Доклад на тему наука и технологии 21 века
Обновлено: 05.07.2024
Генная инженерия вышла на новый уровень
Революционный метод манипуляции ДНК при помощи так называемого CRISP -механизма позволяет избирательно редактировать определенные гены, что раньше было невозможно.
Математика
Доказана теорема Пуанкаре
Астрономия
Открыта карликовая планета Эрида
Впервые Эриду сфотографировали еще 21 октября 2003 года, но заметили на снимках только в начале 2005-го. Ее открытие стало последней каплей в спорах о судьбе Плутона (продолжать ли его считать планетой или нет), что изменило привычный образ Солнечной системы (см. стр. 142–143).
Обнаружена вода на Марсе
Физика
Глобальное потепление — быстрее, чем ожидалось
В 2015 году ученые из Всемирного центра мониторинга ледников при Цюрихском университете (Швейцария) под руководством доктора Михаэля Цемпа, работая совместно с коллегами из 30 стран, установили, что темп таяния ледников на Земле к настоящему времени, по сравнению c усредненными показателями за XX век, вырос в два-три раза.
Обнаружена квантовая телепортация
Такая телепортация отличается от телепортации, о которой любят говорить фантасты, — при ней материя или энергия не передаются на расстояние. Эксперименты по передаче квантовых состояний на большие расстояния были удачно проведены за последние 15 лет не менее чем десятком научных групп. Квантовая телепортация очень важна для создания сверхзащищенных шифров и квантовых компьютеров.
Экспериментально подтверждено существование графена
Его двумерная (толщиной в один атом) кристаллическая решетка проявляет необычные электрофизические свойства. Впервые графен был получен Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году (Нобелевская премия за 2010-й). Его планируется использовать в электронике (в сверхтонких и сверхбыстрых транзисторах), композитах, электродах и т. д. Кроме того, графен — второй по прочности материал на свете (на первом месте — карбин).
Доказано существование кварк-глюонной плазмы
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
Искусственное сердце
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.
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.
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.
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.
Наука развивается быстрыми темпами, и сюжеты фантастических кинофильмов постепенно становятся реальностью. Самым известным изобретателям под силу воплощать смелые идеи. Изобретения русских и зарубежных исследователей постепенно становятся частью нашей жизни.
Новейшие технологии 21 века позволяют создавать уникальные приборы и установки. В публикации перечислены самые значимые и удивительные изобретения, изменившие жизнь многих людей.
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.
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.
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.
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.
Интересные изобретения
Зубные датчики
Ученые National Taiwan University (Национальный университет Тайваня) полагают, что стоит тщательно отслеживать пищевое поведение и другие процессы (говорение, кашель).
Для этого исследователи применяют достаточно странные изобретения – специальные датчики, которые фиксируют примерный объем еды, напитков, определяют, что делает человек по тому, как движется его челюсть. Эти сведения позволят врачам составлять индивидуальную диету для каждого больного.
Робот-хирург
По мнению многих экспертов, время для таких роботов уже настало: их серийный запуск и применение уже началось.
Самым известным из них стал daVinci, который был разработан, чтобы выполнять оперативные вмешательства. Такими роботами управляют хирурги. Подобные системы постоянно используют для разных операций.
Голограммы
В Японии проводятся концерты с участием выдуманного персонажа – виртуальной певицы Хацунэ Мику. Но пока голограммы не получили распространения, и разработки продолжаются. Их основная цель — повысить качество трехмерных изображений.
Беспилотники и дроны
Дроны и боевые дроны изначально применяли военные. Но теперь любой может купить себе модель, чтобы делать фото и видео с высоты.
Для беспилотников требуются постоянный обмен данными с пультом дистанционного управления. Дроны выполняют задачи автономно.
Их планируют применять для доставки лекарственных препаратов, продуктов и иных грузов. Дроны могут замерять показатели в тех местах, где опасно находиться людям.
Читайте также: