Новейшие технологии 21 века

Компьютер 21 века проект

(«настольный компьютер» в буквальном смысле слова) — стационарный компьютер, имеющий такой форм-фактор, что его удобнее располагать на столе (отсюда и применение термина «десктоп», от англ. desktop — «рабочая поверхность (письменного стола)») дома или в офисе. Раньше системные блоки такого типа обычно были широкими и места на них было достаточно для размещения на нём ЭЛТ-монитора. Это в свою очередь позволяло экономить место на рабочем столе, на который устанавливался десктоп. Естественно, это было учтено конструкторами корпусов, создававшими корпуса для таких системных блоков, способные выдерживать вес ЭЛТ-монитора.

Конструктивная схема стационарного ПК в которой системный блок, монитор и, в настоящее время, микрофон, звуковая колонки, веб-камера конструктивно объединены в одно устройство —моноблок. Такой ПК эргономичнее (занимает минимум пространства) и более привлекателен с эстетической точки зрения. Также такой ПК и более транспортабелен чем стационарный ПК, построенные по раздельной схеме. Обратной стороной этой медали является сравнительно трудная масштабируемость такого ПК и, в том числе, сравнительно трудная самостоятельная техническая модернизация. Также сравнительно затруднено и техническое обслуживание. Например если у моноблока сломается, например, микрофон, то заменить его на исправный нередко возможно только в сервис-центре. Естественно, моноблоки широко применяются в тех случаях, когда на первом месте экономичность, а простота масштабирования или самостоятельного технического обслуживания напротив не являются решающими.

Медицинские технологии

Современная медицина динамично развивается, а внедренные инновации напрямую влияют на качество жизни населения, ежедневно возвращая и сохраняя здоровье десяткам тысяч людей.

Искусственное сердце

Согласно статистике, самая распространённая причина смерти в мире – это сердечно-сосудистые заболевания, поэтому специалисты уделяют большое внимание разработкам в этой области. Искусственный двигатель человеческого организма предназначен для людей, имеющих тяжелую стадию сердечной недостаточностью. В случае, когда трансплантации сердца не избежать, а без пересадки смерть неминуема, чтобы сохранить жизнь человеку используется протез AbioCor, разработанный массачусетсской компанией. Ввиду острой нехватки донорских сердец у пациентов значительно повышаются шансы дождаться своей очереди на трансплантацию.

В сравнении с другими типами искусственных сердец, которые требуют непосредственного подключения к внешнему оборудованию, AbioCor используется автономно. Это сердце располагается в человеческом организме, имеет внутренний аккумулятор и подзаряжается прямо через кожу посредством специального магнитного устройства от внешнего источника питания. Отсутствие проводов или трубок, проходящих через кожу, исключает риск заражения инфекциями и снижает возможность осложнений.

По результатам исследований, сердечный протез способен продлить жизнь до 17 месяцев. Но для вживления пациент должен соответствовать определенным параметрам (рост, масса). В настоящее время создание второй версии AbioCor пока прекращено, но инновационный протез дал ощутимый толчок другим компаниям-разработчикам в этом сегменте здравоохранения.

3D-имплантанты

Такие новейшие технологии 21 века как 3D-принтер нашли применение не только в архитектуре и дизайне, но и в медицине. Трехмерная печать имплантатов может применяться в фармацевтике и в восстановительной хирургии, позволяя заменить зубы, кости или ампутированные части тела.

Впервые новейшее изобретение представила американская компания Organovo, разработавшая биопринтер, предназначенный для печати тканей (кожа, кровеносные сосуды и т. п.), которые могут использоваться в качестве заменителей «природных» органов. Если ранее ученые с целью восстановления и выращивания органов проводили исследования в области стволовых клеток, то сегодня биопринтер стал достаточно эффективной альтернативой.

Чернилами для такого принтера служат клетки нужного типа, а печатающая головка, управляемая компьютером, выкладывает их в необходимом порядке. В исследовательских институтах мира, в том числе и в России, постоянно проводятся довольно многообещающие эксперименты по разным вариантам технологий печати донорских органов.

Для парализованных пациентов, чтобы снизить риск возникновения пролежней, было разработано специальное белье, которое через определенный промежуток времени посылает электроимпульс и сокращает мышцу.

Фантастический экзоскелет

В 21 веке многие новые технологии, разработанные за рубежом, призваны помочь людям с ограниченными возможностями. Главная задача ‒ обеспечить полноценную жизнь в любом возрасте. В результате болезней нервной и мышечной систем или в силу возраста в большинстве случаев человек не может вести активную социальную жизнь и требует помощи. В японском университете робототехнической компанией Cyberdyne было разработано два прототипа экзоскелета. Устройство, работающее автономно около 2-х часов, позволяет значительно облегчить движение.

Экзоскелет используется в клиниках Японии для реабилитации инвалидов и травмированных, а также прошел сертификацию Евросоюза. К тому же экзоскелет можно применять при работах, которые требуют повышенных физических нагрузок (спасательные операции, строительство), так как устройство позволяет оператору поднимать и переносить тяжелые предметы.

В области разработок нейрокомпьютерного интерфейса многие проекты также направлены на помощь инвалидам. Недавно ученые из американской компании Neural Signals представили миру своё новое изобретение, благодаря которому озвучивается речь, произносимая человеком в мыслях. Беспроводное устройство полностью спрятано в голове, в участке коры, которая отвечает за речь. Что интересно, сигнал из командной моторной коры идет до гортани и языка с такой же скоростью, как и у здорового человека – всего 50 сек. Конечно, это намного быстрее, чем проекты «мозг – компьютер», основанные на различных вариантах мысленного письма.

Прорыв № 2: медицина

Из-за пандемии медицина и здравоохранение находятся в центре внимания второй год подряд. Но интересные разработки связаны не только с коронавирусом. Премией «Технологический прорыв» в 2021 году отметили несколько российских решений — как чисто медицинских, так и с сильной ИТ-составляющей.

Например, Neuro V — первый комплекс для постковидной нейрореабилитации. По словам разработчиков, он позволяет избавиться от нарушений в когнитивной и психоэмоциональной сфере, которые возникают у переболевших коронавирусом.

Кроме того, в число победителей вошел «АнтионкоРАН-М» — первый в России препарат генной терапии рака с невирусной системой доставки. Препарат внедряет в опухоль ген-убийцу и ген-иммуностимулятор. Вместе они убивают раковые клетки и подавляют метастазирование. Лечение пациентов новым препаратом начнется в 2022 году.

Что нас ждем в будущем

Одним из приоритетов в сфере медицины может стать создание системы управления целостным здоровьем, которая охватит разные уровни — от телесного до духовного. Среди ключевых направлений — культура психического здоровья и нормализация психического благополучия, практика здоровых отношений без насилия и взаимного разрушения.

Изобретения, которые изменили мир

Соцсети

Первая соцсеть была создана в середине 1990-х годов, но в этом списке будут рассмотрены онлайн-ресурсы, которые по-настоящему повлияли на жизнь человека в нынешнем веке. Самый популярный из них – Facebook.

Если вспомнить российские изобретения и разработки в этом направлении, то стоит упомянуть сайты «ВКонтакте» и «Одноклассники». Социальные сети органично вписались в жизнь современных людей.

Они повлияли на продвижение бизнес-проектов, рынок рекламы, ускорили глобализацию.

Искусственное сердце

В список изобретений 21 века нельзя не включить этот высокотехнологичный аппарат. Создание прибора AbioCor дало старт для дальнейших масштабных исследований в этой области.

Устройство позволит поддерживать жизненные силы пациентов, страдающих тяжелыми формами сердечной недостаточности. Аппарат выполняет функцию «насоса», который «перекачивает» кровь по телу человека.

Его применение доступно не каждому, поскольку важно, чтобы совпадали антропометрические характеристики. Но ученые продолжают совершать самые важные открытия в области медицины, используют различные разработки, чтобы сделать искусственное сердце более универсальным.

3D-принтеры

Перечисляя открытия 21 века, эксперты нередко упоминают 3D-принтеры. Эти необычные технические аппараты – очень полезные изобретения наших дней. Их применяют очень широко. Аппараты пригодятся для проектирования, распечатки небольших тиражей, изготовления разных деталей.

При этом руководство Соединенных Штатов и Англии признали незаконными любые разновидности оружия, которые были изготовлены на 3D-принтере.

Последние достижения разработчиков позволили за короткое время сделать технику более доступной и расширить область ее применения.

Бионические протезы, управляемые силой мысли

К числу величайших и значимых открытий современной био-кибернетики можно отнести протез BeBionic 3. Устройство стало лучшим открытием в этой сфере.

Читайте также: Конструкционное стекло как новый инструмент для восстановления исторических памятников

Рукой-протезом можно управлять импульсами, посылаемыми мозгом. Аппараты, которые выпускались раньше, могли только сгибаться и разгибаться в области ладони.

BeBionic 3 способен заменить потерянную конечность. Протез позволит завязать шнурки, приготовить пищу и выполнить другие действия, требующие мелкой моторики рук. За счет этого открытия 21 века британская компания RSLSteeper вошла в число самых известных изобретателей нашего времени.

Дополненная и виртуальная реальность

Уникальные научные открытия позволили разработчикам усовершенствовать мир виртуальной реальности. Специальные очки Oculus Rift по отдельным характеристикам в разы превзошли все аналоги.

Далее перечислены основные из них:

• широкое поле зрения (110°);
• технология, отслеживающая повороты головы;
• большая безопасность для органов зрения;
• более выразительный 3D-эффект.

