в последнее время нанотехнологии достигли такого прогресса
Самые важные достижения нанотехнологий 21 века
Изобретения, невидимые глазу, но действенные и практичные. Нанотехнологиям пророчат изменение будущего.
А что учёные уже открыли в этой сфере? И можем ли мы этим воспользоваться уже сейчас?
Жидкий металл
Металл, поддающийся управлению с помощью электричества, напоминает сплав, из которого сделан злобный робот из «Терминатор 2». Вещество активно реагирует на раздражители и изменения вокруг. Под воздействием тока в гидроксиде натрия или соляном растворе он движется, может создавать непростые фигуры. Материал имеет биометрические свойства, он может «создать видимость» что производит биохимическую реакцию, но на самом деле он вовсе не имеет биологических составных. Металл может двигаться и сам, без электроимпульсов, если произойдёт несбалансированная нагрузка и раз в давлении на разные стороны капли металла.
Пластыри вместо укола
Уколы, возможно, уйдут в прошлое, ведь исследователи создают пластыри, которые впитают лекарство в организм пациента без уколов. Пластырь будет иметь привычные размеры, и через кожу, скажем, руки, переместят некое количество наночастиц в организм. Размер частиц — меньше 20 нанометров, они сами найдут вредные клетки, устранят их и выведутся из организма естественными путями. Учёные мечтают применять эти частицы для излечения рака, ведь частицы найдут именно раковые клетки, и не тронут здоровые. Проект учёных Атифа Саеда и Закарии Хуссейна из Нью-Йоркского университета называется «NanJect». Конечно, всегда остаются опасения что наночастицы вдруг взбесятся под воздействием, например, электрических импульсов мозга, и перестанут различать здоровые и больные клетки, но, с другой стороны, современные лекарства могут быть не менее опасны, так что время покажет, кто прав — скептики или исследователи.
Очистка воды
Разлив нефти и аварии нефтяных танкеров – катастрофа для океана, сравнимая по масштабам с Хиросимой, а то и хуже. Миллионы литров нефти растекаются на десятки тысяч километров вокруг, делая воду непроницаемой для кислорода. Гибнут водоросли, рыба, птицы. Чтобы подобного не случалось, исследователи работают над плёнкой, толщиной в нанометры, чтобы она, в сочетании с сеткой из нержавейки отталкивала нефть, очищая поверхность воды. Исследователи нашли пример в природе – лисья лотоса отталкивают нефть, именно поверхность этих растений и пытаются воссоздать учёные.
Очистка воздуха для подводных лодок
Один и тот же воздух возвращается в каждые лёгкие всего экипажа подлодки, производя перед тем очистку. Чтобы очистить воздух, задействуют амины, которые пахнут аммиаком. Чтобы облегчить жизнь подводникам, и всем, кому приходиться работать в закрытых помещениях, исследователи создали SAMMS, которая предполагает очистку наночастицами в гранулах из керамики. Пористость вещества поможет поглощать ему углекислый газ. Столовая ложка этого вещества может очистить место, площадью как футбольное поле.
Нанопроводники
Твёрдая наночастица сможет передавать ток в разных направлениях, сможет заместить собой работу выпрямителей тока, переключателей и диодов. Такая частица будет окружена отрицательно заряженными атомами, а электрозаряд будет размещать их в нужном порядке вокруг частицы. Материалы помогут сделать электронику более эффективной и помогут объединять разные технологии.
Нанозарядка
Зарядка будет впитывать из окружающего пространства кинетическую энергию, и будет направлять её в устройство. Пьезоелектрическое вещество, лежащее в основе этой технологии, поможет создавать электричество, используя собственное механическое напряжение. Исследователи Висконсинского университета считают, что этот прибор сможет заряжать всё – от автомобилей, заканчивая производственные препараты и телефоны.
Химический 3D-принтер
Мартин Берк из Иллинойского университета любит создавать удивительные химические вещества, имея в своём арсенале набор разных молекул. Таким образом можно использовать молекулы, которыми пользуются в медицине, чтобы сделать LED-диоды, солнечные батареи и химических элементы. Пока такой принтер создать будет непросто, но однажды, мечтают учёные, они смогут сделать такие принтеры домашними приборами для создания медикаментов.
