Әлемді өзгертіп жатқан технологияларға шолу

Фото: shutterstock.com

Осы кезге дейін әлемде үш өнеркәсіптік революция болды. Алғашқысында зауыттар мен фабрикалар салына бастады. Екіншісінде электроэнергетика, автомобиль құрастыру, мұнай және химия өнеркәсібі секілді жаңа салалар пайда болды. Ал үшіншісі адамзат тарихында компьютер мен смартфонның пайда болуымен есте қалады. Олай болса, кезекті революциядан не күтеміз? Өмірімізді өзгертіп жатқан технологияларға шолу жасайық.

Медицина саласындағы жаңа өнертабыстар

Экзоқаңқа. Адамның тірек-қимыл аппараты функцияларын толықтыруға арналған мобайл. Механизм. Сонымен бірге бұлшықетті нығайтып, қимыл-қозғалыс амплитудасын арттыруға арналған. Бүгінде медицинадан бастап, өнеркәсіп өндірісіне дейін экзоқаңқаларды кеңінен қолданып жүр. Салмағы шамамен 20 келідей болады. Бірақ ауырлығын адам онша сезбейді. Өйткені жүйе автоматтандырылған, түрлі қимыл-әрекетті өздігімен орындай береді. 2020 жылы Стенфорд ғалымдары экзоқаңқаның прототипін жасап шығарған еді. Ол жылдам жүріс және жүгіріс кезінде энергияны сақтап, аяққа шектен тыс жүк түсірмеуге көмектеседі. Енді бұл жаңа технологияның арқасында күніне көп жүруге мәжбүр адамдар өмірін жеңілдету үшін қолдана алады. 

Дижитал сыңар. Америкалық Q Bio компаниясы Q Bio Gemini деген платформа жасап шығарды. Ол жерде адамның денсаулық жағдайы виртуал модель арқылы өзінің дижитал сыңары секілді көрініп тұрады. Осы технологияның көмегімен тексерістен өтіп, нәтижесін дәрігеріңізге бірден жібере аласыз. Q Bio Gemini автономды сканер жасайды. Орта есеппен 15 минут ішінде жағдайыңызды тексеріп шығады. Әрі отырып та, жатып та істей беруге болады. Компьютерлік томографиядағыдай сәулелендірмейді, МРТ кезіндегідей жабық кеңістікте жасалуын міндеттемейді.  

Бетке арналған интеллектуал бетперде. Пандемиядан кейін маска тағып жүруге көпшілік үйренді. Қазір Project Hazel деген заманауи «ақылды» бетперде шықты. Таққан адамның тынысының жиілігін өлшеп, шаң, аллергендерден мықтап қорғайды. Масканың ішіне смартфондағы қолданбамен синхрондалған датчик орнатылған. Апликейшнді ашып, Project Hazel фильтріне кірген заттар туралы ақпарат ала аласыз. Сонымен бірге бір минутта неше рет демалғаныңызды да біліп отырасыз. Ауа таза болса, масканы шешуге болатынын, лас болса, әлі тағу керегін де ескертеді.  Қуаттаған кезде ультракүлгін стерильдеу жасап, ішіне кіріп кеткен вирустар мен бактерияларды өлтіреді. Телефон арқылы сөйлескенде дауыс естіліп тұруы үшін бетпердегі микрофон орнатылған.     

Антистресс робот-мысық. Адамның ментал саулығына жан-жануарлармен жақын болу жақсы әсер береді деседі. Кейбір психикалық ауруларды да жеңілдететін күші бар. Үйде мысық ұстағысы келмейтін не ұстауға мүмкіндігі жоқтарға ғалымдар оңтайлы шешім ұсынып отыр. Yukai Engineering деген жапониялық компания мысық не күшіктің ауыртпай тістегеніне ұқсас қимыл жасайтын ойыншық робот жасап шығарған. Механикалық үй жануары 20 түрлі тістеу түрін біледі екен. Әр кезде әртүрлі «тістеп» отырады.

Құрылыс саласындағы өнертабыстар

Смарт әйнек. Бұл инновациялық материалдың мөлдірлігін қолмен реттеп отыруға болады. Оның ішінде сұйық кристалдан жасалған қабық яки пленка болады. Оған кернеуі төмен ток өткізілген. Электр тогы өшірулі тұрған кезде кристалдар ретсіз орналасып, күңгірттеу қабат боп көрінеді. Ал ток қосылғанда реттеліп, нәтижесінде мөлдір болып шыға келеді. Қай жағдайда болсын материалдың жарық өткізу қабілеті бірдей. Сондықтан мұндай «ақылды» әйнекті қазіргі жалюзи не перденің орнына қолдануға болады. Бір кемшілігі сол — көп энергия шығындайды.    

Мөлдір ағаш. АҚШ пен Швецияның ғалымдары осындай ерекше құрылыс материалын жасап шыққан. Күндіз жылуды жұтады да, түнде соны ғимарат ішінде сақтап тұрады. Осылайша жасанды жарық және жылуға деген қажет азайып, сәйкесінше коммуналдық төлемге де үнем болады. Мұндай наноматериалды жасап шығару үшін ғалымдар шын ағаштан өзіне тән түсе беретін лигнинді алып тастаған. Сөйтіп орнына акрил құйған. Одан соң үстіне эпоксид шайыр құйған. Соның нәтижесінде ағашқтың мөлдірлігі 4-5 есе артады. Кең қолданысқа енетін болса, болашақта бұл терезедегі пластик жақтаулар мен бетон қабырғалардың баламасына айналуы ғажап емес. Мұнайдан жасалатын материалдарға деген сұраныс азайса, атмосфераға улы газдар да азырақ енеді. 

Энергия үнемдейтін кірпіштер. Уашиңтон университетінің ғалымдары күн энергиясын жинайтын әрі сақтайтын кірпіштер жасап шығарған. Құрылыс материалының құрамына келсек, мұнда полимер бар. Жасалған тәжірибелердің нәтижесіне қарасақ, бір кірпіш бір шағын жарықшамды қуаттай алады екен. Демек апатты жарықтандыруға 50 кірпіш жетіп жатыр деген сөз. Мамандардың ойынша, алдағы уақытта наноматериалдың энергетикалық потенциалы 10 есе артуы мүмкін. Қазіргі таңда энергия сақтау үшін улы газ бөліп, дұрыс утилизация жасамаса қоршаған ортаны бүлдіретін литий-ион батареялар қолданылып жүргені белгілі. Ал мына кірпіштердің экологияға зияны азырақ. 10 мың шақты рет қайта өңдеуге болады.   

«Тірі» бетон. Колорадо штатындағы университет ғалымдары құм, гидрогель және Synechococcus тектес цианобактериялардың колонияларынан «тірі» құрылыс блоктарын «өсіріп» шыққан. Бактериялар көбейген кезде кеңістікті толтырады, ал өлген кезінде бетонның негізгі ингредиенті саналатын кальций карбонатына айналады. Мұндай «жанды» құрылыс материалдары өздігінен қалпына келе алады, осылайша жырықтар мен кетіктерді толтырады. одан қала берді ауадағы токсинді заттар концентрациясы көтерілгенде қызарады. Ғалымдардың айтуынша, болашақта осындай блоктардан Марстағы алғашқы колонизаторларға арналған үйлерді тұрғызуға болады екен. 

Аштықтан құтқаратын инновациялар мен технологиялар

3D-принтерден басып шығарылған тамақ. Оның көмегімен белгілі бір структурасы, қалыбы, құрамы мен нәрлі заттардан тұратын тамақ жасауға болады. Мысалы раушан сияқты ашылып тұрған макарон, сәбізден тұрғызылған сарай іспеттес формада жасай аласыз. Ақуыз, майлар, көмірсуларды қадағалауға болатындықтан, диета ұстайтындарға тіпті таптырмайтын әдіс. Бір қарағанда жейтін тамаққа ұқсамайтын неше түрлі тағам әзірлеуге болады. БҰҰ мәліметтері бойынша, 2022 жылы Жер шарының 735 миллион тұрғыны аштықтан зардап шеккен. Ал мына заманауи технология тамақ тапшылығын шешуге көмектеседі. 