Многие компании готовят релизы для геймеров, адаптированные прежде всего под эти очки. Можно с уверенностью сказать, что в современной России и за ее пределами Oculus Rift смогут завоевать сегмент этого рынка.

Кроме того, очки виртуальной реальности планируют применять для ведения трансляций спортивных игр и разных важных событий. Их также используют для тренировок солдат в США.

Если говорить о дополненной реальности, то нельзя не упомянуть Google Glass. Инновационная техника не получила должного отклика у потребителей. Ее производство приостановили, но планируется запуск нового поколения Google Glass.

Дополненную реальность применяют в оборонной, медицинской сфере, образовании и пр. Среди игр можно упомянуть Pokemon Go, которая вышла в 2016 году.

Большой адронный коллайдер

Эта экспериментальная установка стала крупнейшей в истории человечества. При работе БАКа в кольцах происходит разгон и столкновение тяжелых частиц.

Затем ученые изучают продукты распада, на основании результатов исследований удается делать разные научные открытия.

БАК позволяет исследователям лучше постигать, как устроен мир. В создании Большого адронного коллайдера участвовали самые известные современные изобретатели.

Развитие технологий в будущем

8. Бионическая линза для сверхчеловеческого зрения

Канадский врач собирается проводить клинические тестирования «бионических линз», которые в 3 раза улучшают стопроцентное зрение с помощью 8-минутной безболезненной операции.

Новая линза будет доступна уже к 2017 году, улучшая естественный хрусталик глаза. Во время операции шприц внедряет линзу с физиологическим раствором в глаз, и через 10 секунд сложенная линза распрямляется и располагается над естественным хрусталиком, полностью корректируя зрение.

9. Спрей-одежда

Испанский дизайнер Манел Торрес (Manel Torres) изобрел первую в мире спрей-одежду. Вы можете нанести спрей на любую часть тела, а затем снять его, смыть и снова носить.

Спрей сделан из специальных волокон, смешанных с полимерами, которые придают ткани эластичность и долговечность. Эта технология позволит дизайнерам создавать уникальные предметы одежды с оригинальным дизайном.

10. Портреты, полученные из ДНК

Студентка Хизер Дюи-Хагборг создает 3D портреты из ДНК, найденных на сигаретных окурках и жевательных резинках на улице.

Последовательности ДНК она вводит в компьютерную программу, которая создает облик человека с образца. Обычно в ходе этого процесса выдают 25-летнюю версию человека. Затем модель распечатывают в 3D портреты в натуральную величину.

11. Покупки в виртуальной реальности

Один из таких магазинов был открыт на железнодорожной станции в Южной Корее, где вы можете сделать заказ, сфотографировав штрих-код, и ваши покупки доставят домой.

Сеть магазинов Homeplus установила шесть дверей-экранов с изображениями полок в натуральную величину c товарами, которые вы приобрели бы в супермаркете. Под каждым товаром есть штрих-код, который можно отсканировать и отправить с помощью приложения.

Вы можете сделать заказ на станции по дороге на работу, и товары доставят к вам домой вечером.

12. Беспилотные автомобили

Ожидается, что к 2020 году появится около 10 миллионов беспилотных автомобилей, что снизит количество смертей на 2500 между 2014 и 2030 годом.

Многие производители автомобилей уже начали внедрять некоторые функции автоматического вождения в производимых автомобилях.

Также есть множество компаний, пытающихся разработать технологии для самоуправляемых автомобилей, как например, Google, объявивший о прототипе беспилотного автомобиля. Полностью автономный автомобиль ожидается к 2019 году.

13. Город под куполом

В Дубае идет строительство торгового центра, называемого «Mall of the World», накрытого выдвижным куполом, который контролирует климат внутри, и снабжает кондиционированием воздуха.

Комплекс займет площадь 4,46 км2 и и будет включать крупный центр красоты и здоровья, культурно-развлекательный район, отели на 20 тысяч номеров и многое друге. Это будет самый крупный торговый центр с закрытым тематическим парком.

14. Искусственные листья, преобразующие углекислый газ и солнечный свет в топливо

Ученые разработали новые солнечные элементы, преобразующие углекислый газ в атмосфере в топливо с помощью Солнца.

Хотя предпринималось немало попыток преобразования углекислого газа во что-то полезное, впервые был разработан реальный метод. В отличие от других технологий, для которых нужны благородные металлы, такие как серебро, этот метод использует материал на основе вольфрама, который в 20 раз дешевле и действует в 1000 раз быстрее.

Эти солнечные элементы используют углекислый газ из атмосферы, чтобы произвести синтетический газ – смесь газообразного водорода и окиси углерода, который можно напрямую сжигать или преобразовывать в углеводородное топливо.

