Robot Spiders, Sweaty Batteries, and Living Concrete: 8 μελλοντικές τεχνολογίες που ήδη υπάρχουν
μικροαντικείμενα / / July 25, 2023
1. Νεκροαραχνομπότ
Απόσπασμα βίντεο: Πανεπιστήμιο Rice
Μερικές φορές οι νέες τεχνολογίες μπορεί να είναι εξαιρετικά ενδιαφέρουσες και ταυτόχρονα τόσο ανατριχιαστικές, σαν να συμβαίνουν όλα σε ταινία τρόμου.
Μηχανικοί του Πανεπιστημίου Rice έχω μάθει μετατρέψτε τις νεκρές αράχνες σε ρομπότ που αρπάζουν. Ο επικεφαλής του έργου, Ντάνιελ Πρέστον της Σχολής Μηχανικών του Τζορτζ Μπράουν, διαπίστωσε ότι ακόμη και μετά το θάνατο, οι αράχνες διατηρούν μια δομή σώματος που είναι ιδανική για τη σύλληψη διαφόρων αντικειμένων.
Οι αράχνες χρησιμοποιούν υδραυλικά για να κινήσουν τα άκρα τους. Στον κεφαλοθώρακα τους (πρόσωμα) υπάρχει ένας ειδικός θάλαμος που είτε συστέλλεται είτε διαστέλλεται, γεγονός που οδηγεί σε μετάγγιση αίματος (αιμολέμφος). Όταν η πίεση μειώνεται, τα πόδια είναι λυγισμένα, όταν αυξάνεται, δεν λυγίζουν.
Οι επιστήμονες κατάφεραν να κάνουν μια νεκρή αράχνη λύκου να κινήσει τα άκρα της βάζοντας μια βελόνα στο πρόσωμά της. Το "Necrorobot" άρπαξε και μετακίνησε με επιτυχία πράγματα, συμπεριλαμβανομένων των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων και των συγγενών τους.
Μια νεκρή αράχνη σήκωσε περίπου το 130% του βάρους της, και μερικές φορές πολύ περισσότερο.
Ταυτόχρονα, λύγισε με επιτυχία και τέντωσε τα άκρα του χιλιάδες φορές στη σειρά πριν σπάσουν. Ερευνητές δένω είναι αφυδάτωση των αρθρώσεων. Και πιστεύουν ότι είναι δυνατό να ξεπεραστεί ο περιορισμός εάν τα πόδια καλύπτονται με ανθεκτικά πολυμερή.
Μπορεί να ρωτήσετε: γιατί να διδάξουμε τις νεκρές αράχνες να αρπάζουν αντικείμενα; Λοιπόν, οι προοπτικές για τα «νεκρορομπότ» είναι μεγάλες. Μπορούν να κάνουν μικρές δουλειές όπως η συναρμολόγηση ηλεκτρονικών ειδών, η εξόντωση παρασίτων ή ακόμα και η χρήση τους στην ιατρική. Δεδομένου ότι οι ίδιες οι αράχνες είναι βιοδιασπώμενες, η «necrorobotics» είναι επίσης φιλική προς το περιβάλλον.
Ίσως στο μέλλον αποδειχθεί ότι θα μετατραπούν σε ρομπότ νεκρά σώματα μεγαλύτερα από αυτά αράχνες. Φυσικά, όλα αυτά θυμίζουν την πλοκή του Frankenstein της Mary Shelley, αλλά μην ανησυχείτε. Στην πραγματικότητα, οι νεκροί δεν θα νοιάζονται.
2. μπαταρίες άμμου
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας επικρίνονται συχνά για το γεγονός ότι η ηλεκτρική ενέργεια που παράγει δεν μπορεί να αποθηκευτεί. Η αποθήκευση άνθρακα ή βενζίνης δεν είναι δύσκολη, σε αντίθεση με την ενέργεια που παράγουν οι ανεμόμυλοι και τα ηλιακά πάνελ. Φυσικά, υπάρχουν μπαταρίες, αλλά το λίθιο είναι ένας ακριβός πόρος γι 'αυτούς και, επιπλέον, τοξικός.
