Перспективные технологии и материалы 21 века конспект

Обновлено: 06.07.2024

Современные технологии и их возможности. Урок технологии. 6-7 класс.

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке: 1. Развитие современных технологий. 2. Современные технологии в военном деле

Цель урока: 1.Познакомиться с некоторыми передовыми технологиями в различных сферах жизни. 2. Выяснить – в чем современные технологии помогают людям

Вложение	Размер
publikatsiya_sovremennye_tehnologii_i_ih_vozmozhnosti.pptx	2.18 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

1. Развитие современных технологий. 2. Современные технологии в военном деле Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

Познакомиться с некоторыми передовыми технологиями в различных сферах жизни. Выяснить – в чем современные технологии помогают людям. Цель урока Современные технологии делятся на 3 группы: 1. Технологии, которые существуют только в проектах или фантастических книгах. 2. Технологии, разработкой которых ученые активно занимаются. 3. Технологии, которые стали обычными в нашей жизни.

XXI век – век современных технологий и инноваций. Технология – это совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. Инновация – нововведение, комплексный процесс создания распространения и использования новшеств (нового практического средства) для удовлетворения человеческих потребностей

На основе научных открытий создаются устройства, позволяющие выполнять, осуществлять, немыслимые процессы. Основные направления технологических инноваций направлены на ускорение процесса производства.

Трехмерная печать позволяет быстро и относительно недорого изготавливать нужные изделия с высокой точностью.

Токарный станок автомат

Роботизированная технологическая линия производства автомобилей

Сверхпроводники – это материалы, электрическое сопротивление которых при достижении температуры ниже определённого значения (т.н. критической температуры), становится равным абсолютному нулю.

Трехмерная печать в медицине

Технологии не стоят на месте!

Компьютер будущего – небольшой системный блок размером чуть больше сегодняшнего мобильного телефона, с голографическим проектором, который может создавать виртуальный монитор на любой ровной поверхности. Подобные модели создаются уже сегодня. Смартфоны тоже изменятся – через два-три года встроенный проектор станет таким же обычным их элементом, как сейчас – фотокамера. Некоторые из вышедших за последний год моделей настолько тонкие, что легко, хотя и незначительно, сгибаются. Но это не предел – через пару лет все смартфоны, возможно, будут напоминать заламинированную бумагу и при желании даже сворачиваться. Перспективы развития современных технологий.

2. Современные технологии в военном деле Робот-разведчик

Военные роботы Так или иначе роботы в армиях используются уже довольно давно. Например, в российских вооруженных силах применение военных роботов отсчитывают с конца 30-х – начала 40-х годов прошлого века, когда в Финской войне были использованы телетанки (танки на дистанционном управлении). История роботов-саперов насчитывает уже больше 40 лет , да и разведывательными или боевыми БПЛА сейчас мало кого можно удивить .

БПЛА (беспилотные летательные аппараты)

Бронежилет При приближении пули или осколков частички будут мгновенно выстраиваются в линию, в результате чего волокно станет в 50 раз более жестким и прочным, чем в нормальных условиях

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

О дидактических возможностях уроков технологии по кулинарии

Презентация к уроку технологии в 8 классе " Электрическая энергия - основа современного технического прогресса"

Презентация помогает при изучении раздела -основы производства и передачи электроэнергии. Гидроэлектростанция представляет собой комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока .

Конспект урока по теме "Использование современных технологий при работе с текстом в 4-м классе"

Конспект урока по теме "Использование современных технологий при работе с текстом в 4-м классе" к УМК Биболетовой М.З. для 4 класса. К конспекту прилагается презентация и технологическая карта урока.

Технологическая карта урока на тему "Использование современных технологий при работе с текстом в 4-м классе"

Технологическая карта урока.

Статья "Применение различных форм и современных технологий на уроках биологии и химии в профильном классе"

Применение различных форм и современных технологий на уроках биологии и химии в профильном классе.

Презентация выступления "Применение различных форм и современных технологий на уроках биологии и химии в профильном классе"

Применение различных форм и современных технологий на уроках биологии и химии в профильном классе.

