Pająki robotów, spocone baterie i żywy beton: 8 technologii przyszłości, które już istnieją
Miscellanea / / July 25, 2023
1. Nekroarachnoboty
Fragment wideo: Rice University
Czasami nowe technologie mogą być niezwykle intrygujące i jednocześnie tak przerażające, jakby wszystko działo się w horrorze.
Inżynierowie z Rice University nauczyli się zamień martwe pająki w chwytające roboty. Kierownik projektu, Daniel Preston z George Brown School of Engineering, odkrył, że nawet po śmierci pająki zachowują strukturę ciała, która jest idealna do chwytania różnych obiektów.
Pająki używają hydrauliki do poruszania kończynami. W ich głowotułowiu (prosomie) znajduje się specjalna komora, która kurczy się lub rozszerza, co prowadzi do transfuzji krwi (hemolimfy). Kiedy ciśnienie jest zmniejszone, nogi są zgięte; gdy jest zwiększone, są wyprostowane.
Naukowcom udało się zmusić martwego pająka wilka do poruszania kończynami, wbijając igłę w prosomę. „Necrorobot” z powodzeniem chwytał i przenosił różne przedmioty, w tym płytki drukowane i ich odpowiedniki.
Martwy pająk podniósł około 130% swojej wagi, a czasem znacznie więcej.
W tym samym czasie z powodzeniem zginał i prostował kończyny tysiące razy z rzędu, zanim się złamały. Badacze
wiązać to odwodnienie stawów. I wierzą, że można pokonać to ograniczenie, jeśli nogi zostaną pokryte wytrzymałymi polimerami.Możesz zapytać: po co uczyć martwe pająki chwytania przedmiotów? Cóż, perspektywy dla „nekrorobotów” są świetne. Mogą wykonywać drobne prace, takie jak montaż elektroniki, zabijanie szkodników, a nawet być przydatne w medycynie. Biorąc pod uwagę, że same pająki ulegają biodegradacji, „nekrorobotyka” jest również przyjazna dla środowiska.
Być może w przyszłości okaże się, że zamieni się w roboty trupy większe od nich pająki. Oczywiście wszystko to przypomina fabułę Frankensteina Mary Shelley, ale bez obaw. W rzeczywistości zmarłych to nie obchodzi.
2. baterie piaskowe
Energia odnawialna jest często krytykowana za to, że wytwarzanej przez nią energii elektrycznej nie można magazynować. Magazynowanie węgla czy benzyny nie jest trudne, w przeciwieństwie do energii wytwarzanej przez wiatraki i panele słoneczne. Oczywiście są baterie, ale lit jest dla nich zasobem drogim, a na dodatek toksycznym.
Rozwój fińskich inżynierów z Polar Night Energy może rozwiązać problem. znaleziony sposób magazynowania energii dosłownie w piasku. Wzięli stalowy kontener o wymiarach 4 × 7 m i wypełnili go 100 tonami piasku, a następnie wykorzystali energię wiatru i słońca do ogrzania go.
Rezultatem jest bateria termiczna lub, jak to się nazywa, bateria termoelektryczna.
Zasada jego działania na podstawie na efekt termoelektryczny, który występuje, gdy różnica temperatur w różnych warstwach płynu roboczego akumulatora. Piasek lub inny podobny płyn chłodzący jest podgrzewany do wysokiej temperatury, a następnie ciepło jest przekazywane moduły termoelektryczne zawierające materiały półprzewodnikowe, które generują elektryczność aktualny.
Takie akumulatory są bardzo wydajnym sposobem magazynowania nadmiaru energii elektrycznej i są niezwykle tanie w produkcji. Umożliwi to pełniejsze wykorzystanie odnawialnych źródeł energii i rozwiąże problem jej nierównomiernej produkcji.
Jak widać technologie, które mogą poprawić przyszłość ludzkości nie muszą być skomplikowane. Niektóre z nich są dość proste, ale bardzo skuteczne.
3. kosmiczna katapulta
Fragment wideo: SpinLaunch
Podczas gdy Elon Musk próbuje wycisnąć najlepsze osiągi ze starych, dobrych silników rakietowych, ludzie ze SpinLaunch zdecydowany idź w bardziej oryginalny sposób i wyrzuć ładunek na orbitę za pomocą kosmicznej katapulty. I mają już działający prototyp, który został przetestowany.