10 нанотехнологий с удивительным потенциалом
Попробуйте вспомнить какое-нибудь каноническое изобретение. Вероятно, кто-то сейчас представил себе колесо, кто-то самолет, а кто-то и «айпод». А многие ли из вас подумали об изобретении совсем нового поколения — нанотехнологиях? Этот мир малоизучен, но обладает невероятным потенциалом, способным подарить нам действительно фантастические вещи. Удивительная вещь: направление нанотехнологий не существовало до 1975 года, даже несмотря на то, что ученые начали работать в этой сфере гораздо раньше.
Не только в процессорах используются нанотехнологии
Невооруженный глаз человека способен распознать объекты размером до 0,1 миллиметра. Мы же сегодня поговорим о десяти изобретениях, которые в 100 000 раз меньше.
Электропроводимый жидкий металл
За счет электричества можно заставить простой сплав жидкого металла, состоящий из галлия, иридия и олова, образовывать сложные фигуры или же наматывать круги внутри чашки Петри. Можно с некоторой долей вероятности сказать, что это материал, из которого был создан знаменитый киборг серии T-1000, которого мы могли видеть «Терминаторе 2».
«Мягкий сплав ведет себя как умная форма, способная при необходимости самостоятельно деформироваться с учетом изменяющегося окружающего пространства, по которому он движется. Прямо как мог делать киборг из популярной научно-фантастической киноленты», — делится Джин Ли из университета Цинхуа, один из исследователей, занимавшихся данным проектом.
Этот металл биомиметический, то есть он имитирует биохимические реакции, хотя сам не является биологическим веществом.
Управлять этим металлом можно за счет электрических разрядов. Однако он и сам способен самостоятельно передвигаться, за счет появляющегося дисбаланса нагрузки, которое создается разностью в давлении между фронтальной и тыльной частью каждой капли этого металлического сплава. И хотя ученые считают, что этот процесс может являться ключом к конвертации химической энергии в механическую, молекулярный материал в ближайшем будущем не собираются использовать для строительства злых киборгов. Весь процесс «магии» может происходить только в растворе гидроксида натрия или соляном растворе.
Как работают нанопластыри
Таким можно не только царапину заклеить
Трипанофобы, возрадуйтесь! В самом ближайшем будущем вам, возможно, больше не придется бояться иголок. Исследователи из Йоркского университета работают над созданием специальных пластырей, которые будут предназначаться для доставки всех необходимых лекарств внутрь организма без какого-либо использования иголок и шприцов. Пластыри вполне себе обычного размера приклеиваются к руке, доставляют определенную дозу наночастиц лекарственного средства (достаточно маленькие, чтобы проникнуть через волосяные фолликулы) внутрь вашего организма. Наночастицы (каждая размером менее 20 нанометров) сами найдут вредоносные клетки, убьют их и будут выведены из организма вместе с другими клетками в результате естественных процессов.
Ученые отмечают, что в будущем такие нанопластыри можно будет использовать при борьбе с одним из самых страшных заболеваний на Земле — раком. В отличие от химиотерапии, которая в таких случаях чаще всего является неотъемлемой частью лечения, нанопластыри смогут в индивидуальном порядке находить и уничтожать раковые клетки и оставлять при этом здоровые клетки нетронутыми. Проект нанопластыря получил название «NanJect». Его разработкой занимаются Атиф Сайед и Закария Хуссейн, которые в 2013 году, еще будучи студентами, получили необходимое спонсирование в рамках краудсорсинговой компании по привлечению средств.
Остается лишь понадеяться, что нанопластыри доведут до ума, выпустят в продажу и не в коем случае не совместят эту разработку с технологией жидкого металла, о которой мы писали выше.