Η ανάπτυξη Φινλανδών μηχανικών από την Polar Night Energy μπορεί να λύσει το πρόβλημα. βρέθηκαν ένας τρόπος αποθήκευσης ενέργειας κυριολεκτικά στην άμμο. Πήραν ένα ατσάλινο δοχείο 4×7 μέτρων και το γέμισαν με 100 τόνους άμμου και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν αιολική και ηλιακή ενέργεια για να το θερμάνουν.
Το αποτέλεσμα είναι μια θερμική ή, όπως ονομάζεται επίσης, μια θερμοηλεκτρική μπαταρία.
Η αρχή της λειτουργίας του με βάση σχετικά με το θερμοηλεκτρικό φαινόμενο, το οποίο συμβαίνει όταν η διαφορά θερμοκρασίας σε διαφορετικά στρώματα του ρευστού εργασίας της μπαταρίας. Αμμος ή άλλο παρόμοιο ψυκτικό θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία και στη συνέχεια η θερμότητα μεταφέρεται θερμοηλεκτρικές μονάδες που περιέχουν υλικά ημιαγωγών, τα οποία παράγουν ηλεκτρισμό ρεύμα.
Τέτοιες μπαταρίες είναι ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος αποθήκευσης της περίσσειας ηλεκτρικής ενέργειας και είναι εξαιρετικά φθηνές στην κατασκευή τους. Αυτό θα επιτρέψει την πληρέστερη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και θα λύσει το πρόβλημα της ανομοιόμορφης παραγωγής της.
Όπως μπορείτε να δείτε, οι τεχνολογίες που μπορούν να βελτιώσουν το μέλλον της ανθρωπότητας δεν χρειάζεται να είναι περίπλοκες. Μερικά από αυτά είναι αρκετά απλά, αλλά πολύ αποτελεσματικά.
3. διαστημικός καταπέλτης
Απόσπασμα βίντεο: SpinLaunch
Ενώ ο Elon Musk προσπαθεί να αποσπάσει την καλύτερη απόδοση από παλιούς καλούς κινητήρες πυραύλων, οι άνθρωποι στο SpinLaunch αποφασισμένος πηγαίνετε με έναν πιο πρωτότυπο τρόπο και ρίχνετε φορτίο σε τροχιά χρησιμοποιώντας διαστημικό καταπέλτη. Και έχουν ήδη ένα λειτουργικό πρωτότυπο που έχει δοκιμαστεί.
Αντί να καίει παραδοσιακά χημικά καύσιμα, το SpinLaunch εκτοξεύει αντικείμενα στο διάστημα χρησιμοποιώντας κινητική ενέργεια. Δηλαδή, απλά παίρνει περιστροφές και ρίχνει τον δορυφόρο στο λευκό φως σαν μια όμορφη δεκάρα. Έπειτα πρέπει ακόμα να χρησιμοποιήσει χημικές μηχανές για να σταθεροποιήσει την τροχιά. Αλλά το να μπορείς να φτάσεις στο διάστημα χωρίς να χρειάζεται να φτιάξεις έναν τεράστιο πύραυλο είναι ακόμα εντυπωσιακό.
Το SpinLaunch ισχυρίζεται ότι το σύστημά τους μειώνει το κόστος καυσίμων και υποδομής για εκτοξεύσεις κατά 10 φορές. Δίνεις διαθέσιμο χώρο σε κάθε αυλή.
Είναι αλήθεια ότι για να εκτοξευτεί ένας δορυφόρος, πρέπει να διασκορπιστεί φυγόκεντρος έως την ταχύτητα των 8.000 km/h και αντιμετωπίζει υπερφορτώσεις 10.000 G. Φυσικά, κάτι τέτοιο εκτοξεύει ένα άτομο σε τροχιά μόνο σε υγρή κατάσταση - κυριολεκτικά θα πιτσιλίσει τους επιβάτες στο πρώτο διαστημικό. Αλλά θα αντιμετωπίσει τα άψυχα φορτία με ένα κτύπημα.
