עכבישי רובוט, סוללות מיוזעות ובטון חי: 8 טכנולוגיות עתידיות שכבר קיימות
Miscellanea / / July 25, 2023
1. Necroarachnobots
קטע וידאו: אוניברסיטת רייס
לפעמים טכנולוגיות חדשות יכולות להיות מסקרנות ביותר ובו זמנית כל כך מצמררות, כאילו הכל קורה בסרט אימה.
מהנדסי אוניברסיטת רייס למדת להפוך עכבישים מתים לרובוטים תופסים. ראש הפרויקט, דניאל פרסטון מבית הספר להנדסה ג'ורג' בראון, גילה שגם לאחר המוות, עכבישים שומרים על מבנה גוף אידיאלי ללכידת חפצים שונים.
עכבישים משתמשים בהידראוליקה כדי להזיז את הגפיים שלהם. ב-cephalothorax שלהם (prosoma) יש תא מיוחד שמתכווץ או מתרחב, מה שמוביל לעירוי דם (המולימפה). כאשר הלחץ מופחת, הרגליים כפופות; כאשר הוא מוגבר, הן אינן כפופות.
מדענים הצליחו לגרום לעכביש זאב מת להזיז את איבריו על ידי הדבקת מחט לפרוזומה שלו. "Necrorobot" תפס והזיז בהצלחה דברים, כולל מעגלים מודפסים וקרוביהם.
עכביש מת הרים כ-130% ממשקלו, ולפעמים הרבה יותר.
במקביל, הוא הצליח להתגמש והאריך את איבריו אלף פעמים ברציפות לפני שנשברו. חוקרים לִקְשׁוֹר זה התייבשות של המפרקים. והם מאמינים שאפשר להתגבר על המגבלה אם הרגליים מכוסות בפולימרים עמידים.
אתם עשויים לשאול: למה ללמד עכבישים מתים לתפוס חפצים? ובכן, הסיכויים ל-"necrorobots" גדולים. הם יכולים לעשות עבודות קטנות כמו הרכבת אלקטרוניקה, הרג מזיקים, או אפילו שימוש ברפואה. בהתחשב בכך שהעכבישים עצמם מתכלים, "נקרורובוטיקה" היא גם ידידותית לסביבה.
אולי בעתיד יתברר שהוא הופך לרובוטים לגופות מתות גדולות מאלה עכבישים. כמובן שכל זה מזכיר את עלילת הפרנקנשטיין של מרי שלי, אבל אל דאגה. במציאות, למתים לא יהיה אכפת.
2. סוללות חול
אנרגיה מתחדשת זוכה לא פעם לביקורת על כך שלא ניתן לאגור את החשמל שהיא מייצרת. אחסון פחם או בנזין אינו קשה, בניגוד לאנרגיה שטחנות רוח ופאנלים סולאריים מייצרים. כמובן, יש סוללות, אבל ליתיום הוא משאב יקר עבורם, ובנוסף, רעיל.
הפיתוח של מהנדסים פינים מ-Polar Night Energy יכול לפתור את הבעיה. מצאתי דרך לאגור אנרגיה ממש בחול. הם לקחו מיכל פלדה בגודל 4×7 מ' ומילאו אותו ב-100 טון חול, ואז השתמשו באנרגיית רוח ושמש כדי לחמם אותו.
התוצאה היא סוללה תרמית או, כפי שהיא נקראת גם, סוללה תרמו-אלקטרית.
עקרון פעולתו מבוסס על האפקט התרמו-אלקטרי, המתרחש כאשר הפרש הטמפרטורה בשכבות שונות של נוזל העבודה של הסוללה. חוֹל או נוזל קירור דומה אחר מחומם לטמפרטורה גבוהה, ואז החום מועבר דרך מודולים תרמו-אלקטריים המכילים חומרים מוליכים למחצה, היוצרים חשמל נוֹכְחִי.
סוללות כאלה הן דרך יעילה מאוד לאחסן עודפי חשמל, והן זולות במיוחד לייצור. זה יאפשר לעשות שימוש מלא יותר במקורות אנרגיה מתחדשים ולפתור את בעיית הייצור הלא אחיד שלה.
כפי שניתן לראות, טכנולוגיות שיכולות לשפר את עתיד האנושות אינן חייבות להיות מורכבות. חלקם פשוטים למדי, אך יעילים מאוד.
3. מעוט חלל
קטע וידאו: SpinLaunch
בעוד אילון מאסק מנסה לסחוט את הביצועים הטובים ביותר ממנועי טילים ישנים וטובים, אנשי SpinLaunch החליט לכו בדרך מקורית יותר והשליכו מטען למסלול באמצעות קטפולת חלל. וכבר יש להם אב טיפוס עובד שנבדק.
במקום לשרוף דלקים כימיים מסורתיים, ה-SpinLaunch משגר אובייקטים לחלל באמצעות אנרגיה קינטית. כלומר, זה פשוט לוקח ספינים וזורק את הלוויין לאור הלבן כמו פרוטה יפה. אז הוא עדיין צריך להשתמש במנועים כימיים כדי לייצב את המסלול. אבל היכולת להגיע לחלל בלי צורך לבנות רקטה ענקית עדיין מרשימה.
SpinLaunch טוענת שהמערכת שלהם מפחיתה את עלויות הדלק והתשתית עבור השקות בפקטור של 10. אתה נותן מקום פנוי בכל חצר.
נכון, כדי לשגר לוויין צריך לפזר אותו פנימה סַרכֶּזֶת עד מהירות של 8,000 קמ"ש, והוא חווה עומס יתר של 10,000 G. באופן טבעי, דבר כזה מזניק אדם למסלול רק במצב נוזלי - זה ממש יתיז נוסעים על החלל הראשון. אבל הוא יתמודד עם עומסים דוממים ברעש גדול.
4. קבל-על מיוזע
לא נמאס לכם להטעין את הטלפון, השעון החכם, האוזניות ושאר הגאדג'טים כל הזמן? מומחים מבית הספר להנדסה ג'יימס וואט באוניברסיטת גלזגו החליטו לטפל בבעיה זו אחת ולתמיד. הם פיתחו סוג חדש של קבלי-על גמישים שבהם מוחלף האלקטרוליט מסוללות קונבנציונליות לאחר מכן.
כאשר בד פוליאסטר תאית סופג נוזל גוף האדם, היונים החיוביים והשליליים של הזיעה אינטראקציה כאשר פני השטח של הפולימר מכסים אותו וגורמים לתגובה אלקטרוכימית המייצרת אנרגיה. ניתן לטעון קבל-על חכם של טקסטיל במלואו על-ידי ספיגת מעט כמו 20 מיקרוליטר של נוזל. והוא די מסוגל לעמוד ב-4,000 מחזורי טעינה ופריקה.
תארו לעצמכם שאתם כבר לא צריכים להוריד את צמיד הכושר שלכם כדי להעלות אותו לטעינה - שימו אותו וענשו אותו.
ואם פולימר כזה ארוג לתוך סווטשירט, אז זה יהיה אפשרי הַקפָּצָה גם להפעיל את הטלפון החכם שלך. אבל לסוללות כאלה יש יישום חשוב יותר - ניתן להשתמש בהן בקוצבי לב, בחיישנים מעקב אחר סימנים חיוניים ומכשירים רפואיים לבישים אחרים הדורשים רציפות תְזוּנָה.
זיעה אנושית כגוף עובד של סוללה מבטיחה גם היא כי היא ידידותית לסביבה. בניגוד לאותו ליתיום רעיל, אתה יכול לשפוך אותו על עצמך כמה שתרצה.
5. בטון "חי".
באופן עקרוני, בטון ריפוי עצמי אינו טכנולוגיה חדשה. יש חומרים שיכולים לְתַקֵן סדקים מיקרוסקופיים, מונעים את התרחבותם ומונעים חדירת לחות והשפעה של סביבות אגרסיביות. בדרך כלל מוסיפים להרכב הבטון המרפא את עצמו מיקרוקפסולות עם חומרי תיקון או סיבים שמתקשים במגע עם מים.
אבל מדענים מאוניברסיטת קולורדו בבולדר החליטו ללכת רחוק יותר ו נוצר ממש "חומרי בניין חיים" (חומרי בניין חיים, LBM). הוא עשוי הידרוג'ל וחול, אשר נוספו עם ציאנובקטריה פוטוסינתטית Synechococcus. כאשר מופיעים סדקים במבנה של חומר זה, ציאנובקטריות מתחילות בתהליך של ביומינרליזציה, ממש מרפא את הנזק.
מדענים מאמינים שה"קונקרטי שלהם עם בַּקטֶרִיָה"יאפשר לכם ליצור מבנים שיוכלו לא רק "לרפא" סדקים בעצמם, אלא גם לספוג רעלים מסוכנים מהאוויר ואף זוהרים בפקודה. איך אתה אוהב את הסיכוי להשתקע בבית "חי"?
6. מסיר פחמן
כרגע, המשימה החיונית של הפחתת CO2 באטמוספירה של כדור הארץ, החברים הירוקים שלנו, העצים, מופיעים בעזרת טכנולוגיית פוטוסינתזה שהוכחה במשך מיליארדי שנים. פיתוחים חדשים יכולים להקל על משימתם הקשה על ידי ספיגת יותר פחמן דו חמצני ותפיסת שטח קטן יותר.
החברה השוויצרית Climeworks הושק באיסלנד, Orca הוא המפעל הגדול ביותר בעולם ללכידת ואחסון פחמן, תוך שימוש בטכנולוגיה הנקראת DAC (Direct Air Capture). העיקרון פשוט ביותר: הצמח שואב את האוויר סביבו, ואז מסנן אותו. ממש כמו בבית מזגן, פשוט ענק.