Zamiast spalać tradycyjne paliwa chemiczne, SpinLaunch wyrzuca obiekty w przestrzeń kosmiczną za pomocą energii kinetycznej. To znaczy po prostu trwa kręci się i rzuca satelitę w białe światło jak ładny grosz. Potem nadal musi używać silników chemicznych do stabilizacji orbity. Jednak możliwość lotu w kosmos bez konieczności budowania ogromnej rakiety wciąż robi wrażenie.
SpinLaunch twierdzi, że ich system obniża koszty paliwa i infrastruktury na starty dziesięciokrotnie. Dajesz dostępną przestrzeń na każdym podwórku.
To prawda, że aby wystrzelić satelitę, musi on zostać rozproszony odwirować do prędkości 8 000 km/h i doświadcza przeciążenia 10 000 G. Oczywiście coś takiego wyrzuca człowieka na orbitę tylko w stanie płynnym - dosłownie rozpryskuje pasażerów na pierwszym kosmicznym. Ale poradzi sobie z ładunkami nieożywionymi z hukiem.
4. Spocony superkondensator
Nie masz dość ciągłego ładowania telefonu, smartwatcha, słuchawek i innych gadżetów? Specjaliści z James Watt School of Engineering na Uniwersytecie w Glasgow postanowili rozprawić się z tym problemem raz na zawsze. Opracowali nowy typ elastycznego superkondensatora, w którym zastąpiono elektrolit z konwencjonalnych baterii Następnie.
Kiedy tkanina poliestrowo-celulozowa pochłania płyny ustrojowe człowieka, dodatnie i ujemne jony potu oddziaływać z pokrywającą go powierzchnią polimeru i wywołać reakcję elektrochemiczną, która generuje energię. Inteligentny superkondensator tekstylny można w pełni naładować, wchłaniając zaledwie 20 mikrolitrów cieczy. I jest w stanie wytrzymać 4000 cykli ładowania i rozładowania.
Wyobraź sobie, że nie musisz już zdejmować bransoletki fitness, aby ją naładować - załóż ją i noś.
A jeśli taki polimer zostanie wpleciony w bluzę, to będzie to możliwe jogging zasil także swój smartfon. Ale takie baterie mają ważniejsze zastosowanie - mogą być stosowane w rozrusznikach serca, czujnikach śledzenie parametrów życiowych i inne urządzenia medyczne do noszenia, które wymagają ciągłego odżywianie.
Ludzki pot jako ciało robocze baterii jest również obiecujący, ponieważ jest przyjazny dla środowiska. W przeciwieństwie do tego samego toksycznego litu, możesz wylewać go na siebie tyle, ile chcesz.
5. Beton „żywy”.
Beton samonaprawiający się w zasadzie nie jest nową technologią. Istnieją materiały, które mogą naprawa mikroskopijne pęknięcia, zapobiegające ich rozszerzaniu się oraz zapobiegające przenikaniu wilgoci i wpływowi agresywnych środowisk. Zwykle do składu betonu samonaprawiającego dodaje się mikrokapsułki ze środkami naprawczymi lub włóknami, które twardnieją w kontakcie z wodą.
Ale naukowcy z University of Colorado w Boulder postanowili pójść dalej i Utworzony dosłownie „żywe materiały budowlane” (żywe materiały budowlane, LBM). Wykonany jest z hydrożelu i piasku, które zostały uzupełnione fotosyntetycznymi sinicami Synechococcus. Kiedy w strukturze tego materiału pojawiają się pęknięcia, sinice rozpoczynają proces biomineralizacji, dosłownie lecząc uszkodzenia.
Naukowcy uważają, że ich „beton z bakteria„pozwoli na tworzenie struktur, które nie tylko same „leczą” pęknięcia, ale także absorbują niebezpieczne toksyny z powietrza, a nawet świecą na zawołanie. Jak Ci się podoba perspektywa zamieszkania w „żywym” domu?
6. środek do usuwania węgla
W tej chwili kluczowe zadanie redukcji CO2 w atmosferze planety, nasi zieloni przyjaciele, drzewa, działają przy pomocy technologii fotosyntezy sprawdzonej przez miliardy lat. Nowe rozwiązania mogą ułatwić ich trudną misję, pochłaniając więcej dwutlenku węgla i zajmując mniejszy obszar.
Szwajcarska firma Climeworks wystrzelony w Islandii Orca to największa na świecie instalacja do wychwytywania i składowania dwutlenku węgla, wykorzystująca technologię o nazwie DAC (Direct Air Capture). Zasada jest niezwykle prosta: roślina zasysa otaczające ją powietrze, a następnie je filtruje. Tak jak w domu klimatyzator, po prostu ogromny.
