V prvih dveh desetletjih 21. stoletja je znanost obogatena s številnimi odkritji, ki lahko v prihodnosti pomembno vplivajo na kakovost življenja vsakega človeka. Kaj je vredno samo pridobivanje matičnih celic iz kože odraslega človeka, ki omogoča rast potrebnih organov brez uporabe embrionalnih celic!
Temeljno odkritje gravitacijskih valov daje človeštvu upanje za potovanje med zvezdami, novi material grafen pa bo zelo kmalu uporabljen za proizvodnjo visokozmogljivih baterij. Vendar najprej: v spodnji oceni smo poskušali sistematizirati najpomembnejša znanstvena odkritja 21. stoletja glede na stopnjo njihovega pomena za človeštvo.
TOP 10 najpomembnejših znanstvenih odkritij 21. stoletja
10. BIONIKA. Oblikovane so bioproteze, ki jih nadzira moč misli
Do nedavnega so ljudje uporabljali plastične lutke ali celo kljuke, da bi nadomestili izgubljene okončine. V zadnjih dveh desetletjih je znanost naredila velik napredek pri ustvarjanju bioprotetike, ki se upravlja z močjo misli in celo prenaša občutke iz umetnih prstov v možgane. Leta 2010 je angleško podjetje RLSSteeper predstavilo bioprotetično roko, s katero lahko človek s ključem odpre vrata, razbije jajca v ponev, dvigne denar na bankomatu in celo drži plastično skodelico.
Skodelico za enkratno uporabo je enostavno zmečkati, če uporabite preveč sile, vendar so znanstveniki ugotovili, da je moč prstov lahko različna. Kontrolni signali za to so odstranjeni iz prsnih mišic telesa.
Drugo podjetje, Bebionic, je leta 2016 izdelalo bionično protetično roko za invalida Nigela Acklanda, ki je ni mogoče nadzorovati le z močjo misli. Poleg tega je izdelek opremljen s senzorji občutljivosti, povezanimi z živčnimi končiči pana. Na ta način se doseže povratna informacija, da pacient čuti dotik in toplino. Trenutno so bioproteze precej drage, vendar se zaradi razvoja 3D tiskanja v bližnji prihodnosti napoveduje njihova širša dostopnost.
9. BIOTEHNOLOGIJA. Ustvarjena je bila prva sintetična bakterijska celica na svetu
Leta 2010 je skupina znanstvenikov pod vodstvom Craiga Venterja dosegla preboj v ambicioznem projektu ustvarjanja nič manj kot novega življenja. Biologi so vzeli genom bakterije Mycoplasma genitalium in iz njega sistematično odstranjevali gene, enega za drugim, da bi določili minimalni nabor, potreben za življenje. Izkazalo se je, da mora vključevati 382 genov, ki so tako rekoč osnova življenja. Po tem so znanstveniki iz nič sestavili umetni genom, ki so ga presadili v celico bakterije Mycoplasma capricolum, iz katere so predhodno odstranili njene lastne komplekse DNK.
Umetna celica, ki je celo dobila svoje ime - Cynthia, se je izkazala za sposobno preživetja in se je začela aktivno deliti.
Ta uspeh odpira biotehnologom ogromne priložnosti za ustvarjanje veliko bolj kompleksnih organizmov z določenimi parametri. Že zdaj se konstruirajo umetne celice, ki lahko proizvajajo cepiva in celo gorivo za avtomobile, v prihodnosti pa biologi upajo, da bodo ustvarili bakterijo, ki bi absorbirala ogljikov dioksid. Tak mikroorganizem bi lahko pomagal odpraviti učinek tople grede na Zemlji, pa tudi teraformirati Mars in Venero.
Tako je pod elektronskim mikroskopom videti prva pomnožena umetna celica na svetu Cynthia
8. ASTROFIZIKA. Na Marsu so odkrili planet Eris in vodo
Med največjimi odkritji 21. stoletja sta dve »vesoljski« najdbi. Leta 2005 je skupina ameriških astronomov iz observatorija Gemini, Yale in kalifornijske univerze odkrila nebesno telo, ki se giblje onkraj orbite Plutona. Nadaljnje raziskave so pokazale, da je majhen planet, imenovan Eris, po velikosti le malo manjši od Plutona. Leta 2006 je to nebesno telo fotografiral orbitalni teleskop Hubble in odkril okoli njega krožeč precej velik satelit, imenovan Disnomija. Verjame se, da ima Eris podobne fizične lastnosti kot Pluton, njena površina pa je verjetno prekrita s svetlo belim ledom, saj je planetoidov albedo (odbojnost) na drugem mestu za Saturnovo luno Enceladus.
Drugo največje odkritje 21. stoletja v raziskovanju sončnega sistema je odkritje vode na Marsu. Leta 2002 je orbiter Odyssey odkril znake vodnega ledu pod površjem planeta. Leta 2005 je evropska sonda Mars Express fotografirala kraterje z jasnimi sledmi vodnih tokov, ameriška sonda Phoenix pa je dokončno razblinila dvome. Leta 2008 je pristal v bližini severnega tečaja in v enem izmed poskusov uspešno izoliral vodo iz Marsovih tal. Zagotovljena prisotnost vlage na Rdečem planetu odpravlja glavno omejitev za njegovo kolonizacijo. Amerika načrtuje misijo s posadko na Mars že v tridesetih letih prejšnjega stoletja, Rusija pa v ta namen razvija tudi jedrski motor.
