Современная наука 21 века современная техника

Новейшие технологии 21 века

Человек – один из самых умных и интеллектуально развитых живых организмов на Земле. Неудивительно, что лишь почти за два десятилетия 21 века было придумано много новых изобретений и технологий в культуре, науке, экономике, медицине и других сферах жизнедеятельности. К тому же человечество не останавливается на достигнутом. Постоянно появляются все новые и новые важные технические решения, дающие положительный эффект и обещающие в ближайшем будущем изменить мир. Какие же самые значимые новые технологии появились в 21 веке?

Виртуальная реальность

В числе последних технологических трендов дополненная и виртуальная реальность. В первом случае AR-технология подразумевает восприятие с помощью специальных устройств отдельных искусственных элементов виртуальной информации как неотъемлемой части окружающего мира. VR же создает новую сверхреалистичную виртуальную среду, с которой пользователь может взаимодействовать с помощью органов чувств. Человек полностью погружается в искусственный мир, прямо в центр событий и ощущает реальность происходящего.

Для того чтобы в полной мере имитировать взаимодействие с виртуальной средой используются различные устройства от смартфонов со специальным функционалом, очков и шлемов до ретинальных мониторов, формирующих изображение на сетчатке глаза, и комнат виртуальной реальности, в которых достигается максимальный эффект погружения. Реалистичность усиливается многоканальной акустической системой с локацией источника звука и имитацией тактильных ощущений с помощью датчиков движения и манипуляторов.

Хотя сейчас технологии имеют больше развлекательный характер, скорей всего, в будущем они будут широко использоваться в здравоохранении для создания тренажеров для реабилитации, очков, способных вернуть зрение, цифровых контактных линз, измеряющих уровень глюкозы в крови и т. п. Уже сегодня в медицине применяются новейшие технологии 21 века, воздействующие и передающие данные с помощью мозговых интерфейсов непосредственно в головной мозг, но пока такие методики являются дорогостоящими для повседневного применения.

Инновационные очки O2amp способны определять самые незначительные изменения в кожном покрове. С их помощью можно определить уровень насыщения кожи кислородом, концентрацию гемоглобина и частоту сердцебиений.

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.

Искусственный интеллект

В ближайшие годы, по прогнозам специалистов, мы будем наблюдать повсеместное успешное внедрение систем искусственного интеллекта. Так, к одной из известных систем ИИ в мире обратились врачи-онкологи Центра раковых заболеваний штата Мэн с целью использовать возможности суперкомпьютера IBM Watson для диагностики и лечения доброкачественных и злокачественных опухолей. Диагноз в каждом конкретном случае будет ставиться на анализе базы суперкомпьютера, в которую загружены более 600 тыс. медицинских заключений, 2 млн. текстов из меджурналов, а также результаты клинических онкологических исследований. При необходимости лечение будет прописываться с учетом 1,5 млн. историй болезней и успешной борьбы с аналогичным заболеванием.

Ожидается, что помощь умного программного обеспечения в диагностике и принятии медицинских решений даст возможность выявлять онкозаболевания на ранних стадиях, а врачам сконцентрироваться на более сложных случаях, тем самым снизить возможность летального исхода.

Источник

Самые значимые достижения научно-технического прогресса в XXI веке

Не прошло и четверти XXI века, а человечество за это время совершило несколько технологических прорывов. Наибольшее развитие происходит в информационной сфере: сначала мы стали вырабатывать информацию в гигантских объёмах, а теперь понимаем, как с ней работать. Научно-технический прогресс делает жизнь комфортнее, веселее, безопаснее, активнее, и вот какие достижения играют в этом ключевую роль.

Искусственные органы и протезирование

Первая операция по замене биологического сердца на искусственное была успешно проведена в 2001 году. Внутренние органы заменялись и раньше, но с переходом в новое тысячелетие реальным стала сложная имплантация. Электроника уменьшается, но вмещает в себя больше функций, развиваются нанотехнологии, системы и их отдельные компоненты сообщаются через интернет.

Так возможности трансплантации и имплантации расширяются в двух направлениях: становятся реальностью операции, которые раньше были фантастикой, а протезы становятся эффективнее, безопаснее и дешевле.

