تكنولوجيا المستقبل: افكار ستغير عالمنا

المستقبل قادم ، وأقرب مما تعتقد. ستغير هذه التقنيات الناشئة الطريقة التي نعيش بها ، وكيف نعتني بأجسادنا وتساعدنا على تجنب كارثة مناخية.

تتحرك التكنولوجيا بوتيرة سريعة بلا هوادة في العالم الحديث. قد نشعر أحيانًا أن هناك تقنيات وابتكارات جديدة كل يوم ستغير مستقبلنا إلى الأبد. ولكن في تدفق مستمر من الإعلانات حول الترقيات التكنولوجية المستقبلية الهائلة والأدوات الرائعة ، من السهل أن ننسى الطرق المذهلة التي يتقدم بها العالم.

على سبيل المثال ، هناك برامج ذكاء اصطناعي تكتب القصائد من الصفر وتصنع الصور من مجرد موجه مكتوب. هناك عيون مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، وصور ثلاثية الأبعاد جديدة ، وأطعمة معملية ، وروبوتات لقراءة الدماغ.

كل هذا يخدش سطح ما هو موجود ، لذلك قمنا برعاية دليل لتقنيات المستقبل الأكثر إثارة ، وقمنا بإدراجها جميعًا أدناه.

في بعض الأحيان ، يمكن أن تقدم تقنيات المستقبل الجديدة تطورًا مذهلاً ، مع إمكانية تغيير المستقبل … في حين أنها أيضًا مخيفة بشكل لا يصدق.

هذه طريقة واحدة لوصف فكرة علم النكريات التي ، كما يوحي الاسم ، تتضمن تحويل الأشياء الميتة إلى روبوتات. في حين أن هذا يبدو وكأنه حبكة لفيلم رعب زاحف ، فهذه تقنية يتم استكشافها في جامعة رايس.

قام فريق من الباحثين بتحويل عنكبوت ميت إلى قابض يشبه الروبوت ، مع إعطاء القدرة على التقاط أشياء أخرى. لتحقيق ذلك ، يأخذون عنكبوتًا ويحقنونه بالهواء. ينجح هذا لأن العناكب تستخدم المكونات الهيدروليكية لإجبار نسختها من الدم (الهيموليمف) على أطرافها ، مما يجعلها تتمدد.

في الوقت الحالي ، هذا المفهوم في مراحله الأولى ، لكنه قد يعني مستقبلًا تستخدم فيه الحيوانات الميتة لتعزيز العلم … كل هذا يبدو شبيهًا بفرانكشتاين!

بطاريات الرمل
© إدوين ريمسبيرج
لا يجب أن تكون كل تقنية تعمل على تحسين مستقبلنا معقدة ، فبعضها بسيط ولكنه فعال للغاية.

لقد أتى أحد هذه الأنواع من التقنيات من بعض المهندسين الفنلنديين الذين وجدوا طريقة لتحويل الرمال إلى بطارية عملاقة.

قام هؤلاء المهندسون بتكديس 100 طن من الرمل في حاوية فولاذية مقاس 4 × 7 أمتار. ثم تم تسخين كل هذه الرمال باستخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية.

يمكن بعد ذلك توزيع هذه الحرارة بواسطة شركة طاقة محلية لتوفير الدفء للمباني في المناطق المجاورة. يمكن تخزين الطاقة بهذه الطريقة لفترات طويلة من الزمن.

كل هذا يحدث من خلال مفهوم يعرف باسم التسخين المقاوم. هذا هو المكان الذي يتم فيه تسخين المادة عن طريق احتكاك التيارات الكهربائية.

يتم تسخين الرمل وأي موصل آخر غير فائق بواسطة الكهرباء التي تمر من خلالها الحرارة المتولدة مما يمكن استخدامه للطاقة.

يمكن أن يساعدنا الجلد الإلكتروني في عناق الأصدقاء البعيدين
بينما تسمح لنا التكنولوجيا الحديثة بالتواصل لفظيًا وبصريًا في أي مكان في العالم تقريبًا ، لا توجد حاليًا طريقة موثوقة لمشاركة حاسة اللمس عبر مسافات طويلة. الآن ، يمكن للجلد الإلكتروني اللاسلكي الناعم الذي طوره مهندسون في جامعة مدينة هونغ كونغ أن يجعل العطاء والاستقبال عبر الإنترنت حقيقة واقعة يومًا ما.

الجلد الإلكتروني مرصع بمشغلات مرنة تستشعر حركات مرتديها وتحولها إلى إشارات كهربائية. يمكن بعد ذلك إرسال هذه الإشارات إلى نظام جلد إلكتروني آخر عبر البلوتوث ، حيث تقوم المشغلات بتحويلها إلى اهتزازات ميكانيكية تحاكي الحركات الأولية. يقول الباحثون إنه يمكن استخدام النظام للسماح للأصدقاء والعائلة بـ “الشعور” ببعضهم البعض عبر مسافات طويلة.

قذف الأقمار الصناعية إلى الفضاء
من كان يظن أن أفضل طريقة لإيصال الأقمار الصناعية إلى الفضاء هي باستخدام مقلاع مؤقت! حسنًا ، إنها أكثر ذكاءً من المنجنيق ولكن التكنولوجيا موجودة بطريقة مماثلة.

SpinLaunch هو نظام نموذج أولي لتوصيل الأقمار الصناعية أو الحمولات الأخرى إلى الفضاء. تقوم بذلك باستخدام الطاقة الحركية بدلاً من التقنية المعتادة لاستخدام الوقود الكيميائي الموجود في الصواريخ التقليدية. يمكن أن تكون هذه التكنولوجيا قادرة على تدوير الحمولات بسرعة 8000 كم / ساعة و 10000 جيجا ، ثم إطلاقها نحو السماء عبر أنبوب إطلاق كبير.

بالطبع ، ستظل هناك حاجة لمحركات الصواريخ الصغيرة حتى تصل الحمولات إلى المدار ، لكن SpinLaunch ادعت أن هذا النظام يخفض الوقود والبنية التحتية بنسبة 70 في المائة.

وقعت الشركة اتفاقية مع وكالة ناسا وتقوم الآن باختبار النظام.

زرع الأعضاء
© كلية الطب بجامعة ماريلاند
الجراحون في منتصف العملية © كلية الطب بجامعة ميريلاند
يبدو إدخال قلب خنزير في الإنسان فكرة سيئة ، ومع ذلك ، يعد هذا أحد أحدث الإجراءات الطبية التي تشهد تقدمًا سريعًا.

Xenotransplantation – إجراء الزرع والتنفيذ

إرشاد أو غرس خلايا أو أنسجة أو أعضاء من مصدر حيواني للإنسان – لديه القدرة على إحداث ثورة في الجراحة.

أحد الإجراءات الأكثر شيوعًا التي يتم إجراؤها حتى الآن هو إدخال قلب خنزير في الإنسان. لقد حدث هذا الآن بنجاح مرتين. ومع ذلك ، كان أحد المرضى على قيد الحياة فقط لبضعة أشهر ، ولا يزال الثاني قيد المراقبة.

في هذه العمليات الجراحية ، لا يمكن وضع القلب على الفور في جسم الإنسان ، ويجب إجراء تعديل الجينات أولاً. يجب إخراج بعض الجينات من القلب وإضافة الجينات البشرية ، خاصة حول القبول المناعي والجينات لمنع النمو المفرط لأنسجة القلب.

في الوقت الحالي ، هذه العمليات الجراحية محفوفة بالمخاطر ولا يوجد يقين حول نجاحها. ومع ذلك ، في المستقبل القريب ، يمكننا أن نرى عمليات زرع الأعضاء تحدث بشكل منتظم ، مما يوفر قلوبًا أو أنسجة من الحيوانات إلى البشر المحتاجين إليها.

توليد الصور بالذكاء الاصطناعي
© أوبن إيه آي
رائد فضاء يحمل زهرة © OpenAI
مع استمرار الذكاء الاصطناعي في أداء الوظائف تمامًا مثل البشر ، هناك صناعة جديدة تضاف إلى القائمة – عالم الفن. أنشأ باحثون في شركة OpenAI برنامجًا قادرًا على إنشاء صور من مطالبات مكتوبة فقط.

اكتب “كلب يرتدي قبعة رعاة البقر يغني تحت المطر” وستحصل على مجموعة من الصور الأصلية تمامًا التي تناسب هذا الوصف. يمكنك حتى اختيار نمط الفن الذي سيعود طلبك إليه. ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا ليست كاملة ولا تزال تواجه مشكلات ، مثل عندما قدمنا لها مطالبات ضعيفة في تصميم شخصيات كرتونية.

هذه التكنولوجيا المعروفة باسم Dall-E هي الآن تكرارها الثاني ويخطط الفريق الذي يقف وراءها لمواصلة تطويرها بشكل أكبر. في المستقبل ، يمكننا أن نرى هذه التكنولوجيا المستخدمة في إنشاء معارض فنية ، للشركات للحصول على رسوم توضيحية سريعة وأصلية أو بالطبع لإحداث ثورة في طريقة إنشاء الميمات على الإنترنت.

هناك أيضًا تقنية تُعرف باسم Midjourney ، وهي عبارة عن مولد صور يعمل بالذكاء الاصطناعي يقوم بإنشاء روائع قوطية مع مطالبة نصية بسيطة. نحن نعيش حقًا في المستقبل.

الروبوتات قراءة الدماغ
استخدام ذراع الروبوت مع إشارات الدماغ © Alain Herzog 2021 EPFL
لم يعد مجازًا للخيال العلمي ، فقد تحسن استخدام تقنية قراءة الدماغ بشكل كبير في السنوات الأخيرة. أحد الاستخدامات الأكثر إثارة للاهتمام والعملية التي رأيناها تم اختبارها حتى الآن يأتي من الباحثين في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL).

بفضل خوارزمية التعلم الآلي ، وذراع الروبوت وواجهة الدماغ والحاسوب ، تمكن هؤلاء الباحثون من إنشاء وسيلة لمرضى الشلل الرباعي (أولئك الذين لا يستطيعون تحريك الجزء العلوي أو السفلي من الجسم) للتفاعل مع العالم.

في الاختبارات ، تقوم ذراع الروبوت بأداء مهام بسيطة مثل التحرك حول عقبة. ستقوم الخوارزمية بعد ذلك بترجمة الإشارات من الدماغ باستخدام غطاء تخطيط كهربية الدماغ وتحدد تلقائيًا متى قام الذراع بحركة اعتبرها الدماغ غير صحيحة ، على سبيل المثال التحرك بالقرب من العائق أو التحرك بسرعة كبيرة.

بمرور الوقت ، يمكن للخوارزمية أن تتكيف مع تفضيلات الأفراد وإشارات الدماغ. قد يؤدي هذا في المستقبل إلى استخدام كراسي متحركة يتحكم فيها الدماغ أو آلات مساعدة لمرضى الشلل الرباعي.

عظام مطبوعة ثلاثية الأبعاد
© Ossiform
زراعة عظم مطبوعة ثلاثية الأبعاد © Ossiform
تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد صناعة واعدة بكل شيء بدءًا من بناء المنازل الرخيصة وحتى الدروع القوية ذات الأسعار المعقولة ، ولكن أحد أكثر استخدامات التكنولوجيا إثارة للاهتمام هو بناء العظام المطبوعة ثلاثية الأبعاد.

تتخصص شركة Ossiform في الطباعة الطبية ثلاثية الأبعاد ، وإنشاء بدائل خاصة بالمريض لعظام مختلفة من فوسفات ثلاثي الكالسيوم – وهي مادة لها خصائص مماثلة لعظام الإنسان.

يعد استخدام هذه العظام المطبوعة ثلاثية الأبعاد أمرًا سهلاً بشكل مدهش. يمكن للمستشفى إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي الذي يتم إرساله بعد ذلك إلى Ossiform الذي يقوم بإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للزرع الخاص بالمريض المطلوب. يقبل الجراح التصميم وبعد ذلك بمجرد طباعته يمكن استخدامه في الجراحة.

ما يميز هذه العظام المطبوعة ثلاثية الأبعاد هو أنه بسبب استخدام فوسفات ثلاثي الكالسيوم ، سيعيد الجسم تشكيل الغرسات إلى عظام أوعية دموية. هذا يعني أنها ستمكّن من الاستعادة الكاملة لوظيفة العظم الذي تم استبداله. لتحقيق أفضل تكامل ممكن ، تكون الغرسات ذات بنية مسامية وتتميز بمسام وقنوات كبيرة لتلتصق الخلايا بالعظام وتصلحها.

طعام مطبوع ثلاثي الأبعاد يأخذ الكعكة
كعكة مطبوعة ثلاثية الأبعاد
© جوناثان بلوتينجر / كولومبيا للهندسة
ماذا على العشاء الليلة؟ وسرعان ما يمكن أن تكون قطعة من الكعكة المطبوعة ثلاثية الأبعاد والمطبوخة بالليزر. ابتكر باحثون في كلية الهندسة بجامعة كولومبيا جهازًا يمكنه صنع كعكة الجبن المكونة من سبعة مكونات باستخدام أحبار الطعام ثم طهيها بإتقان باستخدام الليزر.

احتوى صنعهم على الموز والمربى وزبدة الفول السوداني والنوتيلا. حلو المذاق. يمكن استخدام التكنولوجيا يومًا ما لإعداد وجبات مخصصة للجميع من الرياضيين المحترفين إلى المرضى الذين يعانون من ظروف غذائية ، أو يمكن أن تكون مفيدة لأولئك الذين لديهم وقت قصير.

لغة طبيعية

معالجة اللغة الطبيعية هي الاتجاه الجديد الكبير الذي سيطر على الإنترنت. على الرغم من أنك قد شاهدته على الأرجح قيد الاستخدام في برنامج الإكمال التلقائي من Google ، أو عندما يقدم هاتفك الذكي تنبؤًا بما تحاول كتابته ، فإنه قادر على القيام بأشياء أكثر ذكاءً.

OpenAI هي شركة في طليعة الذكاء الاصطناعي ، وقد أخذت الإنترنت في الأصل من خلال العاصفة من خلال منشئ الصور Dall-E 2. لقد عادت الآن ، حيث تصنع روبوت محادثة يعرف باسم ChatGPT ، ويؤلف قصائد من الصفر ، ويشرح النظريات المعقدة بسهولة وإجراء محادثات كاملة كما لو كان إنسانًا.

يتم تشغيل ChatGPT بواسطة برنامج يُعرف باسم GPT-3 ، يتم تدريبه على مليارات الأمثلة من النصوص ، ثم يتم تعليمه كيفية تكوين جمل متماسكة ومنطقية.

ChatGPT هو مثال على الذكاء الاصطناعي ومستقبله. لقد أثبت قدرته على إنشاء مواقع ويب جديدة تمامًا من البداية ، وكتابة كتب طويلة كاملة وحتى إنشاء النكات … على الرغم من أنه من الواضح أنه لم يتقن الفكاهة حتى الآن.

رحلة فوق صوتية خالية من الطفرة
طائرة ناسا X-59
© مكتبة صور العلوم
من المقرر أن تحلق الطائرة الأسرع من الصوت X-59 “الهادئة” التابعة لناسا في السماء في أول رحلة تجريبية لها في مركز أرمسترونج لأبحاث الطيران في وقت لاحق من هذا العام. يتم تجميع الطائرة حاليًا في حظيرة طائرات في منشأة Skunk Works التابعة لشركة Lockheed Martin في مدينة بالمديل بكاليفورنيا.