7. NEVROLOGIJA. Spomini prvič posneti in prepisani v možganih
Leta 2014 je raziskovalcem z univerze v Massachusettsu uspelo vsaditi lažne spomine v spomin poskusnih miši. Žice iz optičnih vlaken so jim vsadili v glavo in jih povezali z deli možganov, ki so odgovorni za oblikovanje spomina. Z njihovo pomočjo so znanstveniki pošiljali laserske signale, ki so vplivali na določena področja nevronov. Posledično je bilo mogoče doseči tako izbris nekaterih spominov miši kot oblikovanje lažnih. Na primer, glodalci so pozabili, da so imeli nekoč prijetna srečanja s samicami v določenem delu kletke in niso več želeli iti tja. Istočasno so znanstveniki lahko ustvarili nove spomine, da je bil "nevarni" predel kletke dejansko privlačen in so miši poskušale končati tam.
Na prvi pogled so ti rezultati videti kot otročja igra in celo z dvomljivimi etičnimi posledicami. Medtem je nevrofiziologom uspelo glavno stvar - najti področja možganov, ki so odgovorna za spomin (hipokampus in prefrontalni korteks), in ustvariti, čeprav še vedno primitivne, metode vplivanja nanje. To daje široke možnosti za izboljšanje načinov vplivanja na možgane, v prihodnosti pa bo omogočilo zdravljenje fobij in duševnih motenj. Možno je, da bo v dogledni prihodnosti mogoče ustvariti naprave za paketno nalaganje podatkov v človeške možgane za hitro učenje ved, ki zahtevajo pomnjenje velike količine podatkov, na primer, da bo mogoče obvladati tuji jezik v najkrajši možni čas.
6. FIZIKA. Odkrit Higgsov bozon ali »božji delec«.
Julija 2012 je prišlo do odkritja, za katerega je bilo porabljenih 6 milijard dolarjev, vloženih v izgradnjo velikega hadronskega trkalnika (CERN) blizu Ženeve. Znanstveniki so odkrili t.i »božji delec«, katerega obstoj je že v 60. letih prejšnjega stoletja napovedal britanski fizik Peter Higgs. Po njem je dobil ime. Zahvaljujoč eksperimentalnemu dokazu o obstoju Higgsovega bozona je temeljna fizika dobila zadnji manjkajoči člen za konstrukcijo prednormalizljive kvantne teorije polja. Ta teorija je nadaljevanje klasične kvantne mehanike, vendar kvalitativno spreminja pogled na sliko mikrosveta in vesolja kot celote.
Praktični pomen odkritja Higgsovega bozona je, da imajo znanstveniki možnost razvoja antigravitacije in razvoja motorjev, ki za delovanje ne potrebujejo energije.
Če želite to narediti, ne potrebujete "sploh nič" - naučite se odstraniti tako imenovani. Higgsovo polje, ki veže osnovne delce in jim preprečuje, da bi razleteli. V tem primeru bo masa predmeta z nevtraliziranim poljem enaka nič, kar pomeni, da ne bo več sodeloval v gravitacijski interakciji. Seveda so takšna odkritja stvar zelo oddaljene prihodnosti.
5. ZNANOST O MATERIALIH. Ustvaril ultra močan material grafen
Grafen je edinstven material po trdnosti in številnih drugih lastnostih, ki sta ga prva pridobila ruska fizika (delata v Veliki Britaniji) Konstantin Novoselov in Andrej Geim leta 2004. 6 let kasneje so znanstveniki za to prejeli Nobelovo nagrado, danes pa je grafen aktivno raziskujejo in že uporabljajo v nekaterih izdelkih. Nenavadnost materiala je v več njegovih značilnostih. Prvič, to je drugi najtrpežnejši (za karabinom) trenutno znanih materialov. Drugič, grafen je odličen prevodnik, s katerim je mogoče doseči edinstvene elektronske učinke. Tretjič, material ima najvišjo toplotno prevodnost, kar spet omogoča uporabo v polprevodniški elektroniki brez strahu pred pregrevanjem.
Posebno upanje polagamo na grafen z vidika njegove uporabe v visokozmogljivih baterijah, ki jih v električnih vozilih tako primanjkuje.
Leta 2017 je Samsung predstavil eno prvih baterij na osnovi grafena z zmogljivostjo, ki je za 45 % večja od litij-ionske baterije primerljive velikosti. Najbolj pomembno pa je, da se nova baterija polni in spušča 5-krat hitreje kot običajno. Omeniti velja, da ne govorimo o popolnoma grafenski bateriji, temveč o hibridni bateriji, kjer se inovativni material uporablja kot pomožni. Če, natančneje, ko bodo razvijalci ustvarili popolnoma grafensko baterijo, bo to postala prava revolucija v energetiki. Glavna težava pri široki uporabi grafena so visoki stroški njegove proizvodnje in pomanjkljivosti v tehnologijah, ki še ne omogočajo pridobivanja popolnoma homogenega materiala. Število patentnih prijav z uporabo grafena pa je že preseglo 50 tisoč, zato ni dvoma, da bo nenavaden material v doglednem času močno vplival na kakovost življenja ljudi.
4. BIOLOGIJA. Matične celice niso bile pridobljene iz zarodkov, temveč iz zrelih tkiv
Leta 2012 sta Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino prejela angleški biolog John Gurdon in njegov japonski kolega Shin Yamanaka. Med biotehnologi so poskrbeli za pravo senzacijo z ustvarjanjem matičnih celic iz navadnih celic, t.j. sposobni oblikovati kakršne koli organe. Da bi to naredili, so znanstveniki v mišje celice vezivnega tkiva vnesli le 4 gene in posledično so se fibroblasti spremenili v nezrele matične celice z vsemi lastnostmi embrionalnih. Iz takega materiala lahko vzgojimo vsak organ – od jeter do srca.
