Роботы выходят на дорогу
В этом году роботы будут больше внимания уделять вождению. Трудно найти автопроизводителя - будь то Honda, Hyundai или BMW — который в 2017 году не оснащает свои модели функциями помощи водителю, вроде автоматического торможения во избежание столкновения или автоматического рулевого управления, позволяющего избежать дрейфа с полосы движения. Эти функции, наряду с Wi-Fi, навигационными системами и кучей датчиков - прокладывают дорогу к нашему подключенному будущему без водителей.
Все не так далеко, как вы думаете. В этом году вы, возможно, прокатитесь в самоуправляемом автомобиле.
Тревожный звоночек частной неприкосновенности
Киберпреступность изменила мир в 2016 году, когда Yahoo провозгласила, что потеряла миллиард логинов, а американское правительство обвинило хакеров в саботаже президентских выборов. В 2017 году вас точно взломают, если еще не. Активисты цифровых прав бьют тревогу по поводу растущего надзора со стороны правительства. Маркетологи вроде Google еще агрессивнее собирают данные, чтобы составить подробную картину вашего онлайн-поведения. Что можно сделать? Обложиться паролями, обновлениями ПО и средствами передачи зашифрованных сообщений? Пф.
Консоли поднимут ставки
Следующий год принесет новую ВР-ориентированную Microsoft Xbox и гибрид настольной и карманной консоли Nintendo Switch. Sony, вероятно, тоже покажет новенькую PlayStation.
Игровые системы рассчитаны на шесть-восемь лет, но сфера развлечений развивается все быстрее и быстрее, игры становятся все более агрессивными по части требований, а дисплеи все круче, например, обзаводятся 4K-разрешением и цветами HDR. Игры в виртуальной реальности (ВР) тоже очень требовательны к вычислительной мощности. Если производители консолей не захотят выпускать новые приставки ежегодно, им придется менять парадигму, в которой их системы смогут быстрее принимать новые возможности.
Экраны захватывают пространство
iPhone 7, в принципе, не удивил (разве что лишился разъема для наушников). Samsung Galaxy Note 7 был незабываем, но по другим причинам. Если 2016 год можно назвать скучным по части смартфонов, 2017 — годом их переосмысления. Скачки в технологиях экрана и программном обеспечении проложат путь к самому крупному переосмыслению за последние годы. Apple, как ожидается, пойдет на все ради 10-летия iPhone. Ходят слухи о бескнопочных моделях с изогнутыми OLED-дисплеями. Samsung, которая уже начала продвигать изогнутые безрамочные модели, продолжит тенденцию с Galaxy S8, а также даст своему флагманскому телефону новую функциональность ИИ.
Искусственный интеллект
ИИ, наверное, можно назвать заголовком года 2016. AlphaGo упомянули, OpenAI получила миллиард долларов на разработку ИИ, младенцы уже говорят с Google Home и Amazon Echo. А ведь это поколение может уже и не вспомнить, что такое настольные компьютеры. Идея «взять продукт X и добавить к нему ИИ» станет притчей во языцех в 2017 году.
Децентрализованные p2p-сети
Некоторых экспертов восхищает будущее децентрализованных peer-to-peer (p2p) сетей. Как видно из принципов разделенной экономики, с их помощью можно было бы с легкостью сделать богатым небольшое сообщество, разделив его ресурсы между людей. Можно использовать блокчейны, криптовалюту и BitTorrent для переоценки ценностей, интеграции демократического принятия решений на основе блокчейна, создания децентрализованных p2p-организаций и организационных принципов платформенной кооперации. Однажды, возможно, эта тенденция приведет к созданию локальных экономик, использующих имеющиеся ресурсы вместо приобретения новых.
Обучение при помощи технологий
За последние несколько лет мы видели много крутых случаев, когда технологии использовались для улучшения обучения в классе. Например, виртуальная реальность позволила заглянуть ученикам в кровоток или даже собрать скелет в лаборатории Дарвина. В 2017 году будет новая волна применения ИИ, направленного на улучшение процесса обучения, вроде персональных планов обучения и персональной оценки.