Budowa Orki rozpoczęła się w maju 2020 roku i została ukończona w mniej niż 15 miesięcy dzięki prostej modułowej konstrukcji. Jednocześnie jest w stanie usunąć z atmosfery 4000 ton CO rocznie.2.
Dwutlenek węgla wychwycony przez roślinę jest mieszany z wodą i wysyłany w głąb ziemi. W ciągu kilku lat ten CO2 reaguje z naturalnym bazaltem i zamienia się w stałe minerały węglanowe. Ponadto zebrany dwutlenek węgla można przetworzyć i wykorzystać do stworzenia syntetycznego paliwa.
7. Druk 3D kości i narządów
Druk 3D to niezwykle obiecująca branża, która może zapewnić ludzkości wszystko, od tanich domów po silniki kosmiczne. Ale jednym z najbardziej intrygujących zastosowań tej technologii jest tworzenie kości i narządów wewnętrznych na drukarkach 3D.
Firma Ossiform tworzy indywidualne protezy różnych kości wykonane z bioceramiki i fosforanu trójwapniowego - materiałów o właściwościach zbliżonych do tkanki kostnej w organizmie człowieka. Lekarze wykonują rezonans magnetyczny, aby uzyskać informacje o zastępowanej kości, które są następnie przesyłane do Ossiform. Na podstawie tych informacji firma tworzy model 3D implantu, który jest specjalnie zaprojektowany dla każdego indywidualnego pacjenta i dokładnie naśladuje anatomiczny kształt i strukturę prawdziwych kości. Chirurg sprawdza projekt, a po wydrukowaniu implantu w 3D można go używać podczas operacji.
Oprócz implantacji w ludzkim ciele, produkty Ossiform nadają się również do szkolenia chirurgów.
Innym obiecującym zastosowaniem drukarek 3D w medycynie jest drukowanie narządów ludzkich. Technologia opiera się na wykorzystaniu biologicznie zgodnych materiałów, takich jak biopolimery i komórki pobrane od dawcy, często od samego pacjenta.
Specjalna drukarka warstwy z tych materiałów, w ściśle określonym porządku, stworzyć trójwymiarową strukturę organu. Następnie komórki osadzone w materiale rosną i wchłaniają polimer, tworząc na nim, jak na szkielecie, tkanki, narządy, a czasem całe części ciała.
Na przykład w ten sposób pewnego dnia drukowane nos. Przymocowali go do przedramienia pacjenta, zakorzenił się tam przez kilka miesięcy, a następnie przeszczepiono go na twarz.
I nawet ludzka siatkówka może być wydrukowana w 3D przy użyciu komórek macierzystych. Ta technologia rozwinięty naukowców z US National Eye Institute w 2022 roku.
8. Ekologiczny pogrzeb grzybowy
Przeludnienie planety to poważny problem, nie tylko dlatego, że miliardy ludzi potrzebują czegoś do wyżywienia, ale także dlatego, że wszyscy wciąż muszą być gdzieś pochowani. Grunty wykorzystywane pod cmentarze nie będą wkrótce nadawały się do innych celów, ponieważ produkty rozkładu zwłok nie pozwalają na uprawę na nich roślin użytkowych.
Kremacja również nie wchodzi w grę, ponieważ spalanie ciał pochłania dużo energii. Poza tym atmosfera wyrzucony dużo dwutlenku węgla, a nawet szkodliwej rtęci - podczas odparowywania wypełnień dentystycznych.
Ale oryginalna technologia „zielonych” pogrzebów, stosowana już w Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii, umożliwia pozbywanie się ciał bez szkody dla przyrody. Zmarły umieszczony do specjalnego pojemnika, w którym następuje kontrolowany rozkład pod wpływem specjalnie dobranych grzybów i mikroorganizmów. Pleśnie i grzyby z rodzaju Agaricus żywią się materiałem organicznym, w tym szczątkami. Rozkładają białka, węglowodany i tłuszcze, zamieniając je w próchnicę i składniki odżywcze.
W wyniku tego procesu powstaje kompost grzybowy, który można wykorzystać m.in nawóz. Kompostowanie nie tylko zmniejsza szkodliwy wpływ produktów rozkładu na środowisko, ale także przyczynia się do szybkiego przywrócenia żyzności gleby.
Przeczytaj także🧐
- 5 starożytnych wynalazków, które wyprzedzały swoje czasy
- 10 fantastycznych wynalazków filmowych, które stały się rzeczywistością
- 8 prostych wynalazków, które zmieniły świat nie do poznania