Τυπογραφεία σε τρισδιάστατο εκτυπωτή και 4 ακόμη τάσεις μηχανικής που θα κάνουν τον κόσμο μας καλύτερο
μικροαντικείμενα / / January 19, 2022
Ένα μπλουζάκι από έξυπνο ύφασμα θα σας κρατήσει ζεστούς στο κρύο και δροσερό στη ζέστη. Και τα πολυώροφα αγροκτήματα θα εξοικονομήσουν χιλιόμετρα χωραφιών. Μάθετε πώς άλλοι μηχανικοί θα αλλάξουν τη ζωή μας στο πολύ κοντινό μέλλον.
Τάση 1: Ανάπτυξη πράσινων καυσίμων για τη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα
Ο προοδευτικός κόσμος ασχολείται σοβαρά με τη μετάβαση σε καθαρές και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για τις μεταφορές. Οι δρόμοι είναι γεμάτοι με ηλεκτρικά οχήματα, αλλά αυτό δεν αρκεί για τους μηχανικούς. Εργάζονται δυναμικά για να βελτιώσουν τους κινητήρες υδρογόνου. Το πράσινο υδρογόνο θεωρείται ήδη η κύρια εναλλακτική του καυσίμου ντίζελ και οι επιστήμονες έχουν βρει έναν τρόπο να το παράγουν με φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιείται ηλεκτρόλυση νερού και η ενέργεια που απαιτείται για την αντίδραση προέρχεται από μια ανανεώσιμη πηγή. Η μέθοδος σας επιτρέπει να απαλλαγείτε από 830 εκατομμύρια τόνους επιβλαβείς εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ετησίως.
Πολλοί γίγαντες αυτοκινήτων παράγουν ήδη αυτοκίνητα με κινητήρες υδρογόνου. Ακολουθεί η αεροπορία. Η Airbus είναι ενεργά εργαζόμενος για τη δημιουργία «πράσινων» αεροσκαφών και στις Ηνωμένες Πολιτείες σχεδιάζουν να φτιάξουν το πρώτο επανδρωμένο στον κόσμο ελικόπτερο σε καύσιμο υδρογόνου. Ωστόσο, οι ειδικοί λένεότι το «πράσινο» υδρογόνο θα είναι σε θέση να ανταγωνιστεί τα μη φιλικά προς το περιβάλλον αντίστοιχά του όχι νωρίτερα από 10 χρόνια. Την ίδια στιγμή, η ΕΕ, η Αυστραλία, οι ΗΠΑ και άλλες χώρες είναι ήδη ξεκίνησε για την ανάπτυξη της ενέργειας υδρογόνου, και η Ιαπωνία την έκανε κρατική προτεραιότητα το 2017. Σε αυτόν τον κλάδο, οι μηχανικοί θα έχουν σίγουρα κάτι να κάνουν.
Τάση 2: βελτιστοποίηση παραγωγής τροφίμων - κάθετες φάρμες για λαχανικά και φρούτα
Κάποτε η κατασκευή ουρανοξυστών έλυσε το πρόβλημα της συμπίεσης των πόλεων. Τώρα οι μηχανικοί μεταφέρουν αυτή την ιδέα στη γεωργία και προτείνουν να χτιστούν αγροκτήματα όχι σε πλάτος, αλλά ψηλά - πολυώροφα κρεβάτια αντί για χιλιόμετρα χωραφιών. Ένα κάθετο αγροτικό αγρόκτημα είναι ένα αυτοματοποιημένο συγκρότημα με τεχνητό φωτισμό, κλιματισμό, θέρμανση και αποστειρωμένο αέρα. Συνήθως υπάρχει ένα κλειστό σύστημα άρδευσης: μπορείτε να επαναχρησιμοποιήσετε την εξατμισμένη υγρασία και να εξοικονομήσετε έως και 90% νερό. Ένα τέτοιο θαύμα μηχανικής θα επιτρέψει τη γεωργία ακόμη και στο κέντρο της πόλης. Και επίσης σε περιοχές με ξηρό κλίμα και σκληρές συνθήκες του Άπω Βορρά.