Мировой высокоскоростной Интернет
В ноябре SpaceX подала заявку в FCC на запуск более 4000 спутников в космос, чтобы развернуть на Земле высокоскоростной Интернет, обеспечить возможность подключения к нему даже в самых отдаленных районах нашей планеты. В случае положительного решения план SpaceX будет представлять серьезную конкуренцию Project Loon, у которого та же задача. Что нам остается? Увидеть, какой метод окажется более успешным и как повышение подключенности мира скажется на других отраслях.
Персональные лаборатории синтетической биологии
«У меня есть мечта, что в один прекрасный день я смогу проектировать, создавать и выращивать разные типы биологических продуктов дома, - говорит один биолог. - Что угодно, от парфюмерии и медицины до крутых материалов вроде кожи из грибов. День, когда любой сможет получить простую в использовании биологическую лабораторию дома, все еще далек от нас, но первый шаг уже сделан».
Последнее обновление: 27.12.2018
Искусственный интеллект, голосовое управление и виртуальная реальность – это тот год, когда научная фантастика постепенно становится реальностью. Слышал такой закон, что человеку свойственно переоценивать влияние технологий в краткосрочной перспективе и недооценивать в долгосрочной? Мы постаремся привести уже готовые рабочие вещи, которые будут проникать в нашу жизнь. Новые технологии 2017 года охватывают передовые способы машинного обучения и развитие искусственного интеллекта, взаимопроникновение физического и цифрового миров.
Цель многих технологов – легко внедрить в повседневную жизнь технические новинки, о которых ты даже не думал, что они понадобятся тебе, но теперь ты не можешь жить без них. Некоторые продукты почти достигли точки совершенства. Мобильный телефон, например, будет переделанный, но нет значительных улучшений, ожидаемых в предвидимом будущем. Так что же дальше?
Новая волна технического прогресса настолько футуристическая, что выглядит дикой образной фантазией. В этом году ожидаются компьютеры, которые могут говорить, роботы, которые могут учиться, и опыты виртуальной реальности, которые невероятно захватывают по гамме ощущений. Здесь MR PORTER предсказывает (очень близко) будущее и выделяет наиболее важные тенденции и передовые технологии, которые в буквальном смысле изменят твой мир в ближайшие месяцы.
Разговорный компьютер
Наушники для звукорежиссуры твоего мира
Мы все слышали о «носимых» технологиях и устройствах. Новой категорией продукта в 2017 году является «слышимая» технология, которая будет проигрывать музыку, передавать телефонные звонки, следить за показателями здоровья, такими как частота сердечных сокращений и артериального давления и так далее. Эти слышимые наушники от Doppler Labs в Сан-Франциско, как ожидается, будут выпущенные в марте за £250, которые называются Here One . В корне, это пара независимых друг от друга Bluetooth наушников. Но они также позволяет контролировать звук из реального мира вокруг тебя. Таким образом, ты можешь использовать их, чтобы настроить встроенные микрофоны на человека, сидящего перед тобой, в то время убавляя плачущего ребенка через весь ресторан; убавить шум двигателя в полете, или визг подземного поезда.
Полностью захватывающая виртуальная реальность
HTC Vive
Социальные медиа для взрослых
Vero
Приложения социальных медиа находятся в центре чрезмерного обмена информацией, захватывающей жизни подростков – иногда это приводит к озадаченности их родителей. Но сейчас появляются социальные приложения для взрослых. Vero является одним из наиболее впечатляющих и утонченных изобретений, поскольку оно позволяет тебе лучше контролировать свои новости и выбирать, кто что видит. Таким образом, существует меньшая опасность в раздаче слишком много информации. Ты можешь обсуждать вещи, такие как музыка, кино и рекомендации на счет ресторанов с отдельными группами, которые действительно могут быть заинтересованы в них. Меньше социальных медиа, больше социальной жизни.
Умный робот
Ubtech Robotics Alpha 1S
В один день роботы захватят власть над миром. На данный момент, они просто захватывают твою гостиную. UBTech Robotics Alpha 1S пока что не принесет тебе чашку чая и не сделает стирку, но с 16 двигателями его движения вполне реалистичные. Это изобретение умных технологий с некоторыми серьезно впечатляющими движениями: этот робот может танцевать брейк-данс, проводить тренировки или просто заниматься с детьми в течение нескольких часов. Это все делает его стоящим £400. Маленький парень идет вместе с программным обеспечением, так что ты можешь научить его делать больше трюков.
