Robotí pavouci, zpocené baterie a živý beton: 8 budoucích technologií, které již existují
Různé / / July 25, 2023
1. Nekroarachnoboti
Fragment videa: Rice University
Někdy mohou být nové technologie nesmírně zajímavé a zároveň tak strašidelné, jako by se vše odehrávalo v hororovém filmu.
Inženýři z Rice University se naučili proměňte mrtvé pavouky v chytající roboty. Vedoucí projektu Daniel Preston z George Brown School of Engineering zjistil, že i po smrti si pavouci zachovávají strukturu těla, která je ideální pro zachycení různých předmětů.
Pavouci používají k pohybu končetin hydrauliku. V jejich cefalothoraxu (prosoma) je speciální komora, která se buď smršťuje, nebo rozšiřuje, což vede k krevní transfuzi (hemolymfě). Když se tlak sníží, nohy jsou pokrčené, když se zvýší, jsou neohnuty.
Vědcům se podařilo přimět mrtvého pavouka vlka, aby hýbal končetinami, a to tak, že mu do prozomy vrazili jehlu. "Necrorobot" úspěšně uchopil a přesunul věci, včetně desek plošných spojů a jejich příbuzných.
Mrtvý pavouk zvedl asi 130 % své vlastní hmotnosti a někdy i mnohem více.
Přitom své končetiny tisíckrát za sebou úspěšně ohýbal a prodlužoval, než se zlomily. Výzkumníci
svázat je to dehydratace kloubů. A věří, že je možné překonat omezení, pokud jsou nohy pokryty odolnými polymery.Možná se ptáte: proč učit mrtvé pavouky chytat předměty? No, vyhlídky pro "nekroroboty" jsou skvělé. Mohou dělat drobné práce, jako je montáž elektroniky, zabíjení škůdců nebo dokonce užitečnost v medicíně. Vzhledem k tomu, že samotní pavouci jsou biologicky odbouratelní, je „nekrorobotika“ také šetrná k životnímu prostředí.
Možná se v budoucnu ukáže, že se promění v mrtvá těla robotů větší než ta pavouci. To vše samozřejmě připomíná děj Frankensteina Mary Shelley, ale nebojte. Ve skutečnosti to bude mrtvým jedno.
2. pískové baterie
Obnovitelná energie je často kritizována za to, že elektřinu, kterou vyrábí, nelze skladovat. Skladování uhlí nebo benzínu není obtížné, na rozdíl od energie, kterou vyrábějí větrné mlýny a solární panely. Samozřejmě existují baterie, ale lithium je pro ně drahý zdroj a navíc toxické.
Problém může vyřešit vývoj finských inženýrů z Polar Night Energy. nalezeno způsob, jak ukládat energii doslova do písku. Vzali ocelovou nádobu o rozměrech 4×7 m a naplnili ji 100 tunami písku, k jejímu ohřevu pak použili větrnou a solární energii.
Výsledkem je tepelná nebo, jak se také říká, termoelektrická baterie.
Princip jeho fungování na základě na termoelektrický jev, ke kterému dochází při rozdílu teplot v různých vrstvách pracovní tekutiny baterie. Písek nebo jiné podobné chladivo se zahřeje na vysokou teplotu, pak se teplo přenese skrz termoelektrické moduly obsahující polovodičové materiály, které generují el aktuální.
Takové baterie jsou velmi účinným způsobem ukládání přebytečné elektřiny a jejich výroba je extrémně levná. To umožní plněji využívat obnovitelné zdroje energie a vyřešit problém její nerovnoměrné produkce.
Jak vidíte, technologie, které mohou zlepšit budoucnost lidstva, nemusí být složité. Některé z nich jsou docela jednoduché, ale velmi účinné.
3. vesmírný katapult
Úryvek z videa: SpinLaunch
Zatímco Elon Musk se snaží ze starých dobrých raketových motorů vymáčknout ten nejlepší výkon, lidé ze SpinLaunch rozhodl jděte originálnějším způsobem a vyhoďte náklad na oběžnou dráhu pomocí vesmírného katapultu. A už mají funkční prototyp, který byl testován.