Социальные сети

Люди находили друг друга в интернете и объединялись в сообщества с 1990-х годов. Но именно появление Facebook как сети, в которой каждый имеет свой цифровой профиль, стало началом эпохи соцсетей. Они ценны для человечества не тем, что сокращают расстояния, помогают общественной деятельности и подстёгивают развитие мобильных технологий. Социальные сети — ценнейший источник больших данных для изучения и влияния на общество: от персонализированной рекламы до предвыборных кампаний.

Мобильный интернет

Сети 3G и 4G делают обмен информацией простым, быстрым и безопасным в любой точке планеты, в которой можно установить телекоммуникационную вышку. Стандарт 4G был установлен в 2008 году и сделал возможным передачу больших данных с миниатюрного устройства. Это дало дополнительный толчок для перехода людей от компьютеров к смартфонам и планшетам – видеоконференции, файлшеринг, онлайн-игры, HD-телевидение, облачные сервисы и IP-телефония стали доступны и в них.

Электрические автомобили и беспилотные машины

Большинство экологических и политических проблем Земли вызваны соперничество за ресурсы и нерациональным их использованием. Электромобили – путь прочь от нефтегазовой зависимости и переход к возобновляемой энергии.

Беспилотные автомобили – лишь наиболее обсуждаемый продукт развития робототехники и машинного интеллекта. Технологии, на которых они держатся, применяются в промышленной, бытовой, общественной роботизации. Сейчас производятся беспилотные поезда, самолёты, летательные и подводные аппараты, промышленные роботы (сборочные и складские), домашние приборы и т.п.

Виртуальная и дополненная реальность

Перенесение из ощутимого мира в искусственно созданный с помощью VR-технологий – это не только о развлечениях и любопытном опыте. Виртуальная реальность помогает сегодня моделировать процессы, которые нельзя воспроизвести в реальности. Она также используется для обучения – лётчики, машинисты, космонавты, операторы сложного оборудования сначала практикуются в виртуальных условиях.

Дополненная реальность решает другие важные задачи. Её используют для создания спецтехники, например, очков для работы в сложных условиях. Кроме того, она открывает широкие перспективы в лечении зрения, глазном протезировании.

Искусственный интеллект

Искусственный интеллект – технология, которая не развивается независимо от перечисленных выше. Он дополняется и дополняет, становясь одним из связующих элементов современной технической эволюции.

Для человечества потенциал искусственного интеллекта, прежде всего, заключается в том, что она способен рассматривать данные и события с глубоким горизонтом погружения. Благодаря этому непредсказуемых событий становится меньше, а потенциально успешных решений – больше.

Источник

Новое в науке и технике 21 века

Человечество находится в состоянии постоянного развития. Потребности двигают прогресс, а их с каждым годом становится все больше. Если изначально нужда была в пропитании и безопасном месте для сна, то сейчас уже желания здорового индивида, которые должны быть удовлетворены, перевалили за несколько десятков. Наука не стоит на месте. Постоянно вводятся какие-то новинки в разные сферы потребностей человека и его жизни. Именно на это ориентируется техника 21 века.

Сфера развлечений

Технология, описанная писателями еще задолго до ее появления, – виртуальная реальность. Конечно, до капсул, в которых тело будет отдыхать, а мозг видеть реальные сны, достаточно далеко. Но уже сейчас можно видеть своими глазами то, чего нет, и при этом не попасть на прием к врачу. Дополненная и виртуальная реальность станет видима для любого, кто приобретет специальные очки и установит нужное приложение на смартфон.

В чем разница этих технологий:

• AR-технология — дополненная реальность. Подразумевает под названием восприятие человеческим мозгом искусственных элементов с помощью специальных устройств как неотъемлемую часть мира.
• VR-технология. Создает новую реальность, отличную от настоящей, с которой владелец технологических новинок может контактировать и взаимодействовать с помощью органов чувств. Воспринимается новый мир визуально. Слышны звуки, благодаря чему человек, использующий технологию, практически полностью погружается в виртуальную среду, ощущает все, как настоящую реальность.