Чемодан, который не теряется
Raden A28 Check
Лучшая технология является той, которая решает реальную проблему. Потеря багажа – это длительное беспокойство для тех, кто регулярно летает. A28 Check от нью-йоркского стартапа Raden – это красиво построенный чемодан, который ты можешь отслеживать с помощью приложения на смартфоне. Так что ты всегда будешь знать, где он, даже тогда, когда он там, где должен быть. Он взвешивает себя сам, так что ты никогда не будешь страдать позором переупаковки при регистрации, чтобы избежать лишних багажных сборов. И он может заряжать твой телефон до четырех раз. Приложение также поможет по другим вопросам, связанным с поездками, таким как обновления времени пролета. Полезность изобретения доказана.
Летательный аппарат с неподвижными крыльями
Parrot Disco FPV
Летательные аппараты все чаще используются для всего: от съемки фильмов до съемки на верхушках деревьев и, по большей части, все они являются производными вертолета – вертолеты с четырьмя, шестью или восемью лопостями. С неподвижными крыльями более традиционно выглядит беспилотный самолет. Французская компания Parrot запустила свой первый беспилотный реактивный самолет Disco за £1150. Он намного быстрее, чем его противники с лопостями, летающий со скоростью до 50 миль в час. Он также поставляется с Parrot Cockpitglasses , гарнитурой, которая записывает видео в HD качестве, так что ты можешь эффективно быть пилотом на борту и чувствовать себя, будто ты летишь. Это необычайная технология для тех, кто воспитан на модели самолетов с резинкой для двигателя.
Обновление от 28.12.2017. И все-таки с высоты прожитого года, можно сделать вывод, что инновационных технологий не было. Было плавное усовершенствование существующих машин и программ. Плюс основной акцент был на предметах личного пользования, можно даже сказать развлечения и гедонизма. Все таки обещают больше масштабных изменений. Но на самом деле, осуждать отсутствие инноваций было бы неправильно. Крупные инновации всегда революционны и случаются редко. Поэтому лучше выражаться в терминах новшества и улучшения.
2017 год, как и предыдущие годы, будет поражать нас сверхтехникой и сверхэлектроникой. Топ 10 гаджетов 2017 года расскажет Вам, чем нас удивят разработчики в этом году.
10 Sleep Nubmer 360
Это умная смарт-кровать, способная подстроиться под спящего хозяина, обеспечивая ему хороший сон и полноценный отдых. Кровать сама определяет и изменяет уровень жесткости и форму в зависимости от телодвижений спящего. Кровать разделена на два сектора, каждый из которых настраивается независимо друг от друга. Также имеются три дополнительные функции: поднимающаяся часть изголовья (способ предотвратить храп), теплая зона (подогрев в районе ног) и встроенный будильник.
9 Dring Smartcane
Это интеллектуальная трость с обычным внешним видом и необычным «наполнителем». Умная ручка прячет в себе гироскоп, акселерометр, GSM-модуль с динамиком. Трость контролирует передвижение владельца, а результаты отправляет в облако. Обработанные и проанализированные данные могут вовремя заметить начальную стадию болезни. Кнопка SOS, которая скрыта в ручке трости, передаст сигнал на заранее запрограммированный телефонный номер.
8 Беспроводной аккумулятор Apple
Устройство действует в радиусе 2-3 метра. Для подзарядки нужного Вам прибора его необходимо просто разместить в специальной зоне зарядки. Правда, подзаряженные устройства будут немного быстрее разряжаться, чем при обычном способе подзарядки. Процесс зарядки приборов от аккумулятора Apple будет проходить чаще и занимать чуть больше времени.
7 Смарт-очки
Компания Carl Zeiss создала «умные» очки, на линзах которых размещен проекционный дисплей. Дужка очков спрячет в себе аккумулятор, процессор и др. необходимые детали. Они соединятся с мини-OLED-дисплеем, расположившимся в месте соединения дужки и линзы. Поликарбонатное стекло, проецирующее изображение на экран, действует как отражатель. В данный момент идет работа над программным обеспечением устройства.
