, и в Японии, и в Корее, и в Европе. Некоторые из них позволяют видеть объемное изображение на экране при помощи специальных 3D-очков, а некоторые – без дополнительных приборов, просто невооруженным глазом.

Пока эти перспективные технологии ограничиваются дороговизной программного обеспечения. Да и ассортимент на данный момент довольно скуден. Несмотря на это, первые модели мониторов, на которых можно смотреть 3D без очков, серийно выпускаются брендами: NEC, Philips и Sharp.

Но предполагается, что все трудности в скором времени устранят, поскольку очень много компаний занимается разработками в этой сфере перспективных направлений современных технологий. Так что в ближайшем будущем у нас появится возможность наслаждаться стереоскопическим изображением без использования дополнительных гаджетов, не выходя из дома.

Такого рода мониторы выпускают или собираются выпускать не только производители телевизоров, но и компании, которые разрабатывают и собирают персональные компьютеры. Поэтому в перспективе, имея такой ноутбук, можно будет наслаждаться стереоскопическими изображениями и видео в любой точке мира, беря девайс с собой.

Наушники «Вавилонская рыба»

наушники вавилонская рыба

Название эти наушники получили благодаря фантастическому литературному произведению «Автостопом по Галактике». Именно в этой книге можно было вставить в ухо вавилонскую рыбку и получить перевод речи человека, говорящего с вами на другом языке.

В реальном мире такой девайс появился совсем недавно. Это наушник, подключающийся к смартфону и позволяющий слушать почти синхронный перевод того, о чем говорит собеседник, чьего языка вы не понимаете.

Разработчиком этой, несомненно, перспективной технологии является Google. И хотя устройство еще не вполне совершенно (наушник в ухо вставляется плохо), это уже настоящий прорыв. А доработка устройства – сущие мелочи. Зато какие возможности для общения теперь открываются людям! Стоимость этого чуда техники – 159 долларов, а называются они Pixel Buds.

РНК-терапия

модель рнк терапии

Еще одна разработка в сфере медицины и биологии поможет пациентам редкими генетическими заболеваниями и болезнями, связанными с нарушением обмена веществ, вести вполне нормальный образ жизни.

Эта перспективная технология – таблетки или капсулы, которые при попадании в организм помогут регулировать то или иное вещество в их крови. Основано это на том, что такие девайсы помогают собирать белки. Вот как важно изучение сути РНК.

Телеприсутствие

роботы телеприсутствия

Эта технология уже, в принципе, внедрена в работу некоторых профессий, например: роботы-саперы, беспилотные самолеты или медицинские аппараты для операций. Еще сюда можно отнести приборы, которые погружают в опасные скважины или отправляют в ту или иную агрессивную среду. Разработка хороша тем, что поможет сберечь жизни и здоровье многих людей.

Принцип работы телеприсутствия заключается в том, чтобы управлять роботом либо манипулятором, имея возможность наблюдать за всеми действиями визуально. То есть не находиться в том или ином месте физически. Одна из самых добрых и мирных разработок ученых.

Искусственные эмбрионы

искусственный эмбрион мыши

Данная разработка ученых вызывает массу споров на этической почве. Но смысл ее в том, чтобы вырастить из стволовых клеток эмбрион до определенного момента. Такая разработка может говорить о том, что когда-то станет возможно размножение без участия родителей. Буквально не нужны будут ни сперматозоиды, ни яйцеклетки. Просто несколько стволовых клеток, позаимствованных у другого эмбриона.

К счастью, человеческий эмбрион еще никто не взялся выводить. Пока ученые остановились на крысах. Но получается у них все весьма успешно. Да и неизвестно, станут ли выводить эмбрион человеческого существа. Ведь как понять, когда он начнет чувствовать боль, какая будет выживаемость у таких экспериментальных образцов? Пока выносить детеныша способна только самка.

Разработкой руководит женщина по имени Магдалена Церника-Гетц. Проект этот американский.

Изображение без экрана

бионическая контактная линза

Такие разработки ведутся довольно давно. Тут используется 2 принципа. Первый – это использование бионических контактных линз. В этом случае изображение буквально транслируется к нам на сетчатку. Второй принцип – это проектор, который создает голограмму с большим и четким разрешением.

Вероятно, такие разработки помогут человечеству через какое-то время использовать вместо экранов другие поверхности, которые будут менее громоздкими, более дешевыми и экологичными.

Природный газ с нулевым выбросом

нулевой выброс

Природный газ является одним из самых экологически чистых и перспективных видов топлива в наше время. Но все-таки он загрязняет окружающую среду, выбрасывая довольно много углерода в атмосферу во время сгорания. И именно потому, что целых 22 % электричества во всем мире получают, используя природный газ, а в перспективе эти цифры только увеличатся, ученые, работающие на экспериментальной электростанции, базирующейся неподалеку от Хьюстона, задались целью приблизить количество выбросов при сжигании газа к нулю.

Идея разработок состоит в том, чтобы уловить углерод буквально сразу после сгорания. Таким образом, если работа ученых принесет плоды, нас ждет более чистый мир.

Новые изобретения и технологии 21 века

Человек – один из самых умных и интеллектуально развитых живых организмов на Земле. Неудивительно, что лишь почти за два десятилетия 21 века было придумано много новых изобретений и технологий в культуре, науке, экономике, медицине и других сферах жизнедеятельности. К тому же человечество не останавливается на достигнутом. Постоянно появляются все новые и новые важные технические решения, дающие положительный эффект и обещающие в ближайшем будущем изменить мир. Какие же самые значимые новые технологии появились в 21 веке?

Виртуальная реальность

В числе последних технологических трендов дополненная и виртуальная реальность. В первом случае AR-технология подразумевает восприятие с помощью специальных устройств отдельных искусственных элементов виртуальной информации как неотъемлемой части окружающего мира. VR же создает новую сверхреалистичную виртуальную среду, с которой пользователь может взаимодействовать с помощью органов чувств. Человек полностью погружается в искусственный мир, прямо в центр событий и ощущает реальность происходящего.

VR-технология

Для того чтобы в полной мере имитировать взаимодействие с виртуальной средой используются различные устройства от смартфонов со специальным функционалом, очков и шлемов до ретинальных мониторов, формирующих изображение на сетчатке глаза, и комнат виртуальной реальности, в которых достигается максимальный эффект погружения. Реалистичность усиливается многоканальной акустической системой с локацией источника звука и имитацией тактильных ощущений с помощью датчиков движения и манипуляторов.

Хотя сейчас технологии имеют больше развлекательный характер, скорей всего, в будущем они будут широко использоваться в здравоохранении для создания тренажеров для реабилитации, очков, способных вернуть зрение, цифровых контактных линз, измеряющих уровень глюкозы в крови и т. п. Уже сегодня в медицине применяются новейшие технологии 21 века, воздействующие и передающие данные с помощью мозговых интерфейсов непосредственно в головной мозг, но пока такие методики являются дорогостоящими для повседневного применения.

Инновационные очки O2amp способны определять самые незначительные изменения в кожном покрове. С их помощью можно определить уровень насыщения кожи кислородом, концентрацию гемоглобина и частоту сердцебиений.

Инновационные очки O2amp

Медицинские технологии

Современная медицина динамично развивается, а внедренные инновации напрямую влияют на качество жизни населения, ежедневно возвращая и сохраняя здоровье десяткам тысяч людей.

Искусственное сердце

Согласно статистике, самая распространённая причина смерти в мире – это сердечно-сосудистые заболевания, поэтому специалисты уделяют большое внимание разработкам в этой области. Искусственный двигатель человеческого организма предназначен для людей, имеющих тяжелую стадию сердечной недостаточностью. В случае, когда трансплантации сердца не избежать, а без пересадки смерть неминуема, чтобы сохранить жизнь человеку используется протез AbioCor, разработанный массачусетсской компанией. Ввиду острой нехватки донорских сердец у пациентов значительно повышаются шансы дождаться своей очереди на трансплантацию.

Сердечный протез AbioCor

В сравнении с другими типами искусственных сердец, которые требуют непосредственного подключения к внешнему оборудованию, AbioCor используется автономно. Это сердце располагается в человеческом организме, имеет внутренний аккумулятор и подзаряжается прямо через кожу посредством специального магнитного устройства от внешнего источника питания. Отсутствие проводов или трубок, проходящих через кожу, исключает риск заражения инфекциями и снижает возможность осложнений.

По результатам исследований, сердечный протез способен продлить жизнь до 17 месяцев. Но для вживления пациент должен соответствовать определенным параметрам (рост, масса). В настоящее время создание второй версии AbioCor пока прекращено, но инновационный протез дал ощутимый толчок другим компаниям-разработчикам в этом сегменте здравоохранения.

3D-имплантанты

Такие новейшие технологии 21 века как 3D-принтер нашли применение не только в архитектуре и дизайне, но и в медицине. Трехмерная печать имплантатов может применяться в фармацевтике и в восстановительной хирургии, позволяя заменить зубы, кости или ампутированные части тела.

3D печать зубов

Впервые новейшее изобретение представила американская компания Organovo, разработавшая биопринтер, предназначенный для печати тканей (кожа, кровеносные сосуды и т. п.), которые могут использоваться в качестве заменителей «природных» органов. Если ранее ученые с целью восстановления и выращивания органов проводили исследования в области стволовых клеток, то сегодня биопринтер стал достаточно эффективной альтернативой.

Чернилами для такого принтера служат клетки нужного типа, а печатающая головка, управляемая компьютером, выкладывает их в необходимом порядке. В исследовательских институтах мира, в том числе и в России, постоянно проводятся довольно многообещающие эксперименты по разным вариантам технологий печати донорских органов.

3D печать органов

Для парализованных пациентов, чтобы снизить риск возникновения пролежней, было разработано специальное белье, которое через определенный промежуток времени посылает электроимпульс и сокращает мышцу.

Фантастический экзоскелет

В 21 веке многие новые технологии, разработанные за рубежом, призваны помочь людям с ограниченными возможностями. Главная задача ‒ обеспечить полноценную жизнь в любом возрасте. В результате болезней нервной и мышечной систем или в силу возраста в большинстве случаев человек не может вести активную социальную жизнь и требует помощи. В японском университете робототехнической компанией Cyberdyne было разработано два прототипа экзоскелета. Устройство, работающее автономно около 2-х часов, позволяет значительно облегчить движение.

Экзоскелет используется в клиниках Японии для реабилитации инвалидов и травмированных, а также прошел сертификацию Евросоюза. К тому же экзоскелет можно применять при работах, которые требуют повышенных физических нагрузок (спасательные операции, строительство), так как устройство позволяет оператору поднимать и переносить тяжелые предметы. 

Экзоскелет Cyberdyne

В области разработок нейрокомпьютерного интерфейса многие проекты также направлены на помощь инвалидам. Недавно ученые из американской компании Neural Signals представили миру своё новое изобретение, благодаря которому озвучивается речь, произносимая человеком в мыслях. Беспроводное устройство полностью спрятано в голове, в участке коры, которая отвечает за речь. Что интересно, сигнал из командной моторной коры идет до гортани и языка с такой же скоростью, как и у здорового человека – всего 50 сек. Конечно, это намного быстрее, чем проекты «мозг – компьютер», основанные на различных вариантах мысленного письма.

Нейрокомпьютерный интерфейс Neural Signals

Искусственный интеллект

В ближайшие годы, по прогнозам специалистов, мы будем наблюдать повсеместное успешное внедрение систем искусственного интеллекта. Так, к одной из известных систем ИИ в мире обратились врачи-онкологи Центра раковых заболеваний штата Мэн с целью использовать возможности суперкомпьютера IBM Watson для диагностики и лечения доброкачественных и злокачественных опухолей. Диагноз в каждом конкретном случае будет ставиться на анализе базы суперкомпьютера, в которую загружены более 600 тыс. медицинских заключений, 2 млн. текстов из меджурналов, а также результаты клинических онкологических исследований. При необходимости лечение будет прописываться с учетом 1,5 млн. историй болезней и успешной борьбы с аналогичным заболеванием.

Ожидается, что помощь умного программного обеспечения в диагностике и принятии медицинских решений даст возможность выявлять онкозаболевания на ранних стадиях, а врачам сконцентрироваться на более сложных случаях, тем самым снизить возможность летального исхода.

IBM Watson

 

Какое изобретение 21 века можно считать лучшим?

Наш мир – штука динамичная, и практически каждый день мы узнаём о новых интересных изобретениях, которые облегчают нашу жизнь, да и в целом способствуют прогрессу. Почти два десятилетия 21 века принесли немало значимых изобретений. О самых ярких из них мы и поговорим в этой статейке. Итак, вашему вниманию представляется ТОП-7 изобретений начала 21 века по версии TOPOR.INFO!

7 место. Большой адронный коллайдер

Большой адронный коллайдер (БАК) – изобретение, породившее множество теорий заговора. Любители конспирологии находили взаимосвязь между запуском коллайдера и природными катаклизмами; убеждали общественность, что из-за его работы Землю поглотит чёрная дыра; даже есть мнение, что БАК на самом деле используется не по назначению, а для тайных экспериментов тайного правительства. Но в наш ТОП он попал не за это.

Большой адронный коллайдер – самая крупная экспериментальная установка.

Сущность работы Большого андронного коллайдера в том, что в его кольцах разгоняются и сталкиваются тяжёлые частицы, а изучение продуктов их распада позволяют делать множество открытий в области энергий. В частности, было открыт Бозон Хиггса, подтверждено существование топ-кварка и много других интересных вещей, которые навели немалый шум в мире физиков. Так что БАК – это одно из достижений, которое помогает нам познавать устройство нашего мира.

6 место. Космический корабль SpaceShipOne

Управляемый суборбитальный космический корабль, который может перевозить до 3-х пассажиров – такая характеристика дается аппарату SpaceShipOne. Под суборбитальной понимается высота более 100 км, а это уже космос. Сегодня космический корабль не используется, т.к. свои основные задачи он выполнил – принёс победу в конкурсе своим создателям (да был такой конкурс, где нужно было такой аппарат сварганить), и доказал, что космический туризм доступен уже сегодня. Всего SpaceShipOne совершил 17 полётов.


Сейчас активно дорабатывается SpaceShipTwo, который может перевозить 6 пассажиров и 2 пилотов. Тестируется он уже с 2010 года, и в ближайшее время компания-разработчик обещает совершить первый космический пассажирский перелёт. Правда стоить такое удовольствие будет немало.

По теме: Перспективные космические технологии

5 место. Виртуальная и дополненная реальность

Oculus Rift – разработка, которая вывела виртуальную реальность на новый уровень. Эти очки виртуальной реальности по некоторым пунктам в несколько раз превосходят конкурентов. В особенности отмечается самая большая область видимости, наличие технологии отслеживания движений головы, безопасность для глаз, улучшенный эффект 3D, что в совокупности обеспечивает более глубокое погружение в виртуальную реальность. Oculus Rift должен стать наиболее доступным вариантом для любителей 3D-игр. Да и ведущие представители гейм-индустрии подготавливают новые игрушки, которые в первую очередь совместимы с Oculus Rift. В общем, можно ожидать, что эти очки виртуальной реальности скоро окончательно захватят свой сегмент рынка.

Ещё много интересного в наших соцсетях