Как достигается полное погружение в технике 21 века

Для того чтобы достичь эффекта полного взаимодействия с искусственной средой, используются различные технологии. Самые простые – смартфоны со специальным функционалом. Сложные – ретинальные мониторы, проецирующие элементы искусственной реальности прямо на сетчатку глаза. Для общего пользования могут запускаться комнаты виртуальной реальности. В них посетитель достигает максимального эффекта погружения с помощью имитации запахов и тактильных ощущений.

На данный момент вся эта техника 21 века носит больше развлекательный характер. Но уже запущены проекты по созданию реабилитационных программ, основанных на этих технологиях. Даже в медицине сейчас используются разработки по передаче данных через мозговые интерфейсы, хотя методика пока еще слишком дорогостоящая для повседневного использования.

Производство

Немалым достижением в сфере производства стали 3d-принтеры. Эта технология стала спасением для тех отраслей, где требуется высокоточное изготовление мелких деталей, например, платы для смартфонов, кнопки или мелких игрушек вроде тех, что попадаются в шоколадных яйцах с сюрпризом.

Эта техника 21 века стала популярна не только в масштабном выпуске, но и для домашнего использования. С помощью такого оборудования научились строить дома и задавать сложные конструкции. На 3d-принтере смогли распечатать даже основу для мотоцикла, не то что простые декоративные фигурки.

Медицина

Этот раздел науки и техники 21 века стоит рассматривать отдельно. За несколько десятилетий здесь было достигнуто множество рубежей, созданы и упрощены десятки технологий и операций.

3D-принтер в медицине

Хотя изначально это приспособление носило чисто производственный характер, его функционал стал незаменим и в медицинских операциях. Трехмерная печать используется где только можно, а ее точность и возможности поражают. С помощью такого принтера удается «распечатать» зубные импланты, заменить удаленные конечности и вставить новую кость. Конечно, материалом для таких целей служит далеко не пластик, используемый для игрушек.

Однажды, например, одна американская компания представила технологию нового принтера, позволяющего печатать ткани человеческого тела, кровеносные сосуды для замены «живых» органов. Ранее предпринимались попытки выращивания и клонирования их на основе стволовых клеток, теперь же биопринтер стал чудесной альтернативой. Вместо чернил у этого удивительного изобретения клетки необходимого функционала, а умная головка, управляемая компьютером, раскладывает их в нужном порядке. В России эксперименты такого направления проводятся регулярно, и результаты их многообещающие.

Искусственное сердце

Конечно, искусственные и механические сердца часто показывают в фильмах про киборгов или в аниме, но это теперь абсолютно реально. Такие сердца являются полноценными заменителями настоящих, но, к сожалению, они временны. Используется эта технология только тогда, когда пациент на грани, а «живое» сердце пока еще не готово. Ввиду нехватки донорских органов, эта разработка стала спасительной: она помогает пациенту дождаться собственного нового органа и выжить.

Самым лучшим среди подобных достижений техники 21 века является орган, созданный массачусетской компанией под названием AbioCor. Его преимуществом стала полная автономность, то есть, в отличие от других собратьев, ему не нужен доступ к источнику питания, а также трубки и провода, проходящие через кожу. Это практически полностью исключает возможность занесения инфекции.

Экзоскелет

Новые зарубежные технологии призваны помочь людям с ограниченными возможностями и способны излечить большую часть больных. Главная задача медицины нашего времени – обеспечить каждому человеку полноценное существование в любом возрасте. Но в результате болезней нервной системы многие люди не могут вести полноценно свою жизнь. На помощь приходит экзоскелет. Сейчас это удивительное изобретение в технике 21 века в основном используется только в Японии, но уже признано Евросоюзом. И скоро во многих центрах реабилитации больных появятся подобные разработки.

Наука не стоит на месте. Каждый день в мире появляется что-то необычное. Новая техника 21 века уже позволяет людям избавиться от множества болезней и проблем. Процесс развития не остановить, его даже не замедлить. А потому с каждым годом нового и полезного будет все больше, и жить станет намного легче.

Источник