Современные технологии на уроках химии. Кейс - технологии.

Методическая разработка о возможности применения кейс- технологий на уроках химии.

Список новых перспективных технологий содержит некоторые из самых выдающихся текущих событий, достижений и инноваций в различных областях современной технологии. Новые технологии — технические нововведения, которые представляют прогрессивные изменения в рамках области конкурентного преимущества. Существуют разные мнения по вопросу о целесообразности, значимости, статусу и экономической жизнеспособности различных новых технологий. По многим новым технологиям и их последствиям для общества идут постоянные общественно-политические дискуссии.

Перспективных технологий XXI века огромное множество, далее рассмотрим по три примера из различных сфер деятельности.

1)Сельскохозяйственный робот или агробот — робот, используемый в сельскохозяйственных целях.

2) Генетически модифицированная пища — это продукты питания, полученные из генетически модифицированных организмов (ГМО) — растений, животных или микроорганизмов. Продукты, которые получены при помощи генетически модифицированных организмов или в состав которых входит хоть один компонент, полученный из продуктов содержащих ГМО так же могут считаться генетически модифицированными, в зависимости от законодательства страны. Генетически модифицированные организмы получают некоторые новые свойства благодаря переносу в геном отдельных генов теоретически из любого организма (в случае трансгенеза) или из генома родственных видов (цисгенез).

3) Мясо из пробирки, также известное как культивируемое мясо или искусственное мясо — это мясо, которое никогда не было частью живущего, полноценного животного. В нескольких современных исследовательских проектах пытаются выращивать мясо в пробирке экспериментально, хотя пока что до производства культивируемого мяса для общественного потребления дело не дошло.[1] На первом этапе скорее всего будет производиться мясной фарш, а долгосрочной целью является выращивание полноценной культивированной мышечной ткани. Потенциально мышечную ткань любого животного можно выращивать в пробирке.

Биотехнология и здравоохранение

1)Генетическая инжене́рия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

2) Выращивание органов — перспективная биоинженерная технология, целью которой является создание различных полноценных жизнеспособных биологических органов для человека. Пока технология не применяется на людях, однако идут активные разработки и эксперименты в этой области. По словам директора Федерального научного центра трансплантологии и искусственных органов имени Шумакова профессора Сергея Готье выращивание органов станет доступным через 10—15 лет.

3) Импланта́ты (нем. Implantat) — класс изделий медицинского назначения, используемых для вживления в организм либо в роли протезов (заменителей отсутствующих органов человека), либо в качестве идентификатора (например, чип с информацией о домашнем животном, вживляемый под кожу). Имплантаты стоматологические — вид имплантатов для вживления в кости верхней и нижней челюсти, которые используются в качестве основы для прикрепления съемных и несъёмных стоматологических протезов. Существует также имплантация капсул с фармакологическим содержимым, например противозачаточных капсул Norplant (англ.), содержащих гормональные контрацептивы.

1) Биото́пливо — топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов.

Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (синтез-газ, биогаз, водород)

3) На́ноанте́нна (нанте́нна) — устройство преобразования солнечной энергии в электрический ток, построенное по принципу выпрямляющей антенны, но работающее не в радиодиапазоне, а в оптическом диапазоне длин волн электромагнитного излучения. Идея использования антенн для сбора солнечной энергии была впервые предложена Робертом Бейли в 1972 году.

1) Иску́сственный интелле́кт (ИИ, англ. Artificial intelligence, AI) — наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами.

2) Маши́нный перево́д — процесс перевода текстов (письменных, а в идеале и устных) с одного естественного языка на другой с помощью специальной компьютерной программы. Так же называется направление научных исследований, связанных с построением подобных систем.

3) Объёмная опти́ческая па́мять — это разновидность компьютерной памяти, в которой информация может быть записана и считана в трёхмерном пространстве (а не в привычной двумерной плоскости как, например, в компакт-дисках).