Místo spalování tradičních chemických paliv vypouští SpinLaunch objekty do vesmíru pomocí kinetické energie. To znamená, že to prostě trvá se točí a hodí satelit do bílého světla jako pěkný cent. Pak ještě musí použít chemické motory ke stabilizaci oběžné dráhy. Ale možnost dostat se do vesmíru bez nutnosti stavět obrovskou raketu je stále působivá.
SpinLaunch tvrdí, že jejich systém desetinásobně snižuje náklady na palivo a infrastrukturu pro starty. V každém dvoře poskytujete volný prostor.
Pravda, aby satelit mohl vypustit, musí být rozptýlen odstředivka do rychlosti 8 000 km/h a přetížení 10 000 G. Přirozeně taková věc katapultuje člověka na oběžnou dráhu pouze v kapalném skupenství – na prvním vesmírném to cestující doslova šplíchne. Ale s neživým nákladem si poradí s třeskem.
4. Zpocený superkondenzátor
Nebaví vás neustále nabíjet telefon, chytré hodinky, sluchátka a další vychytávky? Specialisté z James Watt School of Engineering na University of Glasgow se s tímto problémem rozhodli jednou provždy vypořádat. Vyvinuli nový typ flexibilního superkondenzátoru, ve kterém se vyměňuje elektrolyt z běžných baterií Pak.
Když polyesterová celulózová tkanina absorbuje lidské tělesné tekutiny, kladné a záporné ionty potu interagovat s povrchem polymeru, který jej pokrývá, a způsobit elektrochemickou reakci, která generuje energii. Chytrý textilní superkondenzátor lze plně nabít absorbováním pouhých 20 mikrolitrů kapaliny. A je docela schopný vydržet 4 000 cyklů nabití a vybití.
Představte si, že už nemusíte svůj fitness náramek sundávat, abyste ho mohli nabíjet – nasadit a nosit.
A pokud je takový polymer vetkán do mikiny, pak to bude možné běhání také napájet váš smartphone. Takové baterie mají ale důležitější uplatnění – lze je použít v kardiostimulátorech, senzorech sledování životních funkcí a další nositelná zdravotnická zařízení, která vyžadují nepřetržitý provoz výživa.
Lidský pot jako pracovní tělo baterie je perspektivní i proto, že je šetrný k životnímu prostředí. Na rozdíl od stejného toxického lithia si ho na sebe můžete vylít, jak chcete.
5. "Živý" beton
Samoopravný beton v zásadě není novou technologií. Existují materiály, které mohou opravit mikroskopické trhliny, zabraňující jejich expanzi a zabraňující pronikání vlhkosti a působení agresivního prostředí. Obvykle se do kompozice samoopravného betonu přidávají mikrokapsle s opravnými prostředky nebo vlákny, které při kontaktu s vodou tvrdnou.
Vědci z University of Colorado v Boulderu se ale rozhodli jít dále a vytvořené doslova „živé stavební materiály“ (živé stavební materiály, LBM). Je vyroben z hydrogelu a písku, které byly doplněny o fotosyntetické sinice Synechococcus. Když se ve struktuře tohoto materiálu objeví trhliny, sinice zahájí proces biomineralizace, doslova hojí poškození.
Vědci se domnívají, že jejich „beton s bakterie„umožní vytvořit struktury, které dokážou nejen samy „zacelit“ praskliny, ale také pohlcovat nebezpečné toxiny ze vzduchu a na povel dokonce zářit. Jak se vám líbí vyhlídka usadit se v „živém“ domě?
6. odstraňovač karbonu
V tuto chvíli je zásadním úkolem snižování CO2 v atmosféře planety naši zelení přátelé, stromy, vystupují s pomocí technologie fotosyntézy prověřené miliardami let. Nový vývoj může jejich obtížnou misi usnadnit tím, že absorbuje více oxidu uhličitého a zabere menší plochu.
Švýcarská společnost Climeworks spuštěna na Islandu je Orca největší továrnou na zachycování a ukládání uhlíku na světě, která využívá technologii zvanou DAC (Direct Air Capture). Princip je velmi jednoduchý: rostlina nasává vzduch kolem sebe a poté jej filtruje. Stejně jako doma klimatizace, prostě obrovský.