Tako so raziskovalci ne samo teoretično, ampak tudi praktično dokazali reverzibilnost celične specializacije, ki je ni mogoče preceniti.
Do nedavnega je veljalo, da je matične celice mogoče pridobiti samo iz zarodkov ali popkovnične krvi. Prvi je etično sporen, drugi pa je prisilil ljudi (predvsem bogate) v banko izvornih celic takoj po rojstvu otroka, da bi jih lahko v prihodnosti uporabili za zdravljenje. Odkritje fiziologov je odpravilo te omejitve in zdaj ima vsak človek (vsaj teoretično) dostop do zdravljenja z izvornimi celicami in kloniranja organov, ki vsebujejo »domačo« DNK telesa.
3. ASTROFIZIKA. Obstoj gravitacijskih valov je dokazan
Odkritje gravitacijskih valov velja za največji znanstveni dosežek leta 2016 in morda celotnega drugega desetletja 21. stoletja. Leta 2017 so njihovi odkritelji Rainer Weiss, Barry Barish in Kip Thorne prejeli Nobelovo nagrado za fiziko. Z uporabo dveh interoferometričnih observatorijev LIGO in VIRGO, ki se nahajata v ZDA in Italiji, je znanstvenikom uspelo zabeležiti gravitacijske valove, ki nastanejo kot posledica združitve dveh črnih lukenj na razdalji 1,3 milijarde svetlobnih let od Sonca.
Tako so raziskovalci eksperimentalno potrdili zanesljivost Einsteinove splošne teorije relativnosti, ki je napovedala prisotnost gravitacijskih valov na začetku dvajsetega stoletja (na teoretični ravni).
Kasneje sta LIGO in VIRGO zabeležila še dva gravitacijska izbruha zaradi trka nevtronskih zvezd. Izjemna vrednost odkritja je v potrditvi ukrivljenosti prostora-časa pod vplivom masivnih objektov. To pomeni, da so potovanja zvezdnih ladij skozi »ničelni prostor« in »hipertranzicije«, ki so jih tisočkrat opisali pisci znanstvene fantastike, čisto mogoča, čeprav so obet za daljno prihodnost. Verjetno ni naključje, da je eden od odkriteljev gravitacijskih valov Kip Thorne na podlagi rezultatov svojih raziskav izdal knjigo »Medzvezdje. Znanost v zakulisju,” katerega naslov odmeva na slavni film.
Po Einsteinu je prostor-čas v bližini Sonca videti nekako takole, upognjen pod vplivom masivne zvezde. Zdaj je bila ta slika eksperimentalno dokazana
2. FIZIKA. Izvedeni so bili uspešni poskusi kvantne teleportacije na dolge razdalje
Kvantna teleportacija ne pomeni premikanja fizičnih objektov, temveč prenos informacije o stanju elementarnega delca ali atoma. Najpomembnejša točka pri tem je razdalja - do začetka 21. stoletja je bilo takšno povezavo mogoče zagotoviti le na ravni mikrokozmosa. Preboj se je zgodil leta 2009, ko je znanstvenikom z Univerze v Marylandu uspelo prenesti kvantno stanje iterbijevega iona na 1 meter. Nato so kitajski znanstveniki trdno prevzeli pobudo na tem področju raziskav.
Najprej jim je uspelo zagotoviti kvantno komunikacijo na razdalji 120 km, leta 2017 pa so izvedli prvo vesoljsko kvantno teleportacijo s satelita Mo Tzu v tri zemeljske laboratorije, ki so bili oddaljeni 1203 km.
Tak znanstveni in tehnološki preskok bo v bližnji prihodnosti omogočil ustvarjanje popolnoma varnih komunikacijskih linij, ki jih hekerji niti teoretično ne morejo vdreti. V času, ko se finančno, poslovno in zasebno življenje vse bolj seli na internet, si linije, ki temeljijo na kvantni teleportaciji, obetajo, da bodo postale prava panaceja na področju informacijske varnosti. Poleg tega se na podlagi tega načina komunikacije razvijajo ultra hitri računalniki, ki bodo v prihodnosti nadomestili obstoječe.
1. KIBERNETIKA. Nastal je robot z biološkimi možgani
Leta 2008 so znanstveniki iz Anglije ustvarili morda prvega kiborga na svetu - napol živega robota z možgani, ki temeljijo na 300 tisoč podganjih nevronih. Izolirali so jih iz zarodka glodalca, jih ločili s posebnim encimom in dali v hranilno raztopino na 8 cm veliko ploščo, na nastale kvazimožgane pa so znanstveniki pritrdili 60 elektrod, ki berejo signale iz nevronov in jih prenašajo v elektronsko vezje. Služijo tudi za prenos signalov v možgane. Prvi robot z biološkimi možgani je dobil svoje ime - Gordon, opremljen pa je bil s platformo za premikanje in ultrazvočnim senzorjem, ki med vožnjo skenira teren. Signali iz njega gredo v možgane, impulzi in povratne informacije, ki se tam pojavijo, pa nadzorujejo gibanje.
Raziskovalcem je Gordona uspelo pripraviti do učenja, ker imajo nevroni spomin. Ko robot le enkrat zadene oviro, v 80% primerov ne ubere več napačne poti. Poleg tega, kot pravijo znanstveniki, Gordon ni nadzorovan od zunaj, ampak ga nadzoruje izključno siva snov, podedovana od podgan. Tako so Britanci naredili prvi korak k ustvarjanju polnopravnih kiborgov, ki ne temeljijo na več deset tisočih, temveč na milijardah nevronov, kar se bo najverjetneje zgodilo še pred koncem tega stoletja.