Такой способ хранения информации потенциально способен позволить записывать на диски, сопоставимые по размерам с компакт дисками, порядка терабайта данных. Чтение и запись файлов достигается фокусировкой лазера в объёме. Однако, поскольку структура данных имеет объёмный характер, луч лазера должен проходить сквозь другие точки данных для достижения области, где необходимо произвести чтение или запись. Таким образом, требуется своего рода нелинейность, чтобы эти данные не мешали достичь желаемой точки. [3]

1)Сельскохозяйственный робот или агробот — робот, используемый в сельскохозяйственных целях.

Биотехнология и здравоохранение

Перспективные технологии появлялись и появляются на протяжении всего существования человечества. Это толкает прогресс и экономику вперед. Технологии способны улучшить некоторые стороны жизни, добавить комфорта и удовольствий, но и совершить настоящую революцию, изменив жизнь всего человечества. Пройдя огромный путь от скребков и палок-копалок до сверхточных манипуляторов и 3D мониторов, человечество не собирается останавливаться. И это правильно. Рассмотрим лишь некоторые сверхсовременные разработки, которые предлагают нам передовые компании и ученые.

Печать из металла на 3D-принтере

В 2018 году, наконец-то, стало возможным дальнейшее развитие перспективных технологий печати изделий из металла на более быстрых принтерах. Кроме того, стоимость готовых объектов тоже снизилась. Для печати металлических изделий изобретено несколько девайсов. Это принтеры различных американских компаний, таких как Национальная лаборатория Лоренса Ливермора, Markforged, Desktop Metal и General Electric.

Для чего эти современные перспективные технологии нужны? А для того, чтобы быстро и легко создавать новые запчасти для тех же автомобилей и даже самолетов. Использовать для 3D-печати можно различные сплавы металлов. Эта технология позволит расширить ассортимент компаниям, производящим запчасти в больших масштабах.

Принтеры от компании Markforged уже можно приобрести. Такое устройство стоит по меркам данной отрасли перспективных технологий недорого – всего 100 тыс. долларов.

Электроника, адаптированная к телу

Девайсы данного перспективного направления технологий уже выпускаются или вот-вот войдут в массовое производство. Для чего они нужны? Для помощи людям с ограниченными возможностями. Например, тактильные ботинки сильно облегчают жизнь слепым и слабовидящим. Для помощи врачам и пациентам. Очки "Гугл гласс", например, уже используются медиками и помогают им получать данные во время операций. Это направление в технологиях одно из самых важных и полезных. И в скором будущем электроника, адаптированная к телу, будет использоваться чуть ли не всеми людьми на планете.

3D-дисплеи со стереоскопическим изображением

Ведущие мировые бренды в области электроники участвуют в развитии перспективных направлений технологий, позволяющих человеку видеть стереоскопическое изображение при помощи ЖК-мониторов. Такие разработки есть и в США, и в Японии, и в Корее, и в Европе. Некоторые из них позволяют видеть объемное изображение на экране при помощи специальных 3D-очков, а некоторые – без дополнительных приборов, просто невооруженным глазом.

Пока эти перспективные технологии ограничиваются дороговизной программного обеспечения. Да и ассортимент на данный момент довольно скуден. Несмотря на это, первые модели мониторов, на которых можно смотреть 3D без очков, серийно выпускаются брендами: NEC, Philips и Sharp.

Но предполагается, что все трудности в скором времени устранят, поскольку очень много компаний занимается разработками в этой сфере перспективных направлений современных технологий. Так что в ближайшем будущем у нас появится возможность наслаждаться стереоскопическим изображением без использования дополнительных гаджетов, не выходя из дома.

Такого рода мониторы выпускают или собираются выпускать не только производители телевизоров, но и компании, которые разрабатывают и собирают персональные компьютеры. Поэтому в перспективе, имея такой ноутбук, можно будет наслаждаться стереоскопическими изображениями и видео в любой точке мира, беря девайс с собой.

В реальном мире такой девайс появился совсем недавно. Это наушник, подключающийся к смартфону и позволяющий слушать почти синхронный перевод того, о чем говорит собеседник, чьего языка вы не понимаете.