Τα φρούτα και τα λαχανικά από τέτοιες φάρμες δεν είναι χειρότερα από τα συνηθισμένα. Και ίσως ακόμα καλύτερα: δεν περιέχουν φυτοφάρμακα και παράσιτα, γιατί δεν χρησιμοποιούνται λιπάσματα και χημικά στην παραγωγή. Με εκτιμήσεις ειδικών, μέχρι το 2025 οι κάθετες φάρμες θα γίνουν ο κανόνας για τις μεγάλες πόλεις στις ανεπτυγμένες χώρες. Σήμερα, η ασυνήθιστη γεωργία είναι πιο ενεργή αναπτύσσεται στις ΗΠΑ, τη Γερμανία, την Κίνα και την Ιαπωνία. Ακόμη και ο επικεφαλής της Amazon, Τζεφ Μπέζος, εκτίμησε την τεχνολογική τάση και έσπευσε επενδύω σε μια startup που συνεργάζεται με κάθετες φάρμες.
Τάση 3: ανάπτυξη μοντελοποίησης και μηχανικής υπολογιστών
Ο ανταγωνισμός μεταξύ των κατασκευαστών αυξάνεται με ιλιγγιώδεις ρυθμούς, οι διαδικασίες στις επιχειρήσεις γίνονται πιο περίπλοκες, το κόστος και οι κίνδυνοι αυξάνονται. Η μηχανική υπολογιστών συμβάλλει στην παρακολούθηση της προόδου και στη μείωση του κόστους. Αυτά τα συστήματα σας επιτρέπουν να σχεδιάζετε ψηφιακά μοντέλα προϊόντων και διαδικασιών ολόκληρου του κύκλου παραγωγής.
Τέτοιες τεχνολογίες αποδεικνύονται πιο οικονομικές από τα πραγματικά πρωτότυπα - τα εικονικά μοντέλα δεν απαιτούν υλικά, μόνο υπολογισμούς σε οθόνη υπολογιστή. Στην παραγωγή αγαθών, η μοντελοποίηση μειώνει το ποσοστό των ελαττωμάτων του προϊόντος, επειδή πολλά λάθη εξαλείφονται στο στάδιο του σχεδιασμού. Σήμερα, αυτές οι τεχνολογίες χρησιμοποιούνται με επιτυχία στη μηχανολογία, τη μεταλλουργία, τη βιοϊατρική, την αρχιτεκτονική, το σχεδιασμό, ακόμη και στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Τον περασμένο Οκτώβριο, ο Elon Musk άνοιξε το τέταρτο Tesla Gigafactory στο Βερολίνο. Σχεδιάζεται να ελευθέρωση 500 χιλιάδες αυτοκίνητα το χρόνο. Φυσικά τέτοιοι όγκοι παραγωγής θα παρέχονται, μεταξύ άλλων, από μηχανικούς υπολογιστών. Παρεμπιπτόντως, άρχισαν πολύτιμοι ειδικοί αυτού του προφίλ Μάγειρας και στα ρωσικά πανεπιστήμια.
Τάση 4: κατασκευή κτιρίων με τρισδιάστατη εκτύπωση
Με τη χρήση τρισδιάστατου εκτυπωτή κατέστη δυνατή η κατασκευή σπιτιών μέσα σε λίγες μέρες. Το μεγαλύτερο κτίριο στον κόσμο «τυπώθηκε» στο Ντουμπάι. Αυτό είναι το αποτέλεσμα της δουλειάς μιας startup με ρωσικές ρίζες, η οποία το 2017 "χτισμένο» στον δικό μας τρισδιάστατο εκτυπωτή ένα σπίτι 38 μέτρων στο Stupino κοντά στη Μόσχα σε μόλις 24 ώρες. Η έκταση του κτιρίου στα ΗΑΕ είναι 641 τετραγωνικά μέτρα φρικτός στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες και απέφερε στους επιχειρηματίες ένα εκατομμύριο δολάρια. Σύμφωνα με τα σχέδια των αρχών του Ντουμπάι, μέχρι το 2030 το ένα τέταρτο των κτιρίων της πόλης θα χτιστεί με χρήση τρισδιάστατων εκτυπωτών.