Oglejte si video o najpomembnejših znanstvenih odkritjih 21. stoletja na
Začetek 21. stoletja so zaznamovala številna odkritja na področju medicine, o katerih so pred 10-20 leti pisali znanstvenofantastični romani, sami bolniki pa so o njih lahko le sanjali. In čeprav mnoga od teh odkritij čaka še dolga pot implementacije v klinično prakso, ne sodijo več v kategorijo konceptualnih razvojev, ampak so dejansko delujoče naprave, četudi še niso široko uporabljene v medicinski praksi.
1. AbioCor umetno srce
Julija 2001 je skupini kirurgov iz Louisvilla (Kentucky) uspelo pacientu vsaditi umetno srce nove generacije. Napravo, imenovano AbioCor, so vsadili v človeka, ki je trpel za srčnim popuščanjem. Umetno srce je razvilo podjetje Abiomed, Inc. Čeprav so podobne naprave že uporabljali, je AbioCor najnaprednejša te vrste.
V prejšnjih različicah je moral biti pacient povezan z ogromno konzolo prek cevi in žic, ki so bile vsajene skozi njegovo kožo. To je pomenilo, da je oseba ostala priklenjena na posteljo. AbioCor pa obstaja povsem avtonomno znotraj človeškega telesa in ne potrebuje dodatnih cevi ali žic, ki gredo ven.
2. Bioumetna jetra
Ideja o ustvarjanju bioumetnih jeter je prišla na misel dr. Kennethu Matsumuri, ki se je odločil za nov pristop k vprašanju. Znanstvenik je ustvaril napravo, ki uporablja jetrne celice, zbrane pri živalih. Naprava velja za bioumetno, ker je sestavljena iz biološkega in umetnega materiala. Leta 2001 je bioumetna jetra revija TIME razglasila za izum leta.
3. Tablični računalnik s kamero
S pomočjo takšne tablete je mogoče diagnosticirati raka v najzgodnejših fazah. Naprava je bila ustvarjena z namenom pridobivanja kakovostnih barvnih slik v omejenih prostorih. Tablica s kamero lahko zazna znake raka na požiralniku in je približno široka kot noht odraslega človeka in dvakrat daljša.
4. Bionične kontaktne leče
Bionične kontaktne leče so razvili raziskovalci z Univerze v Washingtonu. Uspelo jim je povezati elastične kontaktne leče s tiskanim elektronskim vezjem. Ta izum pomaga uporabniku videti svet tako, da računalniško podprte slike postavi na vrh svoje lastne vizije. Po mnenju izumiteljev bi bionične kontaktne leče lahko bile uporabne za voznike in pilote, saj jim prikazujejo poti, vreme ali podatke o vozilu. Poleg tega lahko te kontaktne leče spremljajo fizične kazalnike osebe, kot so ravni holesterola, prisotnost bakterij in virusov. Zbrane podatke je mogoče preko brezžičnega prenosa poslati v računalnik.
5. Bionična roka iLIMB
Bionična roka iLIMB, ki jo je leta 2007 ustvaril David Gow, je bila prva umetna okončina na svetu s petimi individualno motoriziranimi prsti. Uporabniki naprave bodo lahko pobirali predmete različnih oblik – na primer ročaje skodelic. iLIMB je sestavljen iz 3 ločenih delov: 4 prstov, palca in dlani. Vsak del vsebuje svoj nadzorni sistem.
6. Roboti pomočniki med operacijami
Kirurgi že nekaj časa uporabljajo robotske roke, zdaj pa je na voljo robot, ki lahko sam izvaja operacije. Skupina znanstvenikov z univerze Duke je robota že preizkusila. Uporabili so ga na mrtvem puranu (saj ima puranje meso podobno teksturo kot človeško meso). Uspešnost robotov je ocenjena na 93 %. Seveda je še prezgodaj govoriti o avtonomnih robotskih kirurgih, vendar je ta izum resen korak v tej smeri.
7. Naprava za branje misli
Branje misli je izraz, ki ga uporabljajo psihologi in vključuje podzavestno zaznavanje in analizo neverbalnih znakov, kot so izrazi obraza ali gibi glave. Takšni signali pomagajo ljudem razumeti čustvena stanja drug drugega. Ta izum je plod treh znanstvenikov iz MIT Media Lab. Stroj za branje misli skenira uporabnikove možganske signale in obvesti tiste, s katerimi poteka komunikacija. Naprava se lahko uporablja za delo z avtisti.
8. Elekta Dostop
Elekta Axesse je sodobna naprava za boj proti raku. Ustvarjen je bil za zdravljenje tumorjev po vsem telesu – v hrbtenici, pljučih, prostati, jetrih in mnogih drugih. Elekta Axesse združuje več funkcionalnosti. Naprava lahko izvaja stereotaktično radiokirurgijo, stereotaktično radioterapijo, radiokirurgijo. Med zdravljenjem imajo zdravniki možnost opazovati 3D sliko predela, ki ga bodo zdravili.
9. Eksoskelet eLEGS
Eksoskelet eLEGS je eden najbolj impresivnih izumov 21. stoletja. Je enostaven za uporabo in pacienti ga lahko nosijo ne le v bolnišnici, ampak tudi doma. Naprava vam omogoča, da stojite, hodite in celo plezate po stopnicah. Eksoskelet je primeren za ljudi z višino od 157 cm do 193 cm in težo do 100 kg.
10. Pisalec za oči
Ta naprava je zasnovana za pomoč ljudem, ki so priklenjeni na posteljo, pri komunikaciji. Eyescratcher je skupna stvaritev raziskovalcev skupine Ebeling, Not Impossible Foundation in Graffiti Research Lab. Tehnologija temelji na poceni očalih za sledenje očem, ki so opremljena z odprtokodno programsko opremo. Ta očala ljudem z živčno-mišičnim sindromom omogočajo komunikacijo z risanjem ali pisanjem po zaslonu, tako da zajamejo gibe oči in jih pretvorijo v črte na zaslonu.
Ekaterina Martynenko
Avtomobili z motorjem z notranjim zgorevanjem postopoma postajajo zastareli, saj jih nadomeščajo avtomobili na vodik, hibridni avtomobili in električni avtomobili. Ta sodobna vozila so okolju prijazna in varčna v primerjavi z avtomobili na bencin in druge vrste goriva.
Uporaba takih vozil bo bistveno zmanjšala količino škodljivih izpustov v ozračje in prihranila pri naravnih gorljivih materialih.
Roboti in avtomatski sistemi danes niso več znanstvena fantastika, ampak realnost sama. Ustvarjeni so že robotski mehanizmi v obliki živali in celo kibernetski mehanizmi s človeškim videzom, ki imajo videz umetne inteligence in lahko razumejo preproste naloge. Znanstveniki nameravajo v bližnji prihodnosti ustvariti robote, programirane za opravljanje različnih varnostnih, kmetijskih in gospodinjskih del.
Ogromno darilo človeštvu je bila avtomatizacija doma, ki vam omogoča, da z računalnikom upravljate vse njegove dele. TV, hladilnik, gospodinjski aparati, avto, klimatska naprava in drugi gospodinjski predmeti so danes avtomatizirani. Kmalu bodo avtomatizirane vse tovarne, veliki obrati in mestni sistemi, ki nadzorujejo dejavnosti opreme v velemestih.
Genetski izumi 21. stoletja
Tudi medicinski znanstveniki so v koraku z inženirskimi znanstveniki. V 21. stoletju jim je uspelo ustvariti prototip umetnega, ki bo omogočal rast ploda zunaj materinega trebuha. Maternični replikatorji so danes nova biotehnološka revolucija, ki jo aktivno razvijajo najbolj usposobljeni bioinženirji z vsega sveta.
S pomočjo umetne maternice imajo lahko tudi neplodne ženske ali ženske, ki so maternico izgubile zaradi operacije.
Novost 21. stoletja je tudi 3D, ki omogoča poplastno tiskanje končnih polnovolumenskih izdelkov z danimi tehničnimi parametri, ustvarjenimi v posebnih programih. 3D tiskalniki lahko čim bolj natančno reproducirajo vsak programiran vzorec iz ogromnega števila materialov. Izum se že uporablja v medicini, pa tudi živilski in letalski industriji. Obstajajo namizne domače različice 3D tiskalnikov in profesionalni modeli za resno delo s kompleksnimi nalogami.
21. stoletje se je začelo ne tako dolgo nazaj, vendar tehnološki napredek ne miruje. V zadnjih skoraj dveh desetletjih so v naša življenja vstopile različne nove tehnologije in izumi. V tem članku bomo govorili o najbolj opaznih izumih 21. stoletja.
Nasploh, če na internetu prebereš kaj o izumih v 21. stoletju, avtorji velikokrat vse združijo. Na istem seznamu so YouTube, veliki hadronski trkalnik in bakterija z umetno DNK. Takšnih dvomljivih "izumov" ne bomo vključili na seznam. Invencije bomo izbirali po naslednjih kriterijih. Najprej bomo vzeli resnično pomembne izume, ki so prišli v uporabo v 21. stoletju in se začeli aktivno uporabljati. Drugič, izbrali bomo izume, ki resnično predstavljajo nekaj novega. In končno, med izume ne bomo zapisali nečesa, kar je lahko zanimivo, vendar obstaja v enem ali več izvodih. Torej, kaj je bilo v resnici izumljeno v 21. stoletju?
3D tiskalniki
Iskreno povedano, tehnologije 3D tiskanja so se tako kot prvi 3D tiskalniki pojavile že v 20. stoletju. Toda nekatere okoliščine omogočajo, da jih še vedno uvrščamo med izume 21. stoletja. Kateri?
Prvi 3D-tiskalnik, torej naprava, ki je sposobna »natisniti« plastični izdelek po vnaprej določenem modelu, se je pojavil v ZDA že leta 1984. Ta tiskalnik je bil sposoben utrjevati plastiko z laserskim žarkom. V naslednjih nekaj letih so bile izumljene druge tehnologije 3D tiskanja in kmalu so se na trgu pojavili prvi 3D tiskalniki. Toda malo navadnih ljudi je opazilo ta dogodek iz več razlogov. Prvič, ti 3D-tiskalniki so bili nepopolni in so delovali zelo počasi, drugič pa so bili zelo dragi in namenjeni samo industrijski uporabi.
Toda v 21. stoletju se je na področju 3D-tiskanja zgodil pravi preboj. Najprej so se pojavili majhni in poceni 3D-tiskalniki, ki jih je lahko kupil vsak in s povezavo na domači računalnik tiskal, kar je hotel. Drugič, obseg 3D tiskalnikov se je močno razširil. Če so prvi modeli kot surovino uporabljali samo eno vrsto plastike, se je v drugi polovici 2000-ih nabor materialov močno razširil. Obstajajo 3D-tiskalniki za hrano, ki lahko natisnejo hrano (na primer torte), medicinski tiskalniki, ki lahko natisnejo protetiko in umetne krvne žile, in celo gradbeni tiskalniki, ki lahko natisnejo cele zgradbe!
Video - 3D tiskalnik na Kitajskem natisne cele zgradbe:
Multikopterji
V zadnjem času se pojavljajo tudi multikopterji (večinoma v obliki kvadrokopterjev) ali droni. Po eni strani sama zasnova takšnega letala s 4 (ali več) propelerji ni bila nekaj novega in je bilo v 20. stoletju zasnovanih dovolj brezpilotnih letalnikov, v 21. stoletju pa je bil na tem področju narejen pravi preboj.
To se je po eni strani zgodilo zaradi razvoja elektronike in pojava majhnih mikrovezij, ki so sposobna krmiliti letenje multikopterjev, po drugi strani pa zaradi pojava kompaktnih litij-ionskih baterij, ki so dronom sposobne zagotoviti dovolj energije. za letenje.
Prvi sodobni multikopter se je pojavil leta 2006, razvilo pa ga je nemško podjetje Mikrokopter.
Bil je drag - 1.500 evrov, a so konkurenti idejo hitro posvojili in kmalu oblikovali ogromno cenovno dostopnejših modelov. Danes se kvadrokopterji že aktivno uporabljajo za snemanje, kartiranje, različne študije in dostavo manjšega tovora.
Nevronske mreže globokega učenja
Kmalu po pojavu računalnikov so programerji z njimi poskušali simulirati delo nevronov, torej celic, ki sodelujejo pri obdelavi informacij pri živalih in ljudeh. Z uporabo umetnih nevronskih mrež so poskušali rešiti težave, ki jih ni bilo mogoče programirati na običajen način – na primer naučiti računalnik prepoznati govor ali prepoznati, kar je prikazano na sliki. Dolgo časa ni bilo mogoče doseči pomembnih rezultatov, v 90. letih pa so programi za prepoznavanje govora ali slike, čeprav so obstajali, delovali zelo slabo. Situacija se je premaknila z mrtve točke šele po letu 2006, s prihodom t.i. nevronske mreže globokega učenja. Pri tem je igralo vlogo več dejavnikov - tako pojav novih idej pri organizaciji nevronskih mrež kot izboljšanje računalniške zmogljivosti, ki je sovpadalo z nabiranjem velikih količin podatkov, na podlagi katerih bi se lahko urile nevronske mreže.
V samo nekaj letih je bilo storjeno nekaj, kar desetletja ni bilo mogoče - programi so se naučili dobro prepoznavati govor, razvrščati slike in igrati dokaj zapletene igre. Dandanes glasovni pomočniki, kot je Yandex.Alice, delujejo na podlagi nevronskih mrež globokega učenja, pa tudi storitev, ki omogočajo iskanje osebe po fotografiji. Toda obseg tehnologije se nenehno širi. Nevronske mreže so se na primer že uspešno uporabljale za ekonomsko napovedovanje in medicinsko diagnostiko.
Samovozeči avtomobili
Googlemobile brez posadke
Zamisel o izdelavi vozila, ki se lahko premika po cestah samostojno, brez sodelovanja voznika, se je pojavila že dolgo nazaj. Toda ogromne tehnične težave dolgo časa niso dopuščale uresničitve te zamisli. Leta 2004 na tekmovanju samovozečih avtomobilov v ZDA nobenemu avtomobilu ni uspelo prevoziti celotne poti in priti do cilja. Toda razmere so se spreminjale, oblikovalci so avtomobile opremljali z vedno bolj naprednimi senzorji in vse naprednejšo umetno inteligenco, po letu 2010 pa so se pojavili modeli, ki so bili sposobni samostojne vožnje po mestnih ulicah. Trenutno avtobusi in taksiji brez voznika že vozijo v več državah, oblasti številnih mest pa resno razmišljajo o projektih za razvoj prevoza brez voznika.
Video - testi Yandex.taxi brez posadke v Moskvi:
CRISPR/Cas9 - urejanje genov
Tehnologije genskega inženiringa, ki omogočajo vnos novih genov v telo, so se pojavile v 20. stoletju. Vendar pa je leta 2013 prišlo do odkritja, ki je znanstvenikom dalo priložnost, da specifično odstranijo določen fragment iz DNK. Ugotovljeno je bilo, da so bakterije sposobne najti in odstraniti del kode virusa iz svoje DNK in da je to metodo mogoče uporabiti ne samo za bakterije, ampak tudi za živali, vključno z ljudmi.
Za zdaj še ni mogoče reči, da nova tehnologija znanstvenikom omogoča urejanje genoma, kot jim paše, a so prepričani, da odpira ogromne možnosti. Na primer, pričakujejo, da ga bodo uporabljali za zdravljenje genetskih bolezni, boj proti raku in virusnim boleznim. Dobili smo že nekaj spodbudnih rezultatov, čeprav je znanstvenikom postalo jasno, da je treba metodo izboljšati.
Najbolj zanimivo pa je, da so se nekaj let po odkritju pojavili kompleti za urejanje genoma po metodi CRISPR/Cas9, pravzaprav doma, ki jih lahko kupi vsak. Podobne komplete je že mogoče kupiti v spletni trgovini. Najenostavnejša možnost, ki stane 75 dolarjev, vam omogoča urejanje genoma mikroorganizmov in ga spremenite tako, da začnejo mikrobi svetiti v temi. In za več tisoč dolarjev je na voljo celoten komplet, s katerim lahko genom urejamo skoraj poljubno. Mnogi so že izrazili zaskrbljenost, da bi takšna dostopnost tehnologije lahko ustvarila pogoje za bioterorizem.
Ali lahko navedete druge pomembne izume, ki so se pojavili v 21. stoletju? Zapiši v komentarje.
S seboj je prinesel nove tehnologije, ki so pomagale oživiti prej nemogoče in nenavadne izume. Ta odkritja vključujejo:
- umetna mrežnica;
- projekcijska tipkovnica;
- Elektronska cigareta;
- možganski vmesnik;
- uporaba digitalnih kamer v mobilnih telefonih;
- digitalni sintetizator vonjav;
- e-papir;
- prenosni jedrski reaktor;
- namizni 3D skener;
- umetni kromosom;
- "pametne" palčke;
- nanoroboti.
Ker je minila manj kot petina stoletja, so verjetno najbolj nenavadni izumi človeštva, razviti in ustvarjeni v prihodnosti. Danes odprti novi izdelki kažejo, kako daleč je prišel tehnološki napredek in katere prej neznane priložnosti lahko človek izkoristi.
Oglejmo si pobližje nekaj nenavadnih človeških izumov, ki so nastali na začetku enaindvajsetega stoletja.
Umetna mrežnica
To odkritje pripada japonskim znanstvenikom. Proizvedena mrežnica je aluminijasta matrika z uporabo silicijevih polprevodniških elementov. Ločljivost je 100 slikovnih pik.
Mrežnica bo opravljala svoje funkcije, če bo nameščena skupaj s posebnimi očali in majhnim računalnikom. Očala z vgrajeno video kamero se uporabljajo za sprejem in prenos slike v računalnik, kjer poteka obdelava. Kamera v očalih pretvori svetlobo v izbruhe elektronskih impulzov. Računalnik sliko po obdelavi razdeli na pol in jo posreduje levemu in desnemu očesu, v infrardeče oddajnike, ki se nahajajo na zadnji strani stekel očal. Očala oddajajo kratke impulze infrardečega sevanja, ki aktivirajo fotosenzorje na mrežnici očesa in povzročijo prenos električnih impulzov, ki kodirajo sliko, do optičnih nevronov.
V prihodnosti je predvideno, da bo taka mrežnica lahko slepemu povrnila vid in pomagala videti manjše predmete.
Kasneje je japonskim znanstvenikom uspelo vzgojiti mrežnico iz matičnih celic miši; testiranje še ni končano.
Projekcijska tipkovnica
Sčasoma se pojavlja vedno več novih izumov. prisotni v človekovem življenju, je ena od njih projekcijska tipkovnica.
Z njegovo pomočjo postane možno projicirati tipke na površino, kjer jih pritisnete. Video projektor, ki oblikuje tipkovnico, ima senzor, ki lahko sledi premikom prstov, nato pa izračuna koordinate pritisnjenih tipk in na zaslonu prikaže pravilno vtipkano besedilo. Vendar ima takšna tipkovnica tudi slabosti, saj je ni mogoče uporabljati na prostem.
Elektronska cigareta
Do tega odkritja je prišel kitajski znanstvenik, potem ko je njegov oče umrl zaradi raka na pljučih. Zasvojenost z nikotinom je ena najmočnejših na svetu. Karkoli počne oseba, ki neha kaditi. To navado poskuša nadomestiti z nečim drugim, na primer kupuje žvečilni gumi, poskuša najti alternativo kajenju.
Elektronska cigareta je naprava, ki simulira proces kajenja. Pri uporabi takšnega novega izdelka človek ne opusti svoje navade, ne išče zamenjav, ampak običajno porabi svoj čas. Vendar kadilec ne poškoduje svojih pljuč s strupenim katranom in produkti zgorevanja, saj jih v tej vrsti naprave ni. Tako se lahko oseba, ki kadi e-cigareto, znebi odvisnosti od nikotina.
Brain Interface
Nenavadni izumi 21. stoletja so precej raznoliki in eden izmed njih je možganski vmesnik.
Primer upravljanja predmetov z mislimi je prikazalo japonsko podjetje. Človek je z močjo misli prisilil kretnico, nameščeno na obsežni železnici, da se je preklopila.
Princip delovanja: možganska skorja se osvetli in fotografira v infrardečem spektru. Pri izvajanju takega postopka je jasno viden prehod hemoglobina skozi žile, tako s kisikom kot brez njega, viden pa je tudi volumen krvi v različnih delih možganov. Stroj takšne spremembe pretvori v napetostne signale, ki krmilijo zunanje naprave. Tako se krmili kretnica vlaka.
Projekt namerava doseči bolj kompleksno dekodiranje sprememb v delovanju človeških možganov. Prejemanje izvršilnih signalov bo vrhunec razvoja vmesnika človek-stroj.
Digitalni sintetizator vonjav
Danes ne boste nikogar presenetili s 3D zvokom ali 3D videom. Danes so to zelo priljubljeni izumi. Na začetku 21. stoletja so v naša življenja vstopile nenavadne tehnologije. Francosko podjetje predstavlja svojo digitalno rešitev za merjenje vonjav. Pojav takšnega novega izdelka je prinesel raznolikost v "digitalno življenje" družbe. Iz kartuš bodo sintetizirani različni vonji. To bo gledanju filmov in videoiger dodalo posebno noto.