تم تصميم جسم الطائرة وأجنحتها وذيلها خصيصًا للتحكم في تدفق الهواء حول الطائرة أثناء تحليقها ، بهدف نهائي هو منع دوي الصوت العالي من إزعاج الأشخاص على الأرض أدناه عندما يكسر حاجز الصوت. إذا تم التخطيط للاختبار الأولي ، فإن وكالة الفضاء تهدف إلى إجراء المزيد من الرحلات التجريبية فوق المناطق المأهولة لقياس استجابة الجمهور للطائرات في عام 2024.

“التوائم” الرقمية التي تتبع صحتك
س لوحة القيادة
لوحة معلومات Q Bio حيث يمكن للمستخدمين تتبع صحتهم © Q Bio
في Star Trek ، حيث نشأت العديد من أفكارنا حول التكنولوجيا المستقبلية ، يمكن للبشر السير إلى medbay وإجراء مسح رقمي لجسمهم بالكامل بحثًا عن علامات المرض والإصابة. إن القيام بذلك في الحياة الواقعية من شأنه ، كما يقول صانعو Q Bio ، تحسين النتائج الصحية وتخفيف العبء على الأطباء في نفس الوقت.

قامت الشركة الأمريكية ببناء ماسح ضوئي يقيس مئات المؤشرات الحيوية في حوالي ساعة ، من مستويات الهرمونات إلى تراكم الدهون في الكبد إلى علامات الالتهاب أو أي عدد من السرطانات. تنوي استخدام هذه البيانات لإنتاج صورة رمزية رقمية ثلاثية الأبعاد لجسم المريض – تُعرف باسم التوأم الرقمي – يمكن تتبعها بمرور الوقت وتحديثها مع كل عملية مسح جديدة.

يأمل الرئيس التنفيذي لشركة Q Bio ، جيف كاديتز ، أن يؤدي ذلك إلى حقبة جديدة من الطب الوقائي والشخصي حيث لا تساعد الكميات الهائلة من البيانات التي يتم جمعها الأطباء في تحديد أولويات المرضى الذين يجب رؤيتهم بشكل عاجل ، ولكن أيضًا لتطوير طرق أكثر تعقيدًا لتشخيص المرض . اقرأ مقابلة معه هنا.

التقاط الهواء المباشر
من خلال عملية التمثيل الضوئي ، ظلت الأشجار واحدة من أفضل الطرق لتقليل مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي التكنولوجيا الجديدة نفس الدور الذي تؤديه الأشجار ، حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون بمستويات أعلى مع احتلال مساحة أقل من الأراضي.

تُعرف هذه التقنية باسم Direct Air Capture (DAC). يتضمن أخذ ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتخزينه في كهوف جيولوجية عميقة تحت الأرض ، أو استخدامه مع الهيدروجين لإنتاج الوقود الاصطناعي.

في حين أن هذه التكنولوجيا لديها إمكانات كبيرة ، إلا أن لديها الكثير من التعقيدات في الوقت الحالي. توجد الآن منشآت لالتقاط الهواء مباشرة قيد التشغيل ، لكن النماذج الحالية تتطلب قدرًا هائلاً من الطاقة للتشغيل. إذا كان من الممكن خفض مستويات الطاقة في المستقبل ، فقد يثبت DAC أنه أحد أفضل التطورات التكنولوجية لمستقبل البيئة.