4. Ιδρωμένος υπερπυκνωτής
Δεν έχετε βαρεθεί να φορτίζετε συνεχώς το τηλέφωνο, το smartwatch, τα ακουστικά και άλλα gadget; Ειδικοί από τη Σχολή Μηχανικών James Watt του Πανεπιστημίου της Γλασκόβης αποφάσισαν να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα μια για πάντα. Έχουν αναπτύξει έναν νέο τύπο εύκαμπτου υπερπυκνωτή στον οποίο αντικαθίσταται ο ηλεκτρολύτης από τις συμβατικές μπαταρίες Επειτα.
Όταν το ύφασμα πολυεστερικής κυτταρίνης απορροφά τα υγρά του ανθρώπινου σώματος, τα θετικά και αρνητικά ιόντα του ιδρώτα αλληλεπιδρώ με την επιφάνεια του πολυμερούς να το καλύπτει και προκαλούν ηλεκτροχημική αντίδραση που παράγει ενέργεια. Ένας έξυπνος υφασμάτινος υπερπυκνωτής μπορεί να φορτιστεί πλήρως απορροφώντας μόλις 20 μικρολίτρα υγρού. Και είναι αρκετά ικανό να αντέξει 4.000 κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης.
Φανταστείτε ότι δεν χρειάζεται πλέον να βγάλετε το βραχιόλι γυμναστικής σας για να το φορτίσετε - φορέστε το και φορέστε το.
Και αν ένα τέτοιο πολυμερές υφαίνεται σε ένα φούτερ, τότε θα είναι δυνατό τζόκινγκ τροφοδοτήστε επίσης το smartphone σας. Αλλά τέτοιες μπαταρίες έχουν μια πιο σημαντική εφαρμογή - μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε βηματοδότες, αισθητήρες παρακολούθηση ζωτικών σημείων και άλλες φορητές ιατρικές συσκευές που απαιτούν συνεχή θρέψη.
Ο ανθρώπινος ιδρώτας ως λειτουργικό σώμα μπαταρίας είναι επίσης πολλά υποσχόμενος επειδή είναι φιλικός προς το περιβάλλον. Σε αντίθεση με το ίδιο τοξικό λίθιο, μπορείτε να το χύσετε στον εαυτό σας όσο θέλετε.
5. «Ζωντανό» σκυρόδεμα
Κατ 'αρχήν, το αυτοθεραπευόμενο σκυρόδεμα δεν είναι μια νέα τεχνολογία. Υπάρχουν υλικά που μπορούν επισκευή μικροσκοπικές ρωγμές, αποτρέποντας τη διαστολή τους και αποτρέποντας τη διείσδυση υγρασίας και την επίδραση επιθετικών περιβαλλόντων. Συνήθως, στη σύνθεση του αυτοθεραπευόμενου σκυροδέματος προστίθενται μικροκάψουλες με επισκευαστικά μέσα ή ίνες, οι οποίες σκληραίνουν κατά την επαφή με το νερό.
Αλλά επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Μπόλντερ αποφάσισαν να προχωρήσουν περισσότερο και δημιουργήθηκε κυριολεκτικά «ζωντανά οικοδομικά υλικά» (ζωντανά οικοδομικά υλικά, LBM). Είναι κατασκευασμένο από υδρογέλη και άμμο, τα οποία έχουν συμπληρωθεί με φωτοσυνθετικά κυανοβακτήρια Synechococcus. Όταν εμφανίζονται ρωγμές στη δομή αυτού του υλικού, τα κυανοβακτήρια ξεκινούν τη διαδικασία της βιομεταλλοποίησης, επουλώνοντας κυριολεκτικά τη βλάβη.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι «το σκυρόδεμα με βακτήρια«θα σας επιτρέψει να δημιουργήσετε δομές που όχι μόνο μπορούν να «θεραπεύσουν» τις ρωγμές από μόνες τους, αλλά και να απορροφήσουν επικίνδυνες τοξίνες από τον αέρα και ακόμη και να λάμπουν κατόπιν εντολής. Πώς σας φαίνεται η προοπτική να εγκατασταθείτε σε ένα «ζωντανό» σπίτι;
6. αφαίρεσης άνθρακα
Αυτή τη στιγμή, το ζωτικό καθήκον της μείωσης του CO2 στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, οι πράσινοι φίλοι μας, τα δέντρα, αποδίδουν με τη βοήθεια της τεχνολογίας φωτοσύνθεσης που έχει αποδειχθεί εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια. Οι νέες εξελίξεις μπορούν να διευκολύνουν τη δύσκολη αποστολή τους απορροφώντας περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα και καταλαμβάνοντας μικρότερη περιοχή.