Τεχνολογία επιτρέπει μείωση του κόστους κατασκευής κατά έξι φορές, καθώς και μείωση των απορριμμάτων στο εργοτάξιο. Στον τομέα της τρισδιάστατης εκτύπωσης κτιρίων, μια άλλη κατεύθυνση είναι επίσης σημαντική για τους μηχανικούς - η δημιουργία νέων υλικών. Για παράδειγμα, το Πανεπιστήμιο της Νότιας Ουαλίας μπόρεσε σκαρφίζομαιπώς να επισκευάσετε το τρισδιάστατο εκτυπωμένο πλαστικό χρησιμοποιώντας δέσμες LED. Πειράματα έδειξαν ότι η μέθοδος που βρέθηκε αποκαθιστά το υλικό και, επιπλέον, το κάνει πιο δυνατό. Ένα χρήσιμο πλεονέκτημα της ανακάλυψης είναι η ανησυχία για το περιβάλλον, επειδή η λύση μειώνει την ποσότητα των πλαστικών απορριμμάτων.
Τάση 5: Φτιάχνουμε ρούχα με έξυπνα υφάσματα
Ποιος θα το φανταζόταν ότι οι μηχανικοί θα ασχολούνταν σοβαρά με την παραγωγή υλικών για ρούχα. Οι οπτικές ίνες, τα μέταλλα, τα αγώγιμα πολυμερή και άλλα συστατικά έχουν αντικαταστήσει το παραδοσιακό βαμβάκι και μαλλί. Για παράδειγμα, τα νέα συνθετικά μπορούν να απορροφήσουν τον ιδρώτα και να μην βαρύνουν, και τα αδιάβροχα υφάσματα προστατεύουν τέλεια από τις κακές καιρικές συνθήκες - αυτό δεν θα εκπλήξει κανέναν.
Τώρα υπάρχει μια ενεργή ανάπτυξη ειδικών - έξυπνων - υλικών που είναι ικανά να προσαρμοστούν στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Για παράδειγμα, αλλάξτε χρώμα, «ενεργοποιήστε» την αντοχή στο νερό, τις αντιβακτηριακές και άλλες ιδιότητες. Τα έξυπνα ρούχα θα σας βοηθήσουν να μην παγώσετε στο κρύο και να μην υπερθερμαίνετε στη ζέστη. προσαρμοστικός ιστός ήρθε με στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ. Αντιδρά στη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος και αποφασίζει αν θα ζεστάνει ή θα ψύξει το σώμα. Τα έξυπνα υφάσματα μπορούν ακόμη και να διευκολύνουν τη δουλειά των γιατρών. Αισθητήρες και αισθητήρες σε τέτοια υλικά επιτρέπω παρακολουθεί την υγεία των ασθενών και συλλαμβάνει τα συμπτώματα ορισμένων ασθενειών.
Οι μηχανικοί κάνουν τον κόσμο μας καλύτερο και πιο βολικό. Το επάγγελμα θα έχει μεγάλη ζήτηση τις επόμενες δεκαετίες, έτσι πολλοί μαθητές και φοιτητές θέλουν να χτίσουν μια καριέρα σε αυτόν τον κλάδο. Υπάρχουν ακόμη και ολόκληροι διαγωνισμοί μεταξύ μελλοντικών μηχανικών! Η 10η σεζόν του Διεθνούς Πρωταθλήματος Μηχανικών CASE‑IN, ενός από τα έργα της Προεδρικής πλατφόρμας «Russia – Land of Opportunities», θα ξεκινήσει σύντομα. Θα διαρκέσει 5 μήνες και ο τελικός θα διεξαχθεί τον Μάιο του 2022 στη Μόσχα. Οι «αθλητές» θα πρέπει να λύσουν προβλήματα στο θέμα «Βιομηχανία 4.0».
Οι εγγραφές των συμμετεχόντων στο πρωτάθλημα έχουν ήδη ξεκινήσει. Μαθητές, φοιτητές και νέοι ειδικοί από οποιαδήποτε περιοχή της Ρωσίας μπορούν να δοκιμάσουν τις δυνάμεις τους στον διαγωνισμό. Μεταξύ των βραβείων περιλαμβάνονται επιπλέον βαθμολογίες USE, προνομιακές προϋποθέσεις για εισαγωγή σε μεταπτυχιακά και μεταπτυχιακά προγράμματα, καθώς και ενδιαφέρουσες προσφορές εργασίας.