Нанофильтр для воды
В современных реалиях очень актуально
Помните катастрофу, связанную со взрывом нефтяной платформы BP и разливом нефти в Мексиканском заливе, которая произошла в 2010 году? В будущем подобные аварии помнить не будут, если у исследователей из штата Огайо все получится. И все благодаря специальной разрабатываемой пленке толщиной несколько нанометров. При использовании этой пленки в сочетании с тонкой сеткой из нержавеющей стали нефть отталкивается, и вода в этом месте становится первозданно чистой.
Что интересно, на создание нанопленки ученых вдохновила сама природа. Листья лотоса, также известного как водяная лилия, обладают свойствами, противоположными свойствам нанопленки: вместо нефти они отталкивают воду. Ученые уже не первый раз подглядывают у этих удивительных растений их не менее удивительные свойства. Результатом этого, например, стало создание супергидрофобных материалов в 2003 году. Что же касается нанопленки, исследователи стараются создать материал, имитирующий поверхность водяных лилий, и обогатить его молекулами специального очищающего средства. Само покрытие невидимо для человеческого глаза. Производство будет недорогим: примерно 1 доллар за квадратный фут.
Очиститель воздуха для подводных лодок
Под водой особенно важно иметь чистый воздух
Вряд ли кто-то задумывался о том, каким воздухом приходится дышать экипажам подводных лодок, кроме самих членов экипажа. А между тем очистка воздуха от двуокиси углерода должна производиться немедленно, так как за одно плаванье через легкие команды подлодки одному и тому же воздуху приходится проходить сотни раз. Для очистки воздуха от углекислого газа используют амины, обладающие весьма неприятным запахом.
Для решения этого вопроса была создана технология очистки, получившая название SAMMS (аббревиатура от Self-Assembled Monolayers on Mesoporous Supports). Она предлагает использование специальных наночастиц, помещенных внутрь керамических гранул. Вещество обладает пористой структурой, благодаря которой оно поглощает избыток углекислого газа. Различные типы очистки SAMMS взаимодействуют с различными молекулами в воздухе, воде и земле, однако все из этих вариантов очисток невероятно эффективны. Всего одной столовой ложки таких пористых керамических гранул хватит для очистки площади, равной одному футбольному полю.
Что такое нанопроводники
Никола Тесла заценил бы такие открытия
Исследователи Северо-Западного университета (США) выяснили, как создать электрический проводник на наноуровне. Этот проводник представляет собой твердую и прочную наночастицу, которая может быть настроена на передачу электрического тока в различных противоположных направлениях. Исследование показывает, что каждая такая наночастица способна эмулировать работу «выпрямителя тока, переключателей и диодов». Каждая частица толщиной 5 нанометров покрыта положительно заряженным химическим веществом и окружена отрицательно заряженными атомами. Подача электрического разряда реконфигурирует отрицательно заряженные атомы вокруг наночастиц.
Потенциал у технологии, как сообщают ученые, небывалый. На ее основе можно создавать материалы, «способные самостоятельно изменяться под определенные компьютерные вычислительные задачи». Использование этого наноматериала позволит фактически «перепрограммировать» электронику будущего.
Аппаратные обновления станут такими же легкими, как и программные. Помимо этого, нанопроводник имеет и другой потенциал использования и может стать своеобразным трехмерным мостом между различными технологиями. Благодаря тому, что его совместимость может быть запрограммирована, он обладает удивительной адаптивностью.
Нанотехнологическое зарядное устройство
Айфон, который держит зарядку год? Почему бы нет
Когда эту штуку создадут, то вам больше не потребуется использовать никакие проводные зарядные устройства. Новая нанотехнология работает как губка, только впитывает не жидкость. Она высасывает из окружающей среды кинетическую энергию и направляет ее прямо в ваш смартфон. Основа технологии заключается в использовании пьезоэлектрического материала, который генерирует электричество, находясь в состоянии механического напряжения. Материал наделен наноскопическими порами, которые превращают его в гибкую губку.
Официальное название этого устройства — «наногенератор». Такие наногенераторы могут однажды стать частью каждого смартфона на планете или же частью приборной панели каждого автомобиля, а возможно, и частью каждого кармана одежды — гаджеты будут заряжаться прямо в нем. Кроме того, технология имеет потенциал использования на более масштабном уровне, например, в промышленном оборудовании. По крайней мере так считают исследователи из Висконсинского университета в Мадисоне, создавшие эту удивительную наногубку.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на нас в Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Искусственная сетчатка
Так слепых людей вообще не останется
Будущее искусственного зрения видится настолько ярким, что здесь не обойтись без солнцезащитных очков… или специальной нанопленки, предназначающейся для имитации сетчатки ваших глаз. Израильская компания Nano Retina разрабатывает интерфейс, который будет напрямую подключатся к нейронам глаза и передавать результат нейронного моделирования в мозг, заменяя сетчатку и возвращая людям зрение.
Эксперимент на слепой курице показал надежду на успешность проекта. Нанопленка позволила курице увидеть свет. Правда, до конечной стадии разработки искусственной сетчатки для возвращения людям зрения пока еще далеко, но наличие прогресса в этом направлении не может не радовать.
Nano Retina — не единственная компания, которая занимается подобными разработками, однако именно их технология на данный момент видится наиболее перспективной, эффективной и адаптивной. Последний пункт наиболее важен, так как мы говорим о продукте, который будет интегрироваться в чьи-то глаза. Похожие разработки показали, что твердые материалы непригодны для использования в подобных целях.
И последнее. Так как технология разрабатывается на нанотехнологическом уровне, она позволяет исключить использование металла и проводов, а также избежать низкого разрешения моделируемой картинки.
Светящаяся одежда
Нет, это не концерт из 80-х
Шанхайские ученые разработали светоотражающие нити, которые можно использовать при производстве одежды. Основой каждой нити является очень тонкая проволока из нержавеющей стали, которую покрывают специальными наночастицами, слоем электролюминесцентного полимера, а также защитной оболочкой из прозрачных нанотрубок. В результате получаются очень легкие и гибкие нитки, способные светиться под воздействием своей собственной электрохимической энергии. При этом работают они на гораздо меньшей мощности, по сравнению с обычными светодиодами.
Недостаток технологии заключается в том, что «запаса света» у ниток хватает пока всего лишь на нескольких часов.
Однако разработчики материла оптимистично считают, что смогут увеличить «ресурс» своего продукта как минимум в тысячу раз. Даже если у них все получится, решение другого недостатка пока остается под вопросом. Стирать одежду на основе таких нанониток, скорее всего, будет нельзя.
Как бы там ни было, ученые считают, что можно рассмотреть варианты использования таких ниток в биомедицине. А что касается мытья, то из нанониток вполне можно будет создавать вещи, которые обычно не так часто подвергаются стирке, вроде сигнальных жилетов и бейсболок.
Наноиглы для восстановления внутренних органов
Такие иглы позволят проводить самые сложные операции
Нанопластыри, о которых мы говорили выше, разработаны специально для замены игл. А что, если сами иглы были бы размером всего несколько нанометров? В таком случае они могли бы изменить наше представление о хирургии, или по крайней мере существенно ее улучшить.
Совсем недавно ученые провели успешные лабораторные испытания на мышах. С помощью крошечных игл исследователи смогли ввести в организмы грызунов нуклеиновые кислоты, способствующие регенерации органов и нервных клеток и тем самым восстанавливающие утерянную работоспособность. Когда иглы выполняют свою функцию, они остаются в организме и через несколько дней полностью в нем разлагаются. При этом никаких побочных эффектов во время операций по восстановлению кровеносных сосудов мышц спины грызунов с использованием этих специальных наноигл ученые не обнаружили.
Если брать в расчет человеческие случаи, то такие наноиглы могут использоваться для доставки необходимых средств в организм человека, например, при трансплантации органов. Специальные вещества подготовят окружающие ткани вокруг трансплантируемого органа к быстрому восстановлению и исключат возможность отторжения. Другим способом применения этих игл может стать «перепрограммирование» поврежденных во время ожогов клеток на быстрое самовосстановление и возвращение их функций. При этом без каких-либо шрамов.
Трехмерная химическая печать
Молекулы позволят вывести 3D-печать на новый уровень
Только представьте себе 3D-принтер, способный работать сразу со множеством различных материалов. Химик Иллинойского университета Мартин Берк — настоящий Вилли Вонка из мира химии. Используя коллекцию молекул «строительного материала» самого разного назначения, он может создавать огромное число различных химических веществ, наделенных всевозможными «удивительными и при этом естественными свойствами». Например, одним из таких веществ является ратанин, который можно найти только в очень редком перуанском цветке.
Потенциал синтезирования веществ настолько огромен, что позволит производить молекулы, использующиеся в медицине, при создании LED-диодов, ячеек солнечных батарей и тех химических элементов, на синтезирование которых даже у самых лучших химиков планеты уходили годы.
Возможности нынешнего прототипа трехмерного химического принтера пока ограничены. Он способен создавать только новые лекарственные средства. Однако Берк надеется, что однажды он сможет создать потребительскую версию своего удивительного устройства, которая будет обладать куда большими возможностями. Вполне возможно, что в будущем такие принтеры будут выступать в роли своеобразных домашних фармацевтов.
Это прорыв: десять самых важных технологий 2021 года
Аудиоверсия материала:
Теперь материалы РБК Трендов можно не только читать, но и слушать. Ищите и подписывайтесь на подкаст «Звучит как тренд» в Apple Podcasts, «Яндекс.Музыке», Castbox или на другой платформе, где вы слушаете подкасты.
1. Литий-металлические батареи
Литий-металлические аккумуляторы имеют все шансы изменить расстановку сил на авторынке. Их энергетическая плотность равна 1 кВт·ч на литр объема, что почти в два раза больше, чем у литий-ионных батарей. Как утверждают в MIT Technology Review, благодаря этому электрокары заряжаются гораздо быстрее, а главное — заряда хватает на 80% дольше, чем с литий-ионными аккумуляторами. Такие показатели сохраняются и после 800 циклов.
Американский стартап QuantumScape (среди его инвесторов — Билл Гейтс), который занимается разработкой литий-металлических батарей, провел первые тесты в декабре 2020-го. После успешных испытаний он уже заключил сделку с Volkswagen, который начнет выпускать электромобили с этими аккумуляторами в 2025 году.
Скептики утверждают, что результаты тестов пока рано считать успешными: их проводили на однослойных ячейках, тогда как в реальных аккумуляторах они должны быть многослойными. При массовом производстве это может привести к непредвиденным рискам.
2. Вакцины на основе матричной РНК
РНК-вакцина — одна из самых передовых разработок в медицине за последние 20 лет. Сейчас есть две вакцины, созданные по этой технологии: Pfizer и Moderna. Обе — против коронавируса.
Обычные — векторные — вакцины содержат ослабленный или неактивный возбудитель вируса. Вакцины на основе мРНК побуждают организм вырабатывать фрагмент белка, содержащийся в возбудителе COVID-19, который тут же атакует иммунная система. В результате возникает сильный иммунитет к вирусу, организм становится устойчивым к заражению.
Матричные (информационные) РНК хороши тем, что их легко модифицировать под любой новый штамм вируса. Их также можно использовать для борьбы с инфекциями (например, малярией), раком, серповидноклеточной анемией, ВИЧ и другими тяжелыми заболеваниями.
3. GPT-3
На сегодняшний день самая совершенная нейросеть на базе NLP (то есть, алгоритмов распознавания текста) — GPT-3. Это нейросеть-трансформер, которая способна генерировать связные ответы в диалоге с человеком. Объем используемых ей данных и параметров в 100 раз превосходит предыдущее поколение — GPT-2.
Однако даже самые продвинутые трансформеры, обученные на огромных массивах данных не понимают смысла слов и фраз, которые они генерируют. Для их обучения нужны огромные массивы данных и вычислительные ресурсы, которые, в свою очередь, оставляют большой углеродный след. Еще одна проблема — несовершенство датасетов для обучения нейронных сетей: тексты в интернете часто содержат искажения, манипуляции и откровенные фейки.
Одно из самых перспективных направлений в развитии ИИ и нейросетей — это расширение диапазона восприятия. Сейчас алгоритмы умеют распознавать изображения, лица, отпечатки пальцев, звуки и голос. Они также умеют говорить и генерировать изображения и видео, имитируя наше восприятие разных органов чувств. Ученые MIT отмечают: чтобы приблизиться к человеку ИИ не хватает эмоционального интеллекта и чувств. В отличие от ИИ, человек умеет не только обрабатывать информацию и выдавать готовые решения, но и учитывать контекст, множество внешних и внутренних факторов, а главное — действовать в условиях неопределенности и меняющейся среды. Например, алгоритм AlphaGo от компании DeepMind способен обыграть чемпиона мира по го и шахматам, но все еще не может расширить свою стратегию за пределы доски.
Пока что даже самые продвинутые алгоритмы, включая GPT-3, находятся лишь на пути к этому. Сейчас перед разработчиками стоит задача создать мультимодальные системы, которые бы объединили распознавание текста и сенсорное восприятие для обработки информации и поиска решений.
4. Защита данных по модели Data Trusts
По данным Accenture, за время пандемии количество кибератак заметно выросло. Только первой половине 2020 года было взломано 36 млрд учетных записей и аккаунтов. Мы стали хранить гораздо больше данных в Сети, работать онлайн и пользоваться корпоративными сервисами с личных устройств. В итоге многие компании пострадали от утечек и вынуждены были усилить кибербезопасность.
Но причина утечек может быть не только в слабой защите данных, но и в том, что сама модель их сбора и хранения устарела. Data Trusts — «доверительное хранение данных» — новый подход, который может все изменить. В этом случае создается особый доверительный фонд, который хранит и управляет данными людей по их поручению и от их имени.
По словам представителей Mozilla, принцип доверительного управления данных подразумевает, что вы передаете свои данные тому, кто распоряжается ими в ваших же интересах. При этом все данные хранятся в одном месте, а сервисы, которыми вы пользуетесь, получают к ним доступ на ваших условиях. Доверительный фонд несет полную юридическую ответственность за соблюдение ваших интересов и приватности.
5. Wi-Fi 6 и 5G
Новые стандарты связи и беспроводного интернета, с одной стороны, помогают работать удаленно из одной точки на высокой скорости, с другой — способствуют развитию интернета вещей и искусственного интеллекта, сделают передачу данных более безопасной.
Главные преимущества, которые обеспечивает 5G:
Новый стандарт Wi-Fi 6 добавит новую частоту 6 ГГц к двум уже имеющимся — 2,4 и 5 ГГц. Он преследует те же цели, что и 5G: помогает ускорить интернет-соединение (до 2 Гб/сек для мобильных устройств), сделать его более стабильным и широкополосным — к одной точке можно будет подключить еще больше устройств. При этом сеть сама будет распределять интернет-трафик между устройствами, в зависимости от их мощности.
Специалисты Cisco называют главные преимущества Wi-Fi 6 для бизнеса:
Согласно опросу Deloitte, 86% руководителей считают, что продвинутая беспроводная связь преобразит их организацию в течение трех лет, и 79% говорят то же самое о своей отрасли.
По данным The Verge, первые 316 млн мобильных устройств с поддержкой Wi-Fi 6E появятся уже в 2021 году. Ожидается, что 5G и Wi-Fi 6 будут не конкурировать, а взаимно дополнять друг друга — в зависимости от задач и типов устройств.
В России операторы потратят более 1,1 трлн руб. на развитие 5G с 2021 по 2027 год. Активное внедрение начнется с 2024 года, однако сроки могут быть сдвинуты из-за низкого спроса. А вот Wi-Fi 6 вряд ли заработает: частоты сети уже заняты фиксированной радиосвязью, а в будущем их могут передать под 5G.