 Түтіктен шыққан ет. БҰҰ жасаған болжамға сүйенсек, 2050 жылға қарай ғаламдағы тұрғын саны 9,5 миллиардтан асады. Осынша адамды тамақпен қамтамасыз ету үшін азық-түлік өндірісін орта есеппен 70 пайызға көбейту керек деген сөз. Ал бұл болса, экологияға кері әсерін тигізеді. Ғалымдар осыны ескере отырып, бәріміздің күнделікті жейтін сиыр, тауық еттерін «түтіктен» шығарған етке ауыстырудың жолын тапқан екен. Мұндай ет зертханада, Петри табақшасында не арнайы контейнерлерде жасалады. Ол үшін дің жасушылары секілді тез көбейе алатын жасушалар қолданылады. Оларға тіндердің өсуін жылдамдататын ақуыздар қосылады. Содан соң жасаушылар биореакторға салынып, ол жерде оларға қан тамырлары секілді қажет заттар қосылады. Бұ технология арқылы құрамын бақылауда ұстауға болады. Айталық, қанық майлардың көлемін азайтып, омега-3 секілді пайдалы май қышқылдарымен толтыруға мүмкіндік бар.  

Су бетінде қалқып тұратын фермалар. Ауыл шаруашылығы жерлері бүгінде құрлықтың 38 пайызын алып жатыр. Уақыт өткен сайын аумағы көбейіп келеді. Демек, болашақта жер жетіспей қалуы мүмкін. Сондықтан теңіздерді пайдаланатын кез келді деседі ғалымдар. Әлемдегі ең алғашқы қалқитын ферманы Нидерланд елінде тұрғызған. Үш қабатты платформа болат пен шыныдан салынған. Ішінде сиыр бағады. Ферма эко-өндіріс принципі бойынша жұмыс істейді. Электр тогы күн панельдерінен алынады. Мұндай фермалар жуырда көбейе түсуі әбден мүмкін. Бұл ауыл шаруашылығына пайдалануға болатын жерлердің аумағын кеңейтіп қана қоймай, тұтынушыларға азық-түлікті тезірек жеткізуге де оң әсер етеді.    

Экологиялық апаттардың алдын алуға көмектесетін ннновациялық технологиялар

Ядролық инспектор-робот. Еуропалық TIM ядролық зерттеулер орталығы TIM (Train Inspection Monorail)  робот түріндегі инспекторларды жасап шығарған. Олардың басты міндетіне әлемдегі бөлшектердің ең қуатты үдеткіші — Үлкен адрон коллайдерінің күйін бақылау кіреді. Қажет болған кезде роботтар радиация көлемін өлшеп, көзін табады. Сонымен қатар, зерттеліп жатқан аумақты суретке түсіріп, операторларға жолдап отырады. Британиялық Dounreay компаниясы ядро саласындағы Робототехника және жасанды интеллект  орталығымен бірлесе отырып, осыған ұқсас роботтар жасады. Ол құрылғының міндеті —   ядролық қондырғыларды эксплуатациядан шығаруға көмектесу. Lyra роботы камералармен, манипуляторлармен және бағыттау жүйелерімен жабдықталған. Соңғы әзірлемелердің бірі фон радиациясын өлшей алады және адамдарға қауіпті жерлерде ауаға анализ жасай алады.

Ағын суларға молекулалық мониториң жасау. Biobot Analytics компаниясы COVID-19 ошақтарын, ішек инфекцияларын, улы заттарды немесе жаңа вирустарды жедел анықтау үшін қаладағы канализацияның сұйықтықтарын талдауға арналған технологияны әзірлеген. Үлгілерді зерттеу кезінде молекулалық технологиялар мен жасанды интеллект қолданылады. Ағын суларға талдау жасау арқылы дәрігерге бармайтын, анализ тапсырмайтын адамдар туралы ақпарат жинауға болады.

 Коралл рифтеріне арналған принтер. Жаһандық жылынудың салдарынан коралл рифтері құртылып жатыр. 2100 жылға қарай түбегейді жойылуы мүмкін. Ал бұл жерді қаншама балық, шаян тәріздес, моллюсктер мекендейді. Сонымен бірге коралл рифтер толқындар жағаны бұзбауы үшін де керек. Израиль ғалымдар қазір бар коралдарды скандап, олардың көлемді көшірмесін жасайтын жабдық жасап шығарған. Сол 3D-баспаның арқасында кез келген қалыптағы рифтер жасауға мүмкіндік береді. Жасанды коралдар тез арада балдырлармен қапталып, тірі ағзалардың мекеніне айналып шыға келеді екен.