Ελβετική εταιρεία Climeworks εκτοξεύτηκε Στην Ισλανδία, η Orca είναι η μεγαλύτερη μονάδα δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα στον κόσμο, χρησιμοποιώντας μια τεχνολογία που ονομάζεται DAC (Direct Air Capture). Η αρχή είναι εξαιρετικά απλή: το φυτό απορροφά τον αέρα γύρω του και στη συνέχεια τον φιλτράρει. Ακριβώς όπως το σπίτι κλιματιστικό, απλά τεράστιο.
Η κατασκευή της Orca ξεκίνησε τον Μάιο του 2020 και ολοκληρώθηκε σε λιγότερο από 15 μήνες χάρη στον απλό αρθρωτό σχεδιασμό της. Ταυτόχρονα, είναι σε θέση να αφαιρεί ετησίως 4.000 τόνους CO από την ατμόσφαιρα.2.
Το διοξείδιο του άνθρακα που δεσμεύεται από το φυτό αναμιγνύεται με νερό και στέλνεται βαθιά στη γη. Μέσα σε λίγα χρόνια αυτή η CO2 αντιδρά με φυσικό βασάλτη και μετατρέπεται σε στερεά ανθρακικά ορυκτά. Επιπλέον, το συλλεγόμενο διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να υποστεί επεξεργασία και να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία συνθετικού καυσίμου.
7. τρισδιάστατη εκτύπωση οστών και οργάνων
Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μια πολλά υποσχόμενη βιομηχανία που μπορεί να προσφέρει στην ανθρωπότητα οτιδήποτε, από φθηνά σπίτια μέχρι διαστημικές μηχανές. Αλλά μια από τις πιο ενδιαφέρουσες εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας είναι η δημιουργία οστών και εσωτερικών οργάνων σε τρισδιάστατους εκτυπωτές.
Ossiform Company δημιουργεί μεμονωμένες προσθέσεις διαφόρων οστών από βιοκεραμικά και φωσφορικό τριασβέστιο - υλικά των οποίων οι ιδιότητες είναι παρόμοιες με αυτές του οστικού ιστού στο ανθρώπινο σώμα. Οι γιατροί πραγματοποιούν μαγνητική τομογραφία για να λάβουν πληροφορίες σχετικά με το οστό που αντικαθίσταται, το οποίο στη συνέχεια μεταδίδεται στο Ossiform. Με βάση αυτές τις πληροφορίες, η εταιρεία δημιουργεί ένα τρισδιάστατο μοντέλο του εμφυτεύματος, το οποίο είναι ειδικά σχεδιασμένο για κάθε ασθενή ξεχωριστά και μιμείται με ακρίβεια το ανατομικό σχήμα και τη δομή των πραγματικών οστών. Ο χειρουργός ελέγχει το σχέδιο και μόλις το εμφύτευμα εκτυπωθεί 3D, μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης.
Εκτός από την εμφύτευση στο ανθρώπινο σώμα, τα προϊόντα Ossiform είναι κατάλληλα και για την εκπαίδευση χειρουργών.