6. Виртуальная и дополненная реальность
Сегодня эти технологии используют в здравоохранении — чтобы обучать хирургов или проводить операции с данными диагностики в виде голограмм и онлайн-консилиумом врачей. В начале февраля 2021 года Microsoft провела онлайн-трансляцию 12 операций, выполненных в MR — смешанной реальности. Хирурги из 13 стран смогли подключиться в режиме онлайн и видеть все данные диагностики в виде голограмм и консультировать друг друга.
В ретейле AR позволяет примерить товары, поместить мебель в интерьер перед покупкой, а также получать персонализированные предложения. К примеру, производитель игрушек Mattel (куклы Барби и др.) использует дополненную реальность для игрушечных машинок Hot Wheels. Покупатели могут направить свой смартфон на конкретную модель, чтобы поиграть с ней на любых поверхностях:
В IKEA с помощью VR-гарнитуры вы можете представить, как будет выглядеть ваша кухня с выбранной мебелью.
В образовании дополненная и виртуальная реальность помогают глубже вовлечь в процесс и в деталях смоделировать среду, которую изучают в классе. Технологию используют и в корпоративном обучении. Tyson Foods — международная корпорация по производству продуктов питания — применяет VR, чтобы обучать сотрудников технике безопасности на производстве. В результате производственных травм стало на 20% меньше.
Архитекторы и дизайнеры представляют проекты в масштабе 1:1 с помощью виртуальной и дополненной реальности вместо обычных 3D-рендеров:
ThyssenKrupp Elevator, поставщик транспортных систем, эскалаторов и лифтов, запустил в Азии и на Ближнем Востоке залы виртуальной реальности с демонстрацией городских транспортных решений.
В автомобильной промышленности VR позволяет инженерам экспериментировать с дизайном и конструкцией новых моделей на стадии разработки концепта. Такой подход используют, к примеру, в Hyundai:
Но главной сферой, где виртуальная и дополненная реальность особенно востребованы, остаются игры и развлечения. Помимо VR-игр и симуляций, в разных странах действуют целые парки развлечений с использованием виртуальной реальности: например, Europa-Park в Германии или VR Star в Китае.
Быстрее всего в ближайшие семь лет будет расти рынок устройств с распознаванием жестов — перчатки для VR и AR: по данным Grand View Research, с 2021 по 2028 года ежегодный рост рынка составит в среднем 18%.
7. 3D-печать
Во время пандемии COVID-19 аддитивные технологии стали выгодной альтернативой традиционному производству, требующему огромных инвестиций и ресурсов. Еще одно весомое преимущество — значительно меньший уровень отходов.
В медицине и здравоохранении на 3D-принтерах печатают кабели и другие детали для медицинского оборудования. Еще один удивительный эксперимент — 3D-печать фрагментов человеческих костей прямо в организме, вместо поврежденных или утраченных. Для этого используют специальные биосовместимые чернила.
Аддитивные технологии применяются в архитектуре: из отпечатанных деталей возводят целые каркасные дома, что делает их намного дешевле обычных аналогов. Как пишет The Guardian, в калифорнийской Коачелла Вэлли такими застроили целый микрорайон. Компания-застройщик Mighty Buildings утверждает, что это позволило сэкономить 95% рабочего времени строителей.
Сейчас мы в шаге от того, чтобы использовать 3D-печать для создания необходимых объектов на поверхности Луны, используя для этого лунную пыль. Это позволит значительно упростить колонизацию спутника: не придется доставлять туда тяжелые грузы и технику.
8. «Зеленый» водород
«Зеленый» водород сегодня является частью глобальной мировой стратегии по снижению углеродного следа и переходу на возобновляемые источники энергии. Вместе с электрокарами водородные двигатели призваны стать главной альтернативой транспорту на дизельном топливе.
«Зеленый» водород получают экологически чистым способом без применения атомной энергии и природного газа. Самый безвредный метод — электролиз, когда через воду пропускают электрический ток. Это позволит избавиться от 830 млн т вредных выбросов углекислого газа в год — последствия неэкологичного производства водорода.
Сейчас, когда стоимость солнечной и ветровой энергии стремительно падает, появился шанс на массовое внедрение еще и водородной энергетики. В связи с этим Европа начала создавать необходимую инфраструктуру и производство на базе электролиза.