Разработчиком этой, несомненно, перспективной технологии является Google. И хотя устройство еще не вполне совершенно (наушник в ухо вставляется плохо), это уже настоящий прорыв. А доработка устройства – сущие мелочи. Зато какие возможности для общения теперь открываются людям! Стоимость этого чуда техники – 159 долларов, а называются они Pixel Buds.

РНК-терапия

Еще одна разработка в сфере медицины и биологии поможет пациентам редкими генетическими заболеваниями и болезнями, связанными с нарушением обмена веществ, вести вполне нормальный образ жизни.

Эта перспективная технология – таблетки или капсулы, которые при попадании в организм помогут регулировать то или иное вещество в их крови. Основано это на том, что такие девайсы помогают собирать белки. Вот как важно изучение сути РНК.

Телеприсутствие

Эта технология уже, в принципе, внедрена в работу некоторых профессий, например: роботы-саперы, беспилотные самолеты или медицинские аппараты для операций. Еще сюда можно отнести приборы, которые погружают в опасные скважины или отправляют в ту или иную агрессивную среду. Разработка хороша тем, что поможет сберечь жизни и здоровье многих людей.

Принцип работы телеприсутствия заключается в том, чтобы управлять роботом либо манипулятором, имея возможность наблюдать за всеми действиями визуально. То есть не находиться в том или ином месте физически. Одна из самых добрых и мирных разработок ученых.

Искусственные эмбрионы

Данная разработка ученых вызывает массу споров на этической почве. Но смысл ее в том, чтобы вырастить из стволовых клеток эмбрион до определенного момента. Такая разработка может говорить о том, что когда-то станет возможно размножение без участия родителей. Буквально не нужны будут ни сперматозоиды, ни яйцеклетки. Просто несколько стволовых клеток, позаимствованных у другого эмбриона.

К счастью, человеческий эмбрион еще никто не взялся выводить. Пока ученые остановились на крысах. Но получается у них все весьма успешно. Да и неизвестно, станут ли выводить эмбрион человеческого существа. Ведь как понять, когда он начнет чувствовать боль, какая будет выживаемость у таких экспериментальных образцов? Пока выносить детеныша способна только самка.

Разработкой руководит женщина по имени Магдалена Церника-Гетц. Проект этот американский.

Изображение без экрана

Такие разработки ведутся довольно давно. Тут используется 2 принципа. Первый – это использование бионических контактных линз. В этом случае изображение буквально транслируется к нам на сетчатку. Второй принцип – это проектор, который создает голограмму с большим и четким разрешением.

Вероятно, такие разработки помогут человечеству через какое-то время использовать вместо экранов другие поверхности, которые будут менее громоздкими, более дешевыми и экологичными.

Природный газ с нулевым выбросом

Природный газ является одним из самых экологически чистых и перспективных видов топлива в наше время. Но все-таки он загрязняет окружающую среду, выбрасывая довольно много углерода в атмосферу во время сгорания. И именно потому, что целых 22 % электричества во всем мире получают, используя природный газ, а в перспективе эти цифры только увеличатся, ученые, работающие на экспериментальной электростанции, базирующейся неподалеку от Хьюстона, задались целью приблизить количество выбросов при сжигании газа к нулю.

Идея разработок состоит в том, чтобы уловить углерод буквально сразу после сгорания. Таким образом, если работа ученых принесет плоды, нас ждет более чистый мир.

На этом уроке мы начнём говорить о перспективных направлениях развития современных технологий. В это трудно поверить, но за всю многовековую историю человечество придумало всего шесть видов технологических процессов обработки материалов. Именно эти виды технологических процессов мы и разберём на этом уроке.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Перспективные направления развития современных технологий. От резца до лазера"

Первые технологии обработки материалов появились ещё в первобытном обществе.

Путь к необходимости применять труд начался с простого понимания о том, что собранные камни и палки, обработанные природой, эффективны в борьбе с животными в плане защиты. Предки человека просто собирали необходимые камни или палки по мере надобности, а после использования выбрасывали их.

