Мікроголки, електрична авіація та поєднання віртуального і реального світів: топ 10 винаходів 2020 року
2020 рік був складний для всіх нас. Більша частина науковців та розробників мали різко змінити напрямок своїх досліджень на боротьбу зі світовою пандемією. Проте паралельно з коронавірусом планету продовжували «бити» й інші проблеми: недоступність медицини, забруднення повітря та водойм, широке використання вичерпних природних джерел тощо.
Розповідаємо про топ 10 нових технологій та винаходів, які або були розроблені, або значно розвинулись у 2020 році за версією World economic forum.
1. Мікроголки для безболісних ін’єкцій і забору тестів
Ці крихітні голки, завтовшки не більше від аркуша паперу і завширшки людської волосини, можуть зробити нам безболісні ін’єкції і зібрати аналіз крові. Мікроголки проникають у шкіру, не зачіпаючи нервові закінчення. Їх можна прикріплювати до шприців або пластирів.
За допомогою цього винахода можна зібрати аналізи крови вдома та відправити в лабораторію. А оскільки для їхнього використання не потрібно дороге обладнання або високий рівень медичної підготовки, тестування та лікування можна проводити в районах, де бракує висококваліфікованих лабораторій. Це робить лікування доступнішим.
2. Хімічні сполуки на сонячній енергії
Для виробництва багатьох поширених хімікатів потрібно викопне пальне. Однак новий підхід у виробництві має скоротити викиди в цьому секторі. Секрет у використанні сонячного світла для перетворення відпрацьованого діоксиду вуглецю на корисні хімічні речовини.
Нещодавні розробки компонентів, які активуються сонячним світлом, є кроком до створення «сонячних» нафтопереробних заводів для виробництва корисних сполук з відпрацьованого газу. Ці сполуки можна було б перетворити на все: від ліків і мийних засобів до добрив і текстилю.
3. Віртуальні пацієнти
Технології в медицині вже не перший рік (а може, й десятиріччя) націлені зокрема на те, щоб зробити клінічні випробування ліків швидшими та безпечнішими.
2020-го вчені нарешті зробили значні кроки в цьому напрямку. Дані, отримані із зображень людського органа у високій роздільній здатності, вводять до певної математичної моделі механізмів, що контролює функції цього органа. Потім комп’ютерні алгоритми вирішують отримані рівняння і створюють віртуальний орган, який поводиться як справжній.
Такі віртуальні органи або системи тіла можуть замінити людей під час тестування ліків і методів лікування. Це, до речі, зробить процес дешевшим.
4. Просторові обчислення
Просторові обчислення – це наступний крок в об’єднанні фізичного і цифрового світів. Як і у випадку з VR і AR, нова технологія оцифровує об’єкти, які підключаються через хмару, дозволяє датчикам і двигунам реагувати один на одного і створює цифрове представлення реального світу. Найпростіший приклад – самокеровані автомобілі.
До проєкції додають просторове відображення, завдяки якому комп’ютерний «координатор» відстежує і контролює рухи та взаємодію об’єктів, коли людина переміщується у цифровому або фізичному світі. Ця технологія спонукає до нових розробок у сфері взаємодії людей і машин у промисловості, охороні здоров’я та транспорті.
5. Цифрова медицина
Цифрова медицина не замінить лікарів найближчим часом. Проте з’явилися додатки, які відстежують стан або призначають терапію. Це може підтримати пацієнтів з обмеженим доступом до медичних послуг.
Наприклад, розумні годинники вже навчилися визначати, чи є у їхнього/-ї власника/-ці аритмії серця. З’являться й аналогічні інструменти, які можуть допомогти при порушеннях дихання, депресії, хворобі Альцгеймера тощо. Навіть розробляються таблетки, що містять датчики, – вони відправляють дані в додаток, щоб визначати температуру тіла, шлункові кровотечі і віднаходити ракові клітини.
6. Електрична авіація
Завдяки електричній силовій установці вдасться повітряним перевезенням скоротити викиди вуглецю і витрати на паливо, а також значно знизити рівень шуму. Безліч організацій – від Airbus до NASA – працюють над технологіями в цій галузі. І хоча до довгих електричних польотів ще далеко через фінансові і нормативні перешкоди, в галузь вкладають значні кошти.
Наразі розробляють майже 170 проєктів електричних літаків – переважно для приватних, корпоративних та приміських поїздок. Airbus заявляє, що до 2030 року в них може бути електричний літак на сто місць, готовий до злету.
7. Цемент з низьким вмістом вуглецю
Щороку виробляється 4 мільярди тонн цементу – ключового компонента бетону. Процес виробництва вимагає спалювання викопного пального – і на це припадає приблизно 8% світових викидів CO2. Через зростання урбанізації протягом наступних 30 років ця цифра має зрости до 5 мільярдів тонн.
Дослідники і стартапи працюють над низьковуглецевими підходами: коригування балансу інгредієнтів, які використовуються в процесі, використання технологій зберігання вуглецю для видалення викидів або взагалі повне видалення цементу з бетону.
8. Квантові датчики
Уявіть собі безпілотні автомобілі, які можуть «заглядати» за кут, або портативні сканери, що відстежують активність мозку людини. Квантове сприйняття може зробити це та багато іншого реальністю.
Квантові датчики працюють з високою точністю, використовуючи квантову природу матерії. Більшість цих систем складні і дороговартісні, але розробляються більш дрібні і доступні приклади, які можуть відкрити нові можливості.
9. Зелений водень
Коли водень горить, єдиним побічним продуктом є вода. Проте коли хімічний елемент виробляється шляхом електролізу з використанням відновлюваних джерел енергії, він стає «зеленим».
Раніше прогнозувалося, що до 2050 року ринок зеленого водню коштуватиме 12 трильйонів доларів. Чому? Саме водень може стати альтернативою для тих секторів економіки, що їх складно електризувати через потребу у високоенергетичному паливі, зокрема логістики та промислового виробництва.
10. Синтез повного геному
Досягнення у технології, яка допомагає створювати генетичні послідовності й упроваджувати їх у мікроорганізми, масштабніше змінювати генетичний матеріал.
Це потенційно може пролити світло на особливості поширення вірусів й полегшити розробку вакцин та інших лікарських препаратів. Окрім того, технологія дасть змогу перетворювати органічні відходи на корисні хімічні речовини, паливо та будівельні матеріали. Також завдяки ній, можливо, вдасться створити стійкі до патогенів рослинні культури.