בניית האורקה החלה במאי 2020 והסתיימה תוך פחות מ-15 חודשים הודות לעיצוב המודולרי הפשוט שלה. במקביל, הוא מסוגל להסיר מדי שנה 4,000 טון CO מהאטמוספירה.2.
הפחמן הדו חמצני שנלכד על ידי הצמח מעורבב במים ונשלח לעומק האדמה. בתוך כמה שנים CO2 מגיב עם בזלת טבעית והופך למינרלים קרבונטיים מוצקים. בנוסף, ניתן לעבד את הפחמן הדו-חמצני שנאסף ולהשתמש בו ליצירת דלק סינטטי.
7. הדפסת 3D של עצמות ואיברים
הדפסת תלת מימד היא תעשייה מבטיחה ביותר שיכולה לספק לאנושות כל דבר, החל מבתים זולים ועד מנועי חלל. אבל אחד היישומים המסקרנים ביותר של הטכנולוגיה הזו הוא יצירת עצמות ואיברים פנימיים במדפסות תלת מימד.
חברת Ossiform יוצר תותבות בודדות של עצמות שונות העשויות מביוקרמיקה וטריקלציום פוספט - חומרים שתכונותיהם דומות לאלו של רקמת העצם בגוף האדם. רופאים מבצעים בדיקת MRI כדי לקבל מידע על העצם המוחלפת, אשר מועברת לאחר מכן לאוסיפורם. בהתבסס על מידע זה, החברה יוצרת מודל תלת מימד של השתל, אשר תוכנן במיוחד עבור כל מטופל בודד ומחקה במדויק את הצורה והמבנה האנטומיות של עצמות אמיתיות. המנתח בודק את העיצוב, וברגע שהשתל מודפס בתלת מימד, ניתן להשתמש בו במהלך הניתוח.
בנוסף להשתלה בגוף האדם, מוצרי Ossiform מתאימים גם להכשרת מנתחים.
שימוש מבטיח נוסף למדפסות תלת מימד ברפואה הוא הדפסת איברים אנושיים. הטכנולוגיה מבוססת על שימוש בחומרים תואמים ביולוגית, כמו ביופולימרים ותאים שנלקחו מתורם, לרוב מהמטופל עצמו.
מדפסת מיוחדת שכבות חומרים אלה, לפי צו קפדני, ליצור מבנה תלת מימדי של האיבר. ואז התאים המוטבעים בחומר גדלים וסופגים את הפולימר, נוצרים עליו, כמו על מסגרת, רקמות, איברים ולפעמים חלקים שלמים בגוף.
למשל, בדרך זו יום אחד מודפס אף. הם חיברו אותו לאמה של המטופל, הוא השתרש שם במשך כמה חודשים, ואז הוא הושתל על הפנים.
ואפילו את הרשתית האנושית ניתן להדפיס בתלת מימד באמצעות תאי גזע. הטכנולוגיה הזו מפותח מדענים מהמכון הלאומי האמריקאי לעיניים ב-2022.
8. הלוויה פטריות ידידותית לסביבה
אכלוס יתר של כדור הארץ הוא בעיה רצינית, לא רק בגלל שמיליארדי אנשים צריכים משהו להאכיל, אלא גם בגלל שכולם עדיין צריכים להיקבר איפשהו. הקרקעות המשמשות לבתי קברות לא יתאימו בקרוב לכל שימוש אחר, משום שתוצרי ריקבון גופות אינם מאפשרים לגדל עליהן צמחים שימושיים.
שריפת גופות היא גם לא אופציה, שכן הרבה אנרגיה מושקעת על גופות בוערות. בנוסף, האווירה נזרק הרבה פחמן דו חמצני, ואפילו כספית מזיקה - במהלך אידוי סתימות שיניים.
אבל הטכנולוגיה המקורית של הלוויות "הירוקים", שכבר נמצאת בשימוש בארצות הברית ובבריטניה, מאפשרת להיפטר מגופות ללא כל נזק לטבע. נפטר מוּצָב לתוך מיכל מיוחד שבו מתרחש פירוק מבוקר בהשפעת פטריות ומיקרואורגניזמים שנבחרו במיוחד. עובשים ופטריות מהסוג Agaricus ניזונים מחומר אורגני, כולל שרידים. הם מפרקים חלבונים, פחמימות ושומנים, והופכים אותם לחומוס וחומרים מזינים.
כתוצאה מתהליך זה, נוצר קומפוסט פטריות, שניתן להשתמש בו דשן. קומפוסט לא רק מפחית את ההשפעות המזיקות של מוצרי ריקבון על הסביבה, הוא גם תורם לשיקום מהיר של פוריות הקרקע.
קרא גם🧐
- 5 המצאות עתיקות שהקדימו את זמנן
- 10 המצאות סרט פנטסטי שהגיעו למציאות
- 8 המצאות פשוטות ששינו את העולם ללא הכר