IEA (Международное энергетическое агентство) отмечает рекордный рост электролиза для производства зеленого водорода. Оно прогнозирует, что к 2030 году цена на водородное топливо упадет, как минимум, на 30%, что сделает его таким же доступным, как и другие виды топлива.
Еще до COVID-19 ускорились продажи автомобилей с водородным двигателем, однако сейчас многие производственные мощности замедлились или вовсе остановлены. После пандемии именно водородные технологии могут помочь восстановлению экономики.
Автомобили на водородном двигателе уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler. В Калифорнии построят 100 водородных заправочных станций, а к 2025 году здесь планируют довести количество автомобилей с нулевым уровнем выбросов до 1,5 млн.
Airbus объявила о планах ускорить разработку коммерческих реактивных самолетов с водородным двигателем и полностью отказаться от использования гибридных двигателей. Это значит, что к 2035 году появятся первые самолеты с нулевым уровнем выбросов.
9. Вычисления как сервис
Модель «вычисления как услуга/сервис» (CaaS — Calculation As A Service) или периферийные вычисления — глобальный тренд, наряду с программным обеспечением как услуга (SaaS — Software As A Service), инфраструктурой как услуга (IaaS — Infrastructure As A Service) и платформой как услуга (PaaS — Platform As A Service). Типичный пример такой модели — онлайн-игры или онлайн-кинотеатры. Вы оплачиваете подписку, но сам контент не хранится у вас, а запускается онлайн на сервере поставщика услуг.
Компании приобретают доступ к облачным сервисам, чтобы экономить на ИТ-инфраструктуре и поддержке, а также не перегружать локальную сеть. Это позволяет быстро развернуть и протестировать новый онлайн-сервис или ПО, разместить виртуальную АТС и объемные базы данных. Пандемия заставила многих изменить бизнес-модель и перераспределить ИТ-ресурсы в сторону облачных сервисов.
IDC прогнозирует, что 25% компаний к 2024 году сделают бизнес гибче и устойчивее за счет интеграции периферийных данных с облачными приложениями. Развитию вычислений как услуги будут способствовать машинное обучение и искусственный интеллект. Они помогают распределять и оптимизировать мощности, чтобы обеспечить стабильную скорость обработки данных.
10. Голосовой поиск и голосовые помощники
Распознавание голоса и NLP (нейролингвистическое программирование) у нейросетей достигло той стадии, когда голосовые помощники вполне способны заменить реальных людей или текстовый поиск. Google, Apple и Amazon вкладывают все больше ресурсов в развитие этого направления.
Сегодня мы вполне можем обойтись без текстового поиска: умные колонки и голосовые помощники ищут нужную нам информацию, запускают треки и подкасты, ставят напоминания и набирают номера. Голосовую навигацию используют в управлении беспилотниками, а голосовые чат-боты приходят на смену живым консультантам и операторам колл-центров.
Согласно отчету Google, 27% людей в мире используют голосовые помощники на смартфонах. По данным Adobe Analytics, 47% владельцев умных колонок используют их для поиска, 46% — прослушивания новостей, 34% — чтобы спросить адрес или получить инструкции. Google утверждает, что 62% заказывают с помощью умных колонок товары в сети.
С каждым годом голосовые помощники благодаря ИИ становятся все умнее. В 2013 они могли распознавать 77% произносимых слов, а сегодня — уже 97%. К примеру, когда алгоритм RankBrain от Google встречает новую поисковую фразу, он сам догадывается, что мог искать конкретный пользователь, а затем выдает наиболее подходящие ответы.
В марте Европейский совет по защите данных (EDPB) опубликовал рекомендации по виртуальным голосовым помощникам. В организации обеспокоены тем, какой объем данных они используют и соответствует ли использование этих данных регламенту GDPR. В частности, голосовых помощников все чаще используют для машинного обучения алгоритмов по распознаванию голоса, биометрической идентификации и составления профилей для таргетированной рекламы.