Robotedderkopper, svette batterier og levende betong: 8 fremtidige teknologier som allerede eksisterer
Miscellanea / / July 25, 2023
1. Necroarachnobots
Videofragment: Rice University
Noen ganger kan nye teknologier være ekstremt spennende og samtidig så skumle, som om alt skjer i en skrekkfilm.
Rice University ingeniører har lært gjør døde edderkopper til gripende roboter. Prosjektlederen, Daniel Preston fra George Brown School of Engineering, fant at selv etter døden beholder edderkopper en kroppsstruktur som er ideell for å fange forskjellige gjenstander.
Edderkopper bruker hydraulikk for å bevege lemmene. I deres cephalothorax (prosoma) er det et spesielt kammer som enten trekker seg sammen eller utvider seg, noe som fører til blodoverføring (hemolymfe). Når trykket reduseres, bøyes bena, når det økes, er de ubøyde.
Forskere har klart å få en død ulvedderkopp til å bevege lemmene ved å stikke en nål inn i prosoma. "Necrorobot" grep og flyttet ting, inkludert kretskort og deres slektninger.
En død edderkopp løftet omtrent 130 % av sin egen vekt, og noen ganger mye mer.
Samtidig bøyde han og forlenget lemmene tusen ganger på rad før de brakk. Forskere
binde det er dehydrering av leddene. Og de tror at det er mulig å overvinne begrensningen hvis bena er dekket med slitesterke polymerer.Du kan spørre: hvorfor lære døde edderkopper å gripe gjenstander? Vel, utsiktene for "nekroroboter" er store. De kan gjøre små jobber som å sette sammen elektronikk, drepe skadedyr eller til og med være nyttige i medisin. Gitt at edderkoppene i seg selv er biologisk nedbrytbare, er «necrorobotics» også miljøvennlig.
Kanskje vil det i fremtiden vise seg å bli til roboter som er større enn de edderkopper. Alt dette minner selvfølgelig om handlingen til Mary Shelleys Frankenstein, men ikke bekymre deg. I virkeligheten vil ikke de døde bry seg.
2. sandbatterier
Fornybar energi blir ofte kritisert for at elektrisiteten den genererer ikke kan lagres. Lagring av kull eller bensin er ikke vanskelig, i motsetning til energien som vindmøller og solcellepaneler genererer. Selvfølgelig er det batterier, men litium er en dyr ressurs for dem, og i tillegg giftig.
Utviklingen av finske ingeniører fra Polar Night Energy kan løse problemet. funnet en måte å lagre energi bokstavelig talt i sanden. De tok en 4×7m stålbeholder og fylte den med 100 tonn sand, og brukte deretter vind- og solenergi for å varme den opp.
Resultatet er et termisk eller, som det også kalles, et termoelektrisk batteri.
Prinsippet for dens handling basert på den termoelektriske effekten, som oppstår når temperaturforskjellen i forskjellige lag av arbeidsvæsken til batteriet. Sand eller annen lignende kjølevæske varmes opp til høy temperatur, deretter overføres varmen gjennom termoelektriske moduler som inneholder halvledermaterialer, som genererer elektrisk nåværende.
Slike batterier er en svært effektiv måte å lagre overflødig strøm på, og de er ekstremt billige å produsere. Dette vil gjøre det mulig å bruke fornybare energikilder mer fullstendig og løse problemet med ujevn produksjon.
Som du kan se, trenger ikke teknologier som kan forbedre menneskehetens fremtid å være komplekse. Noen av dem er ganske enkle, men veldig effektive.
3. romkatapulten
Videosnutt: SpinLaunch
Mens Elon Musk prøver å presse den beste ytelsen ut av gode gamle rakettmotorer, er folkene på SpinLaunch besluttet gå på en mer original måte og kast last i bane ved hjelp av en romkatapult. Og de har allerede en fungerende prototype som er testet.
