Лучшие находки и инновации 2013 года

Возможно, для того, чтобы попасть в число лучших, ярких и запоминающихся, открытие или изобретение должно решать какую-то проблему, которая считалась неразрешимой. Парализованные не могут ходить, а ручка не может писать по воздуху. Однако изобретатели говорят – могут! Некоторые работы решают задачи, формулировка которых может прийти в голову только очень незаурядному человеку. Мы предлагаем вам оглянуться назад и полюбоваться проектами и изобретениями, которые привлекли к себе внимание в 2013 году…

Atlas

Антропоморфный робот, разрабатываемый Boston Dynamics для DARPA, ориентируется в пространстве с помощью системы датчиков, позволяющих ему получать объемную картину окружающего мира. Ему прекрасно удается сохранять равновесие и передвигаться по «пересеченной местности» (по крайней мере, её имитации).

SpaceShipTwo

Одним из важнейших достижений года можно назвать успешные испытания частного суборбитального космического корабля многоразового использования SpaceShipTwo.

После завершения программы испытаний все желающие стать космическими туристами, заплатив $250 000, смогут побывать в невесомости и посмотреть на Землю с высоты 100 километров. Билеты на границу космоса заказало уже более 500 человек.

Gravitylight

Остроумное решение, предназначенное для жилищ, лишенных надежного источника электроэнергии, позволяет использовать гравитацию для их освещения. Это дешевле, чем приобретать специализированное оборудование вроде небольших ветрогенераторов или солнечных батарей, и безопаснее, чем сжигать топливо (например, керосин).

Gravitylight работает за счет действия силы тяжести на сумку, наполняемую любым грузом (песком, камнями), которая тянет ремень, проходящий через систему шестерней, которые в свою очередь подсоединены к генератору, питающему светодиодную лампу. Поднимать груз в верхнее положение необходимо примерно 1 раз в 30 минут.

Усовершенствованные атомные часы

В 2013 году исследователи из NIST (Национального института стандартов и технологий США) представили пару наиболее точных часов из всех, когда либо построенных человечеством. «Близнецы», использующие атомы иттербия, зафиксированные в ячейках оптической решетки, работают с погрешностью всего 1 часть на 1018, что эквивалентно измерению возраста Вселенной с точностью до секунды или диаметра Земли с точностью до размера одного атома.

Также был установлен новый рекорд стабильности работы атомных часов (которую не стоит путать с точностью).

А не самый точный, но весьма компактный экземпляр атомных часов можно носить на запястье. Модель, получившая название Cesium 133, примечательна тем, что погрешность в измерении времени составляет в ней одну секунду на тысячу лет.

Амплитуэдр

Геометрический объект, позволяющий наглядно представить квантово-механическое взаимодействие частиц и упростить расчет их параметров, получил название «амплитуэдр» («amplituhedron»).

Данная модель предполагает, что соотношения унитарности и принцип локальности не являются определяющими при расчете параметров взаимодействия частиц. Амплитуэдр – многомерная фигура, вычислив объем которой, можно узнать амплитуду рассеяния при взаимодействии элементарных частиц.

Ученые обнаружили, что формулы, используемые для вычисления амплитуды рассеяния методом BCFW-рекурсии, описывают некий геометрический объект – грассманиан. Но сам по себе грассманиан не является ключом к вычислению амплитуды рассеяния (необходимо учитывать дополнительные параметры, такие как пространственное положение частиц).

Однако при сложении некоторых частей объема грассманиана получается другая фигура, объем которой численно равен амплитуде рассеяния – амплитуэдр.

Фальсификация памяти

Ученые смогли сформировать у мышей ложные воспоминания о том, чего на самом деле не происходило, манипулируя нейронами при помощи света. Это исследование в очередной раз демонстрирует, насколько ненадежной может быть память.

Работа помогла глубже понять механизмы формирования воспоминаний. Возможно, её результаты послужат базой для создания методик лечения психических заболеваний, связанных с расстройствами памяти.

Вершины трехмерной печати

Разнообразные 3D-принтеры и технологии объемной печати то и дело напоминали о себе в течение 2013 года. C их помощью можно построить дом или изготовить огнестрельное оружие, 3D-принтеры можно использовать в домашних условиях и на орбите.

Проект многокупольной лунной базы, которую планируется строить с применением технологий трехмерной печати.

Ярким представителем семейства 3D-принтеров, разработанных в 2013 году, можно назвать 3Doodler – ручку, которая может рисовать прямо в воздухе:

Тело как пароль

Компания Motorola представила необычную разработку – электронную пилюлю, энергия для питания которой вырабатывается с помощью батареи, роль электролита в которой играет желудочный сок. Таблетка передает вовне сигнал, который может быть использован в качестве ключа к электронным замкам и мобильным устройствам. Таблетки изготавливаются по технологии компании Proteus Digital Health, одобренной FDA.

Также для биометрической аутентификации, помимо сканирования сетчатки глаза или отпечатков пальцев, могут быть использованы мозговые волны и данные ЭКГ. Устройства, реализующие эти принципы, становятся все более точными и компактными.

Петабайты данных

Новая технология записи может позволить записать на один оптический диск до петабайта (1000 терабайт) данных – это больше десяти лет видео высокой четкости. Методика предполагает использование двух световых пучков. Один из них – записывающий, а другой – блокирующий запись. При этом сечение записывающего пучка имеет обычную форму (круглую), а блокирующего – форму кольца, толщина которого больше дифракционного предела, а «дырка» в центре – значительно меньше.

При совмещении этих пучков запись будет происходить только в центральной области. В ходе экспериментов удалось достичь диаметра записывающего пятна около 9 нанометров и многократно увеличить плотность хранения информации на оптических дисках.

Технологии создания магнитных жестких дисков также не стоят на месте – поступают в продажу гелиевые жесткие диски, которые примерно на треть легче (из расчета на единицу хранимой информации) и потребляют меньше энергии, чем аналогичные «воздушные» модели. При этом рабочая температура может быть снижена на 4–5 ºС.

ReWalk 2.0

Систему ReWalk можно назвать экзоскелетом или бионическим костюмом. Так или иначе, она позволяет людям, ноги которых скованы параличом, ходить. Компьютер ReWalk реагирует на малейшее смещение центра тяжести, фиксируемое датчиками, и приводит в движение ноги, позволяя пользователю сохранять равновесие и шагать.

Работа над системой ведется уже несколько лет, но в 2013 году разработчики выпустили новую модификацию, которую проще адаптировать для использования пациентами различного роста и комплекции.

Искусственная поджелудочная железа

Искусственная поджелудочная железа – прибор, контролирующий уровень глюкозы в крови больных сахарным диабетом и вводящий необходимую дозу инсулина – была одобрена FDA в этом году. Устройство действует примерно также, как настоящая поджелудочная железа, регулирующая углеводный обмен за счет выделения в кровь инсулина и его антагониста – глюкогона.

Ученые по всему миру активно ведут разработку методик, позволяющих создать в лаборатории искусственно выращенные органы для последующей трансплантации или их биомеханические заменители.

Argus II

Еще один медицинский прибор, одобренный для использования в США и странах Европы в текущем году — Argus II, способный частично вернуть зрение людям с такими заболеваниями глаз, как пигментный ретинит, нередко приводящий к слепоте. Устройство представляет собой имплантируемый массив электродов – искусственную сетчатку, на который подается сигнал, формируемый на основе данных внешних камер.

«Воскрешение» исчезнувшего вида

Австралийские ученые предприняли попытку возродить вымерших в 80-х годах прошлого столетия лягушек Rheobatrachus silus путем клонирования. Этот вид примечателен тем, что его самки буквально проглатывают собственную икру и вынашивают её в желудке, а потом из их ртов появляется потомство.

Несмотря на то, что попытку можно признать успешной лишь отчасти, она продемонстрировала потенциал клонирования как метода возрождения исчезнувших видов.

 

 

 

---

link