Рынок труда в 21 веке

В этом разделе авторы анализируют получившиеся у них при помощи описанного в главе 4 метода, и у них шевелятся волосы на голове, потому что оказывается, что около 47% рабочих мест в США находятся в зоне высокого риска компьютеризации в ближайшие несколько десятилетий. Судя по тем технологическим порогам, которые робототехника должна пройти, чтобы эти профессии стали подвержены автоматизации, этот процесс будет проходить в две волны. В первой волне, которая ожидается в ближайшее десятилетие, будут автоматизированы рабочие места на транспорте, в логистике, а также большая часть рабочих мест в АХО и прочей конторской работе.

Розничная торговля.

Поскольку компьютеризированные автомобили уже существуют, а стоимость сенсоров постоянно падает, можно ожидать, что рабочие места в сфере транспорта будут автоматизированы уже в ближайшем будущем. То же самое касается рабочих мест в сфере продаж: магазинных клерков, кассиров и продавцов, чьи обязанности в основном сводятся к одним и тем же социальным взаимодействиям. Повышение роли полуфабрикатов в строительстве будет способствовать автоматизации и этой отрасли.

Строительство.

Подводя итог: исследование показывает, что существенная доля рынка труда рискует подвергнуться компьютеризации в ближайшие годы в связи с последними инновациями в области машинного обучения и робототехники. Однако затем наступит замедление этого процесса, вызванное известными порогами в развитии техники, которые ещё предстоит преодолеть.

ИИ и криптосистемы

Одна из наиболее перспективных областей, на которую могут повлиять квантовые вычисления, — разработка систем искусственного интеллекта (ИИ). ИИ имеет дело с огромными объемами данных, а неточности в обучении нейронных сетей приводят к значительным погрешностям. Квантовые компьютеры могут улучшить алгоритмы обучения и интерпретации. Предприниматель в области ИИ Гэри Фаулер считает, что большую роль играет способность квантовых компьютеров выходить за рамки привычного двоичного кодирования. Это влияет как на объем анализируемой информации, так и на обработку естественного языка.

ИИ на базе квантового компьютера будет способен глубоко понимать и анализировать текст и речь. Это касается и распознавания образов, то есть искусственный интеллект может научиться видеть предметы и понимать, что находится перед ним, с той же точностью, что человек, и даже лучше. Улучшенное распознавание образов позволит медицинским работникам быстрее диагностировать и лечить заболевания по снимкам МРТ.

Некоторые специалисты считают, что сильный ИИ невозможен без квантовых компьютеров. Современные суперкомпьютеры не обладают мощностью для моделирования человеческого мозга с химическими взаимодействиями между отдельными частями нервных клеток. Даже с учетом закона Мура такие компьютеры не появятся и через миллион лет, однако полноценный квантовый компьютер поможет решить эту проблему.

Другой областью, которая значительно изменится с появлением квантовых компьютеров, станет криптография. Специалисты обеспокоены тем, что под ударом окажутся криптосистемы с открытыми ключами. Злоумышленники, использующие достаточно мощные квантовые компьютеры, могут совершить взлом цифровых подписей и основных интернет-протоколов HTTPS (TLS), необходимых для безопасного просмотра онлайн-счетов и совершения онлайн-покупок. Квантовые вычисления также поставят под угрозу безопасность систем симметричной криптографии, которая основана на обмене закрытыми ключами. Чтобы сохранить конфиденциальность данных, обмен ключами должен оставаться безопасным.

Считается, что постквантовая криптография, которая неподвластна квантовым компьютерам, остается неуязвимой даже для самых мощных систем. Специалисты уже работают над решением этой задачи, и NIST (Национальный институт стандартов и технологий, США) разрабатывает новые стандарты защиты информации, которые будут опубликованы в 2022 году. В то же время подобная криптография требует огромных ресурсов, поэтому квантовые компьютеры могут помочь защитить то, что они же делают уязвимым. Однако уже сейчас существуют прототипы защитных протоколов будущего, доступные для тестирования. Полный переход к ним может затянуться на 15-20 лет.

Виртуальная и дополненная реальность

О виртуальной реальности, то есть компьютерной симуляции реальности, впервые заговорили еще в конце шестидесятых. Основными целями разработки технологии являются: создание и улучшение реальности игр и других развлечений, улучшения качества жизни и возможность подготовки к определенному событию (люди могут практиковать конкретные навыки, это полезно, например, для пилотов).

Термин «дополненная реальность» был предложен в 1990 году. Это технология, которая накладывает слои улучшений на существующую реальность, чтобы сделать ее более выразительной, яркой и многогранной.

Но если обе технологии были разработаны еще в прошлом столетии, почему тогда стоит их причислять к интересным изобретениям 21 века? Дело в том, что только сейчас были созданы устройства для дополненной и виртуальной реальности, которые позволили полностью «ощутить» их не только ученым, но и широким массам населения.