Со временем стало понятно, что найти подходящий, обработанный природой камень, не всегда легко, а иногда вообще невозможно. Пришлось накапливать подходящие камни или, используя собственный труд, дорабатывать имеющиеся камни и палки. Так, медленно и постепенно, проходил процесс накопления знаний, которые потом применялись людьми в процессе собственного труда.

Но материалы, которые приходилось обрабатывать нашим предкам, не были достаточно прочными, такими, например, как дерево. То есть для того, чтобы их обработать, приходилось прилагать большие усилия.

Развитие общества потребовало от людей искать новые материалы и новые способы их обработки.

В это трудно поверить, но за всю многовековую историю человечество придумало всего шесть видов технологических процессов обработки материалов.

1. Удаление части от целого. Сюда можно отнести такие операции, как точение, фрезерование, сверление, шлифование, пиление, разрезание и травление.

2. Заполнение формы. Сюда относится литьё металлов, стекла, пластмассы, конфет и так далее.

3. Перемещение объёмов заготовки. К этой операции можно отнести прокатку, прессование, волочение, ковку, штамповку, плетение, лепку. Другими словами, это операции, при которых желаемая форма изделия получается в результате заполнения полости, которая придаёт форму заготовке.

4. Присоединение частей. Сюда входят такие операции, как сваривание, склеивание, пайка и сборка.

5. Изменение состояния. К нему относят термическую обработку, полимеризацию, обжиг. К термической обработке, в свою очередь, относят закалку, отжиг, отпуск.

6. И последний технологический процесс, который, кстати, появился сравнительно недавно – это присоединение на микроуровне. Сюда относят химико-термическую обработку покрытия, компактирование металлопорошков, окрашивание и выращивание кристаллов.

Нам с вами встретилось незнакомое название – компактирование металлопорошков. Согласно свободной интернет-энциклопедии Википедия, это принудительное уплотнение наноструктурированных материалов различными методами.

Каждая из этих обработок материала прошла огромное количество изменений. Например, обработка материалов путём резки прошла путь от ножа до лазера.

Давайте заглянем в обычный цех современного машиностроительного завода. Здесь наряду с обыкновенными токарными, сверлильными и фрезерными станками стоят установки, на которых металл режется с помощью струи газа или плазмы. Или с помощью электрических разрядов и лазерного луча.

А давайте подумаем о том, какова причина появления новых технологий. Ведь уже очень давно был внедрён автогенный способ резки металла. Дело в том, что развитие, к примеру, машиностроительных технологий привело к возникновению необходимости в деталях, которые или очень сложно, или вообще невозможно получить традиционными процессами обработки материалов резанием. К таким деталям относятся те из них, которые изготовлены из материалов с высокой твёрдостью и прочностью. И сюда же можно отнести детали со сложными отверстиями и наружными поверхностями.

Однако сегодня появляется необходимость в деталях, которые сложно изготовить даже современными технологиями резки. Именно это и заставляет инженеров искать новые методы металлообработки, основанные на совершенно других физических и химических явлениях. А значит, появлению этих методов должны сопутствовать научные открытия. В данном случае эти методы называют наукоёмкими технологиями.

Обладания даже самой современной технологией обработки материалов недостаточно для успешного развития предприятий, потому как часто их использование ведёт к удорожанию выпускаемой продукции. Иногда даже бывает экономически выгодным использование устаревших технологий. Перед использованием современных технологий на предприятии необходимо учитывать целый ряд сопутствующих факторов.

Предположим, на небольшое предприятие поступил заказ на выпуск скейтов для пальцев.

Чтобы их изготовить, необходимо заказать заготовки определённой формы. Посовещавшись с коллегами по работе, директор остановился на трёх вариантах выполнения заказа.

1. Взять заготовку стандартного размера, однако это приведёт к тому, что в результате выполнения заказа останется много отходов и возникнет проблема их вторичного использования или утилизации.

2. Можно заказать заготовки необходимой длины и ширины. Это, конечно, удобнее, но приведёт к удорожанию продукции.

3. Самостоятельно сделать заготовки нужного размера, но для этого необходимо будет докупить надлежащее оборудование, что потребует денежных средств.

Читайте также: