2020 год стал испытанием для всего мира. Жизнь словно замерла и, казалось, человечество не может думать ни о чем, кроме пандемии COVID-19. Но научные и инженерные итоги года показывают, что даже в такие сложные времена человечество не только не теряет изобретательности, но и развивает ее, ориентируясь на изменение ситуации. Журнал Time составил рейтинг лучших изобретений ушедшего года. Мы решили выявить наиболее интересные из них и понять, как то или иное изобретение может быть применено в нашей стране.
Сельское хозяйство
В сельском хозяйстве также есть хорошие новости и в первую очередь – для пчеловодов. В среднем ежегодно около 40% медоносных пчел гибнет вследствие резких изменений в температурном режиме, по причине болезней или проникновения в улей вредных пестицидов. Однако теперь в игру вступает Beewise, улей с применением искусственного интеллекта. Используя последние достижения в области робототехники, компьютерного зрения и непосредственно систему искусственного интеллекта, Beehome, который стоит 15 долларов в месяц и может содержать два миллиона пчел, отслеживает насекомых в режиме 24/7. Когда улей подвергается воздействию паразитов или температурных перепадов, его внутренние системы немедленно реагируют, например, путем применения безопасных для пчел химикатов и регуляторов температуры. Данная технология способна увеличить производительность пчел почти вдвое, одновременно снижая уровень смертности внутри колонии. Узбекистан традиционно знаменит масштабным производством меда, однако технологическое оснащение производственного процесса продолжает оставаться на примитивном уровне. Изобретения подобного рода помогут отечественным производителям меда не только увеличить масштабы своего производства, но и сделать продукцию более привлекательной для внешнего рынка.[1]
Полный отказ от применения химических веществ на первый взгляд просто уничтожит сельское хозяйство, ведь в этом случае фермеры просто не смогут совладать с вредителями и сорняками, поражающими огромные площади культурных насаждений. Однако трехтонный гигант с искусственным интеллектом готов с этим поспорить. Titan FT-35 является автономным трактором-роботом, который использует машинное обучение и компьютерное зрение вместо гербицидов для борьбы с сорняками. Двигаясь по колее обычного трактора или комбайна, машина распознает как культурные насаждения, так и сорняки, мешающие их росту. Погрешность в распознавании сорняков не превышает одного сантиметра. Определив вредное растение, робот аккуратно выдергивает его из земли, не повреждая при этом культурные растения. На сегодняшний день эти роботы успешно применяются на полях Аризоны и Калифорнии и в будущем будут запущены в массовое производство. Для Узбекистана, с его масштабами аграрного сектора и разнообразием выращиваемой плодоовощной продукции, подобные устройства могут оказаться весьма полезными, тем более что экспортные стандарты для данных товаров ужесточаются из года в год и применение химикатов не приветствуется импортерами.[2]
Кроме того, в 2020 году была создана достойная замена азотистым удобрениям, чей вред для окружающей среды доказан уже давно. Pivot Bio, базирующаяся в Калифорнии, создала первое в мире микробное биоудобрение для зерновых культур, таких как пшеница, рожь, рис и ячмень. Продукт, получивший название PROVEN, заменяет синтетические растворы азотфиксирующими микробами, которые захватывают азот, содержащийся в воздухе, и превращают его в форму, которую могут использовать растения. Стоимость удобрения ниже существующих аналогов почти в пять раз, а количество вредных выбросов в атмосферу меньше примерно на одну гигатонну в эквиваленте двуокиси углерода. На территории Узбекистана обогащение почвы является одним из ключевых факторов развития сельского хозяйства. Но применение традиционных методов обогащения почвы может наносить существенный урон окружающей среде. Подобные инновации в сфере производства удобрений могут стать весьма полезными для отечественных фермеров.[3]
Медицина
Фильмы, посвященные научной фантастике, изобилуют героями, способными видеть друг друга насквозь, при этом анализируя данные, полученные с помощью зрения, словно компьютер. Эти сюжеты подтолкнули генерального директора Augmendics Ниссана Элимелеха на создание устройства, имитирующего зрение супергероя, для работников медицины. Компания Augmendics, специализирующаяся на производстве средств для медицинской диагностики, сумела создать аппарат дополненной реальности для хирургов. Изобретение превращает компьютерную томографию пациента в трехмерную визуализацию, которая помогает хирургу, проводящему операцию, скажем, на позвоночник. Гарнитура накладывает трехмерное изображение позвоночника пациента на его тело, позволяя хирургам видеть то, что находится под кожей. Устройство уже используется во многих ведущих больницах США, включая Медицинский центр Университета Джона Хопкинса.[4]
Работникам медицины приходится тратить уйму времени для того, чтобы связаться со своими коллегами, времени, которое могло быть потрачено на других пациентов. К счастью, теперь появился помощник, готовый взять это на себя. Vocera Smartbadge, устройство размером с мобильный телефон середины нулевых годов, можно носить на шее вместе со стетоскопом. Оно позволяет медикам связываться друг с другом с помощью голосовых команд. Врачам больше не нужно снимать перчатки, доставать мобильные телефоны, набирать номера и ждать ответа на другом конце. Процесс связи отныне никак не мешает проведению медицинских процедур. Эффективность этого устройства была доказана в период пандемии коронавирусной инфекции COVID-19, когда врачи не имели возможности быстро снять защитное снаряжение. [5]
Техника
Автомобили с автономной системой управления на основе искусственного интеллекта уже перестали быть новостью, а вот умные здания – уже кое-что интересное. Речь идет о новом изобретении компании BrainBoxAI, которая использует такие данные, как температура внешней среды, атмосферное давление и прочее для регуляции внутреннего климата помещения и управления системами кондиционирования. Кроме того, изобретение помогает сократить присутствие углеродных соединений в атмосфере помещений на 20–40%. На сегодняшний день данное устройство используется на общей площади в 40 млн кв. футов.[6]
Мобильные телефоны – это то, что в течение дня человек держит в руках, пожалуй, чаще всего. Не удивительно, что на поверхности гаджетов оседают миллионы бактерий. Согласно исследованиям, на поверхности среднестатистического смартфона может содержаться более 17 000 бактериальных генов – это приблизительно в десять раз больше бактерий, чем в унитазе. Может быть, в прежние времена многие и не обратили бы внимания на эту цифру, но только не в период пандемии. Большинство пользователей сегодня по несколько раз в день дезинфицирует поверхности своих устройств, особенно, если они длительное время находились в общественных местах. Устройство под названием Oblio способно решить эту проблему. Данное изобретение представляет собой беспроводное зарядное устройство, внешне напоминающее стильную вазу, которое одновременно дезинфицирует мобильный телефон с помощью ультрафиолетовых лучей. Оно способно уничтожить до 99% бактерий всего за 20 минут. Устройство стоит около 80 долларов и в скором времени будет протестировано на инфекции COVID-19. [7]
Режим удаленной работы, вызванный пандемией COVID-19, вывел на совершенно новый уровень спрос на технологии виртуальных совещаний и конференций. Производители программного обеспечения для подобного рода мероприятий в спешном порядке принялись модернизировать существующие и создавать новые средства общения сотрудников. Они также начали обращать внимание на реалистичность процесса конференций. И одним из решений этой проблемы стало изобретение 2020 года под названием Meeting Owl Pro. Устройство представляет собой настольную камеру с обзором на 360 градусов, которая автоматически переключает фокус, направляя объектив и микрофон на говорящего. В этом случае участники онлайн-собраний, будь то конференция или учебное занятие, лучше ориентируются в происходящем, и процесс становится максимально приближен к режиму реального времени. [8]
Чистое производство
Применение солнечной энергии год от года набирает обороты, а жилища, питаемые этой энергией, уже не вызывают удивления. Уже давно стали обыденностью и гигантские солнечные станции, накапливающие энергию солнечных лучей. Не пора ли перейти на что-то более серьезное? Самое время! Компания Heliogen начала использовать солнечную энергию для производства строительных материалов и в первую очередь – стали и бетона. Поле из 100 000 моторизованных зеркал с компьютерным управлением концентрирует солнечный свет в направлении башни высотой в 40 м, как гигантское увеличительное стекло. Температура внутри башни достигает более 1000 градусов по Цельсию. Этой температуры достаточно для производства стали, цемента или выработки электричества. Кроме того, в планах компании – разработка на основе данной технологии новых методов производства водорода для автомобилей с нулевым выбросом парниковых газов.[9]
В условиях глобального изменения климата питьевая вода становится одним из ценнейших ресурсов. Новый мобильный генератор под названием WEDEW использует для производства питьевой воды воздух и остатки продуктов животного и растительного происхождения, включая древесную щепу, скорлупу и т.д. Указанные материалы, которые используются в качестве топлива, нагреваются, и выделяемый при этом пар конденсируется с помощью генератора в питьевую воду. Вся система, которая также включает в себя аккумуляторный отсек и холодильный модуль, умещается в одном 40-футовом транспортном контейнере. С помощью Мировой продовольственной программы генераторы были доставлены для применения в Уганде и Танзании. В скором времени производители рассчитывают расширить зону применения своих агрегатов.[10]
Как видим, прошедший 2020 год запомнится не только пандемией и самоизоляцией, но также и прорывными открытиями в самых разных областях. Разумеется, это далеко не все научные и инновационные изыскания этого года, но приведенные в этом списке, несомненно, найдут широкое применение во всем мире.
[1]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911321/beehome/
[2]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911421/titan-ft-35/
[3]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911423/proven/
[4]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911324/xvision/
[5]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911335/vocera-smartbadge/
[6]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911317/brainbox-ai/
[7]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911338/lexon-oblio/
[8]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911333/owl-labs-meeting-owl-pro/
[9]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911422/heliogens-helioheat/
[10]https://time.com/collection/best-inventions-2020/5911413/wedew/