I stedet for å brenne tradisjonelle kjemiske drivstoff, sender SpinLaunch objekter ut i verdensrommet ved hjelp av kinetisk energi. Det vil si, det tar rett og slett spinner og kaster satellitten inn i det hvite lyset som en pen krone. Da må han fortsatt bruke kjemiske motorer for å stabilisere banen. Men å kunne komme til verdensrommet uten å måtte bygge en enorm rakett er fortsatt imponerende.
SpinLaunch hevder at systemet deres reduserer drivstoff- og infrastrukturkostnadene for lanseringer med en faktor på 10. Du gir ledig plass i hver hage.
Det er sant at for å skyte opp en satellitt, må den være spredt inn sentrifuger opp til en hastighet på 8.000 km/t, og den opplever overbelastninger på 10.000 G. Naturligvis kaster en slik ting en person i bane bare i flytende tilstand - det vil bokstavelig talt sprute passasjerer på den første plass. Men den vil takle livløse belastninger med et smell.
4. Svett superkondensator
Er du ikke lei av å lade telefonen, smartklokken, hodetelefonene og andre dingser hele tiden? Spesialister fra James Watt School of Engineering ved University of Glasgow bestemte seg for å håndtere dette problemet en gang for alle. De har utviklet en ny type fleksibel superkondensator der elektrolytten fra vanlige batterier erstattes Deretter.
Når polyester cellulose stoffet absorberer menneskelig kroppsvæske, de positive og negative ioner av svette samhandle med overflaten av polymeren som dekker den og forårsaker en elektrokjemisk reaksjon som genererer energi. En smart tekstil-superkondensator kan lades helt opp ved å absorbere så lite som 20 mikroliter væske. Og den er ganske i stand til å tåle 4000 lade- og utladingssykluser.
Tenk deg at du ikke lenger trenger å ta av deg treningsarmbåndet for å sette det på lading – ta det på og ha det på deg.
Og hvis en slik polymer er vevd inn i en sweatshirt, vil det være mulig jogge også strøm til smarttelefonen. Men slike batterier har en viktigere applikasjon - de kan brukes i pacemakere, sensorer sporing av vitale tegn og annet bærbart medisinsk utstyr som krever kontinuerlig ernæring.
Menneskelig svette som en fungerende kropp av et batteri er også lovende fordi den er miljøvennlig. I motsetning til det samme giftige litiumet, kan du søle det på deg selv så mye du vil.
5. «Levende» betong
I prinsippet er ikke selvhelbredende betong en ny teknologi. Det finnes materialer som kan reparere mikroskopiske sprekker, forhindrer deres utvidelse og forhindrer penetrasjon av fuktighet og påvirkningen av aggressive miljøer. Vanligvis tilsettes mikrokapsler med reparasjonsmidler eller fibre til sammensetningen av selvhelbredende betong, som stivner ved kontakt med vann.
Men forskere fra University of Colorado i Boulder bestemte seg for å gå videre og opprettet bokstavelig talt "levende byggematerialer" (levende byggematerialer, LBM). Den er laget av hydrogel og sand, som har blitt supplert med fotosyntetiske cyanobakterier Synechococcus. Når det oppstår sprekker i strukturen til dette materialet, begynner cyanobakterier prosessen med biomineralisering, som bokstavelig talt helbreder skaden.
Forskere mener at deres "betong med bakterie"vil tillate deg å lage strukturer som ikke bare kan "helbrede" sprekker på egen hånd, men også absorbere farlige giftstoffer fra luften og til og med gløde på kommando. Hvordan liker du utsikten til å bosette deg i et "levende" hus?
6. karbonfjerner
For øyeblikket er den viktige oppgaven med å redusere CO2 i atmosfæren på planeten opptrer våre grønne venner, trær, ved hjelp av fotosynteseteknologi som er bevist over milliarder av år. Nye utviklinger kan gjøre deres vanskelige oppdrag lettere ved å absorbere mer karbondioksid og okkupere et mindre område.
Det sveitsiske selskapet Climeworks lanserte på Island er Orca verdens største karbonfangst- og lagringsanlegg, som bruker en teknologi kalt DAC (Direct Air Capture). Prinsippet er ekstremt enkelt: planten suger inn luften rundt seg, og filtrerer den deretter. Akkurat som hjemme klimaanlegg, bare enormt.