Stavba Orca začala v květnu 2020 a byla dokončena za méně než 15 měsíců díky jednoduchému modulárnímu designu. Zároveň je schopen ročně odstranit z atmosféry 4000 tun CO.2.
Oxid uhličitý zachycený rostlinou je smíchán s vodou a odeslán hluboko do země. Během několika let tato CO2 reaguje s přírodním čedičem a mění se na pevné uhličitanové minerály. Sebraný oxid uhličitý lze navíc zpracovat a použít k výrobě syntetického paliva.
7. 3D tisk kostí a orgánů
3D tisk je extrémně perspektivní odvětví, které může lidstvu poskytnout cokoli od levných domů až po vesmírné motory. Ale jednou z nejzajímavějších aplikací této technologie je vytváření kostí a vnitřních orgánů na 3D tiskárnách.
Společnost Ossiform vytváří jednotlivé protézy různých kostí z biokeramiky a fosforečnanu vápenatého - materiály, které jsou svými vlastnostmi podobné kostní tkáni v lidském těle. Lékaři provádějí magnetickou rezonanci, aby získali informace o nahrazované kosti, která se pak přenese do Ossiforma. Na základě těchto informací společnost vytváří 3D model implantátu, který je speciálně navržen pro každého jednotlivého pacienta a přesně napodobuje anatomický tvar a strukturu skutečných kostí. Chirurg zkontroluje design a jakmile je implantát 3D vytištěn, může být použit během operace.
Kromě implantace do lidského těla jsou produkty Ossiform vhodné i pro školení chirurgů.
Dalším slibným využitím 3D tiskáren v medicíně je tisk lidských orgánů. Technologie je založena na použití biologicky kompatibilních materiálů, jako jsou biopolymery a buňky odebrané od dárce, často od samotného pacienta.
Speciální tiskárna vrstvy tyto materiály podle přísného řádu vytvářejí trojrozměrnou strukturu orgánu. Poté buňky vložené do materiálu rostou a absorbují polymer, tvoří na něm, jako na rámu, tkáně, orgány a někdy i celé části těla.
Třeba tímto způsobem jednoho dne vytištěné nos. Připevnili to pacientovi na předloktí, tam to na pár měsíců zakořenilo a pak se to transplantovalo na obličej.
A dokonce i lidská sítnice může být 3D vytištěna pomocí kmenových buněk. Tato technologie rozvinutý vědci z amerického Národního očního institutu v roce 2022.
8. Ekologický houbový pohřeb
Přelidnění planety je vážný problém, a to nejen proto, že miliardy lidí potřebují něco nakrmit, ale také proto, že je všichni stále potřebují někde pohřbít. Pozemky využívané pro hřbitovy nebudou brzy vhodné k jinému využití, protože produkty kadaverózního rozkladu na nich neumožňují pěstování užitkových rostlin.
Kremace také nepřipadá v úvahu, protože na spalování těl se spotřebuje hodně energie. Navíc atmosféra vyhozen hodně oxidu uhličitého, a dokonce i škodlivé rtuti - při odpařování zubních výplní.
Ale původní technologie „zelených“ pohřbů, která se již používá ve Spojených státech a Velké Británii, umožňuje zbavit se těl bez újmy na přírodě. Zesnulý umístěna do speciální nádoby, kde probíhá řízený rozklad pod vlivem speciálně vybraných hub a mikroorganismů. Plísně a houby rodu Agaricus se živí organickým materiálem včetně zbytků. Rozkládají bílkoviny, sacharidy a tuky a přeměňují je na humus a živiny.
Výsledkem tohoto procesu je vznik houbového kompostu, který lze využít k hnojivo. Kompostování nejen snižuje škodlivé účinky produktů rozkladu na životní prostředí, ale přispívá také k rychlé obnově úrodnosti půdy.
Přečtěte si také🧐
- 5 starověkých vynálezů, které předběhly dobu
- 10 fantastických filmových vynálezů, které se staly skutečností
- 8 jednoduchých vynálezů, které změnily svět k nepoznání