6 Razer Project Valerie
Это ноутбук, уникальность которого заключается в наличии трех экранов, общее разрешение которых 11520х2160 П. Основной экран ноутбука, естественно, расположен по центру. Дополнительные два экрана выдвигаются по бокам при помощи шарнирной спецсистемы. Каждый IZGO-экран имеет диагональ 17,3 дюйма. В совокупности экраны дают почти панорамный обзор. Вес этого уникального устройства – 5,4 кг.
5 Игровая консоль Nintendo NX
Консоль дает возможность пользователю вести игру на телевизоре и без него. Начать игру можно будет вне дома, а продолжить уже, сидя на диване перед телевизором. Консоль будет дополнена док-станцией, отвечающей за подсоединение к телевизору и подзарядку устройства. Игровая приставка будет оснащена процессором Tegra от Nvidia, съемными контроллерами и сенсорным экраном.
4 Royole FlexPhone
Это смартфон с гибкой структурой, предназначенный для ношения на запястье. Этот супертонкий смартфон, толщиной 5 мм, весит всего 100 г. Девайс выполняет свое обычное предназначение (телефон, выход в Интернет, просмотр медиа-контента), а также оснащен дополнительными функциями – наблюдение и контроль физического состояния владельца (ритм дыхания, частота сердцебиения).
3 Vivo Xplay
Это прозрачный смартфон, экран которого будет оснащен сенсором с обеих сторон. Память устройства – 128 ГБ постоянной и 6 ГБ оперативной. Этот уникальный смартфон оснащен процессором Qualcomm Snapdragon 820. Китайская компания Vivo планирует создать эту модель как суперкомпьютер в мини-варианте.
2 Смартфон Samsung с гибкой структурой
Южнокорейская компания Samsung предпочитает создавать уникальные девайсы. В этом году она собирается представить свою новую модель смартфона с гибкой структурой, оснащенную OLED-дисплеем. Сложенный пополам смартфон будет иметь диагональ дисплея, равную 5 дюймам. В развернутом состоянии диагональ девайса будет достигать 7 дюймов.
1 Умные контактные линзы
Компания Sony планирует в этом году представить будущим пользователям контактные линзы, объединяющие в себе несколько положительных качеств и талантов. Линзы будут оснащены антенной, передающей информацию и питание линзам. Линзы будут иметь камеру, гироскоп, акселерометр, беспроводной модуль, дисплей для воспроизведения видео, встроенную память и внешнюю. Словом, линзы станут заменой фитнесс-трекерам, очкам, часам, сканерам, фотокамерам и др. Специальные движения век будут приводить линзы в работу.
Наш топ 10 показывает, что и в этом году производителям удастся поразить пользователей своими достаточно интересными и уникальными гаджетами.
Сканер отпечатка пальца стал золотым стандартом и используется практически во всех смартфонах, даже бюджетных. Но Apple решила двигаться дальше и в 2017-м представила свой юбилейный смартфон с новой технологией Face ID. Теперь, чтобы разблокировать iPhone, достаточно взглянуть на него. Более того, если в других смартфонах функция распознавания лиц всего лишь опция, то Apple просто отказалась от Touch ID в пользу более продвинутой технологии.
Face ID не просто так уделяют столько внимания. Чтобы полностью реализовать задумку, Apple пришлось разработать систему датчиков и камер под названием True Depth. Система состоит из инфракрасной камеры, системы подсветки и проектора точек. Вместе они создают 3D-слепок лица и сохраняют в память телефона. Когда пользователь посмотрит на телефон в следующий раз, True Depth сфотографирует его лицо, сравнит со слепком в памяти и разблокирует смартфон.
Хотя у технологии есть недостатки, на которые невозможно закрыть глаза, Apple определённо дала толчок другим компаниям, которые будут разрабатывать свои аналоги Face ID. Скорее всего, в будущем функция распознавания лиц станет новым стандартом на рынке смартфонов.
Блокчейн
Технология блокчейна у всех на слуху - в основном благодаря шумихе вокруг биткойна и других криптовалют. Но не все понимают, для чего она нужна. Если не вдаваться в технические детали, блокчейн - это быстрый и надёжный инструмент для передачи информации. Речь идёт в первую очередь о финансовых операциях, в которых участвуют крупные суммы денег. Буквально на днях Сбербанк и «Альфа-Банк» провели первый межбанковский перевод при помощи блокчейна.
Финансовой сферой применение блокчейна не ограничивается. Медицина, авторские права, энергетика, интернет вещей и многие другие области, в основе которых лежит передача информации, могут использовать технологию блокчейна для оптимизации процессов.
4К и HDR
Совсем недавно телевизоры с поддержкой 4К считались дорогой игрушкой, но 2017 год доказал, что это не так. Всё больше видео на YouTube выходят в разрешении 4К. Netflix тоже постепенно внедряет новый формат изображения, не отстаёт и киноиндустрия. С выходом PS4 Pro и Xbox One X многие геймеры задумались об апгрейде своей техники.
Помимо более высокого разрешения, многие 4К-телевизоры поддерживают технологию HDR (High Dynamic Range), или широкий динамический диапазон. Это очень важный момент, ведь HDR повышает точность цветопередачи и качество изображения в целом. А значит, на экране мы сможем увидеть больше деталей.
Конечно, нет острой необходимости бежать сломя голову в ближайший магазин электроники. Однако многие уже показывают свою заинтересованность в продвижении нового формата изображения, который в скором времени вытеснит Full HD с рынка.
Безрамочные смартфоны
Главный тренд этого года. Стоит оговориться, что термин «безрамочный смартфон» не совсем верный. Рамка есть, у некоторых моделей она весьма заметна. Изменился формат дисплея, что вполне закономерно, ведь производители не смогли бы бесконечно увеличивать размеры смартфонов.
По всей видимости, широкоформатный дисплей стал стандартом для рынка смартфонов, учитывая, что даже бюджетные модели стали «безрамочными».
Квантовые технологии связи
Альберт Эйнштейн внёс большой вклад в развитие квантовой физики
Квантовая связь - самый безопасный способ передачи информации, но в то же время самый затратный. Речь не только о передаче текстовой связи, но также об аудио- и видеозвонках. С появлением новых технологий не придётся беспокоиться о том, что вас могут прослушивать.
К сожалению, из-за технологических ограничений квантовая связь - явление исключительно локальное, а до всемирного квантового интернета нам ещё далеко. Однако учёные и инженеры некоторых стран неустанно работают в этом направлении.
Большая часть новостей приходит из Китая, который не только запустил квантовый спутник на орбиту, но и создал первую квантовую коммерческую сеть. В Австрии группа специалистов из Университета Вены смогла разработать прототип квантового роутера, который решает проблемы, ограничивающие передачу информации на большое расстояние по оптоволоконным линиям связи.
Трудно предсказать момент появления квантового интернета, но, когда это произойдёт, мы получим самую защищённую информационную сеть.
Скоростная транспортная сеть
Концепт-арт скоростного поезда Илона Маска
Илон Маск - Тони Старк в реальном мире. Миллиардер и филантроп XXI века полон идей и не стеснён в средствах. Пока амбициозный проект по колонизации Марса на стадии разработки, Маск работает над другими идеями. Одна из них - сверхзвуковой поезд Hyperloop.
Идея состоит в сети подземных тоннелей, по которым на больших скоростях будут двигаться кабины в форме бобов. Звучит безумно. И правда, пока Илону Маску удалось разогнать поезд только до 300 км/ч. Но целеустремлённости изобретателю не занимать, а значит, рано или поздно у него получится построить сверхскоростную транспортную систему, которая будет опоясывать всю планету.
Умные колонки
Умная колонка Apple HomePod
Физическое воплощение интеллектуальных ассистентов, таких как Siri и Google Assistant. В прошлом году вышла умная колонка Google Home, а в этом - HomePod от Apple. Обе компании хотят связать всю умную электронику на базе своих ОС и локализовать центр управления через умные колонки.
К сожалению, в России проверить такие устройства в действии нет возможности, официально они не продаются. К тому же многого они ещё не умеют и используются как необязательное дополнение для умного дома: могут включить музыку, рассказать про погоду или вызвать такси.
К разработке таких колонок уже подключились другие крупные компании, так что в ближайшее время ждём больше умных гаджетов для дома.
Революция в 3D-печати
До сих пор технология 3D-печати воспринимается большинством как что-то фантастическое. Тем не менее 3D-принтеры вовсю используются практически везде: в медицине, промышленности, архитектуре, в космических программах.
Технология настолько амбициозна, что не все до сих пор осознают возможность напечатать пиццу или дом, но факт остаётся фактом. Только в 2017 году напечатали первую деталь для АЭС, протез берцовой кости и антирадиационные щитки для МКС. Кто знает, может, через 30 лет и людей на 3D-принтере будем печатать.
Экологически чистый транспорт
Модель электрокара от Volvo
Первое, что приходит на ум, - это Tesla Motors, и не зря. Компания Илона Маска всегда на слуху. Кроме того, не так давно он представил новенький Tesla Roadster и впечатляющий тягач Tesla Semi.Если вы не пробыли в изоляции весь этот год, то наверняка слышали о криптовалютах. Мир разделился на два лагеря, как это обычно и бывает. Одни видят в виртуальных валютах будущее, другие утверждают, что биткойн - очередная финансовая пирамида. Как бы то ни было, нельзя отрицать, что это явление повлияло на весь финансовый рынок. Во многих странах Европы даже установили терминалы для обмена этой валюты.
Судя по реакции банкиров, финансовых аналитиков и властей, можно предположить, что криптовалюта может создать ряд проблем для них. Её сложно контролировать, если вообще возможно. Остаётся ждать и наблюдать: кто знает, возможно, в будущем нас ждёт смена экономической системы во всём мире.
Что если питьевую воду можно было бы с легкостью получать из пустынного воздуха без использования электричества? Что если врач мог бы произвести биопсию при подозрении на рак у больного без какого-либо лезвия? Ожидается, что инновации, которые сделают эти и другие прогнозы реальностью, совсем скоро станут частью нашей жизни. Scientific American и Экспертная сеть Всемирного экономического форума рассказали о 10 самых передовых технологиях 2017 года, которые могут изменить привычный уклад жизни. Во второй части текста мы расскажем еще о пяти из них. О первой пятерке технологий читайте .
ИНЖЕНЕРИЯ: Точное земледелие увеличивает урожайность
По мере роста мирового населения фермерам необходимо будет производить все больше и больше продуктов питания. Тем не менее, пахотные земли не могут увеличиваться, а угрожающая угроза продовольственной безопасности может легко перерасти в региональную или даже глобальную нестабильность. Чтобы адаптироваться к новым задачам, крупные фермы все чаще используют точное земледелие для увеличения урожайности, сокращения отходов и смягчения экономических рисков.
Традиционное земледелие опирается на решения, касающиеся посадки, уборки, орошения и применения пестицидов и удобрений на основе региональных условий и исторических данных. Прецизионное же, или точное, сельское хозяйство задействует датчики, роботов, GPS, картографические инструменты и программное обеспечение для анализа данных, чтобы обеспечить надлежащий уход за растениями без увеличения рабочей силы. Стационарные или роботизированные датчики и камеры бесперебойно отправляют на компьютер изображения отдельных растений и данные о них - скажем, информацию о размере стебля, форме листа и увлажненности почвы вокруг растения. Фермеры получают обратную связь в режиме реального времени, а затем доставляют воду, пестициды или удобрения в откалиброванных дозах только в те области, которые в ней нуждаются. Эта технология также может помочь фермерам решить, когда выращивать и собирать урожай.
В результате точное земледелие может улучшить управление временем, сократить потребление воды и химических веществ, а также производить более здоровый и качественный урожай - все они приносят пользу фермерам и сохраняют ресурсы при одновременном снижении химического стока.
Многие стартапы сегодня разрабатывают новое программное обеспечение, датчики, данные на основе антенн и другие инструменты для точного земледелия. Этим же заняты крупные компании, такие как Monsanto, John Deere, Bayer, Dow и DuPont. В рамках этих разработок производители семян применяют технологии для улучшения «фенотипирования растений». С течением времени, анализируя отдельные растения (какие из них процветают и в каких условиях), компании могут соотносить реакцию растений на окружающую среду с их геномикой. Эта информация, в свою очередь, позволяет компаниям выпускать семена, которые будут наилучшим образом расти в определенных почвах и погодных условиях.
АВТОМОБИЛИ: Водородные транспортные средства на массовом рынке
Электрические транспортные средства с питанием от батарейки, которые не выделяют углекислого газа во время движения, скоро станут основным транспортом, несмотря на то, что сегодня они составляют менее 1% подвижного состава на дорогах по всему миру. Многочисленные нововведения в таких характеристиках, как стоимость и срок службы батареи, сделали цены настолько конкурентоспособными, что Tesla имеет более 400 000 предварительных заказов на модель за 35 000 долларов США, которую планируют запустить в продажу в середине 2018 года.
К сожалению, другая большая надежда на транспортные средства, которые не выделяют углерод, - те, что работают на топливных клетках, питающихся водородом, - слишком дорогие для широких продаж. Однако множество лабораторий и предприятий планируют сократить расходы, заменив один из самых дорогих компонентов в топливных элементах - катализатор. Многие коммерческие катализаторы для топливных элементов содержат драгоценный металл - платину, который не только дорогой, но еще и слишком редкий, чтобы поддерживать его повсеместное использование в транспортных средствах.
Исследователи стараются уменьшить содержание платины разными способами: предлагают более эффективно использовать ее, заменив металл (целиком или только часть) палладием или любым другим недорогим металлом, таким как никель, медь и так далее. Коммерческие катализаторы, как правило, состоят из тонких слоев наночастиц платины, нанесенных на углеродную пленку, поэтому исследователи также тестируют альтернативные субстраты.
Станислав С. Вонг и его коллеги объединяют относительно небольшие количества платины или палладия с более дешевыми металлами, такими как железо, никель или медь, производя много легированных сортов, которые гораздо более активны, чем коммерческие катализаторы. Группа Вонга превратила металлы в сверхтонкие одномерные нанопроволоки (примерно два нанометра в диаметре). Они имеют высокое отношение площади поверхности к объему, что увеличивает количество активных центров для каталитических реакций.
Естественно, катализаторы без платины были бы идеальными. В конце 2016 года Санг Хун Ю из Ульсанского национального института науки и технологий (ЮНИСТ) в Южной Корее сообщил, что катализатор углеродных нанотрубок, легированный железом и азотом, обладает активностью, сравнимой с коммерческими катализаторами. Кроме того, Лиминг Даи из Case Western Reserve University и его коллеги изобрели катализатор, не содержащий никакого металла вовсе - это пеноуглерод, легированный азотом и фосфором, который так же активен, как и стандартные катализаторы.
Изобретение и подготовка материала, который обладает отличной каталитической активностью, является лишь частью проблемы, отмечает Вонг. Исследователи также работают над расширением существующих методов лабораторного производства, чтобы обеспечить согласованность активности и долговечности лучших вариантов. На всех этапах работы экспериментаторы получают помощь от теоретиков, которые применяют сложные компьютерные модели, чтобы выяснить, как влияют всевозможные переменные на производительность - от химических составов, размеров и форм металлических наночастиц до подробных архитектур опорных структур. Такое сотрудничество, говорит Вонг, должно однажды дать возможность рационально разработать превосходные катализаторы для доступных транспортных средств на топливных элементах.
МЕДИЦИНА И БИОТЕХНОЛОГИЯ: Геномные вакцины (состоящие из ДНК и РНК вместо белка) борются с инфекционными заболеваниями
Стандартные вакцины для профилактики инфекционных заболеваний состоят из убитых или ослабленных патогенов или белков из этих микроорганизмов. Вакцины, которые лечат рак, также зависят от белков. Новый перспективный вид вакцин состоит из генов. Геномные вакцины обещают много преимуществ, в том числе быстрое производство, когда вирус, такой как Зика или Эбола, внезапно становится более вирулентным или распространенным. Десятки геномных вакцин уже вступили на этап клинических испытаний.
Большинство вакцин работают, обучая иммунную систему распознавать врага. Геномные вакцины же принимают форму ДНК или РНК, которая кодирует желаемые белки. При инъекции гены попадают в клетки, которые затем выделяют выбранные белки. По сравнению с производственными белками в клетках или яйцах, получение генетического материала должно быть проще и дешевле. Кроме того, одна вакцина может включать кодирующие последовательности для нескольких белков, и ее можно легко изменить.
В настоящее время ведется ряд клинических испытаний для проверки безопасности и иммуногенности, в том числе для птичьего гриппа, Эбола, гепатита С, ВИЧ и рака молочной железы, легких, предстательной железы, поджелудочной железы и других видов. Одно исследование уже демонстрирует эффективность: национальные институты здравоохранения начали многопрофильное клиническое исследование, чтобы проверить, может ли ДНК-вакцина защищать от вируса Зика.
ЭНЕРГИЯ: Устойчивое проектирование резко сокращает отходы
В последнее десятилетие строительство и модернизация отдельных домов для сокращения потребления энергии и воды резко возросла. Тем не менее, применение «зеленой» конструкции сразу к нескольким зданиям может быть еще лучшей идеей. Обмен ресурсами и инфраструктурой может сократить количество отходов, а модернизация обедневших районов или районов с умеренным доходом может также сэкономить средства людям.
Одним из ярких примеров является проект Oakland EcoBlock, который возглавляет в Калифорнийском университете в Беркли Харрисон Фракер , профессор архитектуры и городского дизайна. Это многопрофильное мероприятие, в котором участвуют городские дизайнеры, инженеры, социологи и эксперты в области политики из городов, штатов и федеральных органов власти, научных кругов, частного сектора, некоммерческих организаций и общественных организаций.
Программа, которая была запланирована очень детально, позволит построить от 30 до 40 смежных старых домов в районе с низким и средним уровнем дохода вблизи знаменитого калифорнийского моста «Золотые Ворота». Проект нацелен на применение существующих технологий для резкого сокращения потребления ископаемого топлива и воды, а также выбросов парниковых газов. Исследователи, обеспечивая долгосрочный комфорт и безопасность жителей, ожидают быстрое возмещение средств, потраченных на инфраструктуру.
Исследователи планируют устанавливать панели солнечных батарей на здания по всему сообществу, отправляя энергию на смарт-микрогрид (локальная энергосистема, которая предполагает создание на определенной территории собственных энергосетевых структур, способных работать автономно). Избыточная солнечная энергия будет храниться. Сообщество также будет делиться электромобилями, которые будут иметь доступ к местным зарядным станциям. Эти меры должны сократить ежегодное потребление электроэнергии более чем наполовину и привести число выбросов углекислого газа к нулю
По оценкам Агентства по охране окружающей среды, до 50% потребления воды в Калифорнии население затрачивает на уход за газонами и садами. По оценкам исследователей, реорганизация на уровне системы EcoBlock снизит спрос на питьевую воду до 70%. Разработчики будут обрабатывать и повторно использовать сточные воды из туалетов, а также воду, сбрасываемую стоками и выпускаемую стиральными машинами. Переработанная жидкость будет тратиться на садоводство и орошение. Также будут собирать дождевую воду и доставлять ее в туалеты и шайбы, устанавливать эффективные светильники и краны. Обработанные твердые отходы, тем временем, будут включены в компост.
ВЫЧИСЛЕНИЯ: Квантовые вычисления становятся более доступными и помогают решать новые проблемы
Квантовые вычисления захватили умы человечества почти 50 лет. Причина проста: они предлагают путь к решению проблем, которые не могут быть решены классическими машинами. Так, квантовые вычисления могут помочь решить вопрос симуляции химии именно для разработки новых молекул и материалов, решения сложных задач оптимизации.
До недавнего времени доступ к прототипам квантовых компьютеров был лишь у специалистов в нескольких лабораториях по всему миру. Но прогресс за последние несколько лет позволил построить первые в мире образцы таких устройств, которые могут, наконец, проверить идеи, алгоритмы и другие методы, которые до сих пор были строго теоретическими.
Существующие машины по-прежнему слишком малы, чтобы полностью решить проблемы более сложные, чем те, с которыми сегодня могут справиться суперкомпьютеры. Однако разработчики достигли огромного прогресса: созданы алгоритмы, которые будут работать быстрее на квантовой машине. В настоящее время существуют методы, которые увеличивают когерентность (время жизни квантовой информации) в сверхпроводящих квантовых битах более чем в 100 раз по сравнению с периодом десятилетней давности. В 2016 году IBM предоставила публичный доступ к первому квантовому компьютеру в облаке с графическим интерфейсом для его программирования, теперь интерфейс основан на популярном языке программирования Python. Открытие этой системы в мире стимулирует инновации, которые жизненно важны для достижения этой технологии. На сегодняшний день более 20 опубликованных научных работ используют инструмент квантовых вычислений. Академические исследовательские группы, более 50 стартапов и крупных корпораций по всему миру сосредоточены на том, чтобы сделать квантовые вычисления реальностью.