Byggingen av Orca begynte i mai 2020 og ble fullført på mindre enn 15 måneder takket være dens enkle modulære design. Samtidig er den i stand til å årlig fjerne 4000 tonn CO fra atmosfæren.2.
Karbondioksidet som fanges opp av planten blandes med vann og sendes dypt ned i jorden. I løpet av få år har denne CO2 reagerer med naturlig basalt og blir til faste karbonatmineraler. I tillegg kan det oppsamlede karbondioksidet behandles og brukes til å lage syntetisk drivstoff.
7. 3D-printing av bein og organer
3D-printing er en ekstremt lovende industri som kan gi menneskeheten alt fra billige hus til rommotorer. Men en av de mest spennende bruksområdene til denne teknologien er å lage bein og indre organer på 3D-skrivere.
Ossiform Company skaper individuelle proteser av forskjellige bein laget av biokeramikk og trikalsiumfosfat - materialer hvis egenskaper ligner på benvev i menneskekroppen. Leger utfører en MR for å få informasjon om benet som erstattes, som deretter overføres til Ossiform. Basert på denne informasjonen lager selskapet en 3D-modell av implantatet, som er spesialdesignet for hver enkelt pasient og nøyaktig etterligner den anatomiske formen og strukturen til ekte bein. Kirurgen sjekker designet, og når implantatet er 3D-printet, kan det brukes under operasjonen.
I tillegg til implantasjon i menneskekroppen er Ossiform-produktene også egnet for trening av kirurger.
En annen lovende bruk for 3D-skrivere i medisin er utskrift av menneskelige organer. Teknologien er basert på bruk av biologisk kompatible materialer, som biopolymerer og celler tatt fra en donor, ofte fra pasienten selv.
Spesialskriver lag disse materialene, etter en streng rekkefølge, for å skape en tredimensjonal struktur av orgelet. Deretter vokser cellene som er innebygd i materialet og absorberer polymeren, og danner på den, som på en ramme, vev, organer og noen ganger hele deler av kroppen.
For eksempel på denne måten en dag skrevet ut nese. De festet den til pasientens underarm, den slo rot der i et par måneder, og så ble den transplantert til ansiktet.
Og til og med den menneskelige netthinnen kan 3D-printes ved hjelp av stamceller. Denne teknologien utviklet forskere fra US National Eye Institute i 2022.
8. Miljøvennlig soppbegravelse
Overbefolkning av planeten er et alvorlig problem, ikke bare fordi milliarder av mennesker trenger noe å mate, men også fordi de alle fortsatt må begraves et sted. Landene som brukes til kirkegårder vil ikke snart være egnet for annen bruk, fordi produktene av kadaverisk forfall ikke tillater dyrking av nyttige planter på dem.
Kremasjon er heller ikke et alternativ, siden det brukes mye energi på brennende kropper. I tillegg stemningen kastet ut mye karbondioksid, og til og med skadelig kvikksølv - under fordampning av tannfyllinger.
Men den originale teknologien med «grønne» begravelser, som allerede er i bruk i USA og Storbritannia, gjør det mulig å kvitte seg med lik uten skade på naturen. Avdød plassert inn i en spesiell beholder hvor kontrollert nedbrytning skjer under påvirkning av spesielt utvalgte sopp og mikroorganismer. Muggsopp og sopp av slekten Agaricus lever av organisk materiale, inkludert rester. De bryter ned proteiner, karbohydrater og fett, og gjør dem til humus og næringsstoffer.
Som et resultat av denne prosessen dannes soppkompost, som kan brukes til gjødsel. Ikke bare reduserer kompostering de skadelige effektene av råteprodukter på miljøet, den bidrar også til rask gjenoppretting av jords fruktbarhet.
Les også🧐
- 5 eldgamle oppfinnelser som var forut for sin tid
- 10 fantastiske filmoppfinnelser som ble virkelighet
- 8 enkle oppfinnelser som forandret verden til det ugjenkjennelige