Elektronski papir
Je enako kot elektronsko črnilo. Informacije so prikazane na posebnem zaslonu. Elektronske knjige uporabljajo elektronski papir, uporablja pa se tudi na drugih področjih. Elektronsko črnilo z odbito svetlobo lahko dolgo prikazuje grafiko in besedilo brez porabe veliko energije.
Prednosti tega papirja:
- varčevanje z energijo;
- Ta vrsta branja ne obremenjuje oči kot običajni papir, kar pomeni, da človeku ne poškoduje vida.
Elektronski papir lahko odbija video s frekvenco 6 sličic na sekundo in prenaša 16 odtenkov sive.
Nadaljuje se delo za izboljšanje tega izuma in povečanje hitrosti prikaza.
Namizni 3D skener
Načelo delovanja takšne naprave je uporaba dveh kamer, slika iz katerih se oblikuje in primerja. S pomočjo takšnega skenerja se ustvarijo natančni tridimenzionalni modeli potrebnih predmetov. Odražajo se z največjo natančnostjo različnih podrobnosti. Informacije se prenašajo v matematični, računalniški in digitalni obliki, ki vsebujejo podatke o velikosti, obliki, barvi skeniranega elementa.
Računalnik nadzira nastavitve slike. Vsi prejeti podatki se analizirajo in slika se prikaže na zaslonu v tridimenzionalnem prostoru.
"Pametne" kitajske palčke
Eden od enaindvajsetega stoletja je občinstvu predstavil "pametne" palčke. Bistvo tega izuma je, da se ob potopitvi palčk v hrano na zaslonu pripomočka, na katerem je nameščena potrebna aplikacija, prikaže informacija o kakovosti hrane. To pomeni, da če na primer pomočite palčke v olje, boste na zaslonu videli sporočilo »dobro« ali »slabo«, odvisno od kakovosti testiranega izdelka.
Znanstvenike je k izdaji takšnega izuma spodbudila situacija z izdelki na Kitajskem. V državi je bilo ugotovljenih veliko bolezni prav zaradi uživanja nekakovostne hrane. Pogosto se izdelki kuhajo v istem olju, kar vodi do pojava strupenih snovi v njem.
Pametne palice lahko pokažejo:
- svežina olja;
- raven pH;
- temperatura tekočine;
- število kalorij v sadju.
Proizvajalci bodo razširili zmogljivosti palčk, tako da bodo z njimi lahko določali večje število indikatorjev vnosa hrane. še ni bil objavljen v javnosti, saj množična proizvodnja še ni v teku.
Izum: nanoroboti
Danes si številni znanstveniki prizadevajo ustvariti nanorobote – stroje, ki lahko delujejo na atomski in molekularni ravni. Takšen izum bo omogočil proizvodnjo molekularnih materialov. Možno bo na primer izdelati kisik ali vodo. Tudi na gospodarskem področju bodo lahko ustvarjali hrano, gorivo in sodelovali v drugih procesih, ki zagotavljajo človekovo življenje. Takšni roboti bodo lahko ustvarili sami.
Nanotehnologija je simbol prihodnosti in eden od vektorjev razvoja civilizacije. Njihova uporaba je možna na skoraj vseh področjih človeškega življenja.
V medicini bo pojav nanorobotov povzročil popolno ozdravitev človeškega telesa. Lahko se sprožijo v telo. Pravilno programirani stroji bodo začeli uničevati viruse in druge škodljive snovi v telesu. Človeški koži lahko s pomočjo nanotehnologije zagotovimo lep in zdrav videz.
V ekologiji bodo elektronski stroji pomagali preprečiti onesnaževanje planeta. Z njihovo pomočjo bo mogoče prečistiti vodo, zrak in druge vitalne vire človekovega zdravja.
Takšni nenavadni izumi človeštva lahko pomagajo pri reševanju zapletenih problemov, vendar je trenutno razvoj v fazi raziskav.
Do danes so bile ustvarjene nekatere komponente prihodnjih molekularnih strojev in potekajo različne konference o vprašanju ustvarjanja nanorobotov.
Obstajajo primitivni prototipi prihodnjih strojev. Leta 2010 so bili prvič prikazani molekularni stroji na osnovi DNK, ki se lahko premikajo v vesolju.
Svet nanotehnologije ne miruje in morda se bo 21. stoletje še imenovalo stoletje, v katerem se bodo pojavili najbolj nenavadni izumi.
Virtualni svet
Novo stoletje je s seboj prineslo virtualno komunikacijo, zmenke in igre. Človek si gradi svoja obzorja, ustvarja svoje virtualne strani na svetovnih socialnih omrežjih. Zato lahko rečemo, da so nenavadni izumi, ustvarjeni z lastnimi rokami, socialna omrežja.
Razvoj tehnologije vodi v vse manj realnih srečanj in večjo nagnjenost k virtualni komunikaciji.
Novi virtualni izumi, katerih nenavadne funkcije pomagajo pri prilagajanju človeka v virtualni družbi, so:
Zaključek
Izumi so lahko neumni in pametni, uporabni in malo uporabni. Vendar pa se vsako leto izboljšujejo nenavadni izumi sveta, drugi pa se razvijajo v ozadju nekaterih. Človeštvo si prizadeva izumiti nekaj izjemnega, kar bo presenetilo vse. Hkrati naj bi nov izdelek ljudem prinesel udobje in jim na nek način olajšal življenje.
21. stoletje bo še vedno prinašalo nove izume, nenavadne priložnosti, zahvaljujoč katerim bo človeštvo lahko raziskovalo še neraziskane prostore in pridobivalo nova znanja.