Μια άλλη πολλά υποσχόμενη χρήση των τρισδιάστατων εκτυπωτών στην ιατρική είναι η εκτύπωση ανθρώπινων οργάνων. Η τεχνολογία βασίζεται στη χρήση βιολογικά συμβατών υλικών, όπως βιοπολυμερή και κύτταρα που λαμβάνονται από δότη, συχνά από τον ίδιο τον ασθενή.
Ειδικός εκτυπωτής στρώματα τα υλικά αυτά, ακολουθώντας αυστηρή σειρά, να δημιουργήσουν μια τρισδιάστατη δομή του οργάνου. Στη συνέχεια, τα κύτταρα που είναι ενσωματωμένα στο υλικό αναπτύσσονται και απορροφούν το πολυμερές, σχηματίζοντας πάνω του, όπως σε ένα πλαίσιο, ιστούς, όργανα και μερικές φορές ολόκληρα μέρη του σώματος.
Για παράδειγμα, με αυτόν τον τρόπο μια μέρα έντυπος μύτη. Το προσέδεσαν στο αντιβράχιο του ασθενούς, ρίζωσε εκεί για μερικούς μήνες και μετά το μεταφύτευσαν στο πρόσωπο.
Και ακόμη και ο ανθρώπινος αμφιβληστροειδής μπορεί να εκτυπωθεί 3D χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα. Αυτή η τεχνολογία αναπτηγμένος επιστήμονες από το Εθνικό Ινστιτούτο Οφθαλμών των ΗΠΑ το 2022.
8. Οικολογική κηδεία μανιταριών
Ο υπερπληθυσμός του πλανήτη είναι ένα σοβαρό πρόβλημα, όχι μόνο επειδή δισεκατομμύρια άνθρωποι χρειάζονται κάτι για να τραφούν, αλλά και επειδή όλοι πρέπει ακόμα να είναι θαμμένοι κάπου. Τα εδάφη που χρησιμοποιούνται για νεκροταφεία δεν θα είναι σύντομα κατάλληλα για οποιαδήποτε άλλη χρήση, γιατί τα προϊόντα της πτωματικής αποσύνθεσης δεν επιτρέπουν την ανάπτυξη χρήσιμων φυτών σε αυτά.
Η αποτέφρωση δεν είναι επίσης μια επιλογή, καθώς δαπανάται πολλή ενέργεια για το κάψιμο των σωμάτων. Επιπλέον, η ατμόσφαιρα πέταξαν έξω πολύ διοξείδιο του άνθρακα, ακόμη και επιβλαβής υδράργυρος - κατά την εξάτμιση των οδοντικών σφραγισμάτων.
Όμως η πρωτότυπη τεχνολογία των «πράσινων» κηδειών, που ήδη χρησιμοποιείται στις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Μεγάλη Βρετανία, καθιστά δυνατή την απόρριψη των σορών χωρίς καμία ζημιά στη φύση. Αποθανών τοποθετείται σε ειδικό δοχείο όπου γίνεται ελεγχόμενη αποσύνθεση υπό την επίδραση ειδικά επιλεγμένων μυκήτων και μικροοργανισμών. Οι μούχλες και οι μύκητες του γένους Agaricus τρέφονται με οργανικό υλικό, συμπεριλαμβανομένων των υπολειμμάτων. Αποσυνθέτουν πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και λίπη, μετατρέποντάς τα σε χούμο και θρεπτικά συστατικά.
Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, σχηματίζεται κομπόστ μανιταριών, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί λίπασμα. Η κομποστοποίηση όχι μόνο μειώνει τις βλαβερές επιπτώσεις των προϊόντων αποσύνθεσης στο περιβάλλον, αλλά συμβάλλει επίσης στην ταχεία αποκατάσταση της γονιμότητας του εδάφους.
Διαβάστε επίσης🧐
- 5 αρχαίες εφευρέσεις που ήταν μπροστά από την εποχή τους
- 10 φανταστικές εφευρέσεις ταινιών που έγιναν πραγματικότητα
- 8 απλές εφευρέσεις που άλλαξαν τον κόσμο αγνώριστα