الجنازات الخضراء
أصبحت الحياة المستدامة أولوية بالنسبة للأفراد الذين يتعاملون مع حقائق أزمة المناخ ، ولكن ماذا عن الاحتضار الصديق للبيئة؟ يميل الموت إلى أن يكون عملية ثقيلة الكربون ، وختم أخير من بصمتنا البيئية. يقال إن متوسط حرق الجثث يطلق 400 كجم من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، على سبيل المثال. إذن ما هي الطريقة الأكثر خضرة للذهاب؟

في ولاية واشنطن في الولايات المتحدة ، يمكن أن تتحول إلى سماد بدلاً من ذلك. توضع الجثث في غرف بها لحاء وتربة وقش ومركبات أخرى تعزز التحلل الطبيعي. في غضون 30 يومًا ، يتحول جسمك إلى تربة يمكن إعادتها إلى حديقة أو غابة. تدعي شركة Recompose ، الشركة التي تقف وراء هذه العملية ، أنها تستخدم ثُمن ثاني أكسيد الكربون في حرق الجثث.

تستخدم تقنية بديلة الفطريات. في عام 2019 ، دفن الممثل الراحل لوك بيري في “بدلة فطر” مصممة خصيصًا من قبل شركة ناشئة تدعى Coeio. تدعي الشركة أن بدلتها مصنوعة من الفطر والكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي تساعد في التحلل وتحييد السموم التي تتحقق عندما يتحلل الجسم عادة.

معظم الطرق البديلة للتخلص من أجسادنا بعد الموت لا تعتمد على التكنولوجيا الجديدة. إنهم ينتظرون فقط قبول المجتمع للحاق بالركب. مثال آخر هو التحلل المائي القلوي ، والذي يتضمن

تسريب الجسم إلى مكوناته الكيميائية على مدى ست ساعات في غرفة مضغوطة. إنه قانوني في عدد من الولايات الأمريكية ويستخدم انبعاثات أقل مقارنة بالطرق التقليدية.

طوب تخزين الطاقة
وجد العلماء طريقة لتخزين الطاقة في الطوب الأحمر الذي يستخدم لبناء المنازل.

طور باحثون بقيادة جامعة واشنطن في سانت لويس في ميسوري بالولايات المتحدة طريقة يمكنها تحويل مواد البناء الرخيصة والمتاحة على نطاق واسع إلى “قوالب ذكية” يمكنها تخزين الطاقة مثل البطارية.

على الرغم من أن البحث لا يزال في مرحلة إثبات المفهوم ، يزعم العلماء أن الجدران المصنوعة من هذه الآجر “يمكن أن تخزن قدرًا كبيرًا من الطاقة” ويمكن “إعادة شحنها مئات الآلاف من المرات في غضون ساعة”.

جهاز من الطوب الأحمر طوره الكيميائيون في جامعة واشنطن في سانت لويس يضيء الصمام الثنائي الباعث للضوء الأخضر (مختبر دارسي: جامعة واشنطن في سانت لويس)
جهاز من الطوب الأحمر طوره كيميائيون في جامعة واشنطن في سانت لويس يضيء الصمام الثنائي الباعث للضوء الأخضر © مختبر دارسي / جامعة واشنطن في سانت لويس
طور الباحثون طريقة لتحويل الطوب الأحمر إلى نوع من أجهزة تخزين الطاقة يسمى المكثف الفائق.

تضمن ذلك وضع طلاء موصل ، يُعرف باسم Pedot ، على عينات من الطوب ، والتي تتسرب بعد ذلك من خلال البنية المسامية للطوب المحروق ، وتحويلها إلى “أقطاب كهربائية لتخزين الطاقة”.

وقال الباحثون إن أكسيد الحديد ، وهو الصباغ الأحمر في الطوب ، ساعد في هذه العملية.

ساعات ذكية تعمل بالطاقة العرق
طور المهندسون في جامعة جلاسكو نوعًا جديدًا من المكثفات الفائقة المرنة ، التي تخزن الطاقة ، لتحل محل الإلكتروليتات الموجودة في البطاريات التقليدية بالعرق.

يمكن شحنها بالكامل بأقل من 20 ميكرولتر من السوائل وهي قوية بما يكفي لتحمل 4000 دورة من أنواع الثنيات والانحناءات التي قد تواجهها أثناء الاستخدام.

يعمل الجهاز عن طريق طلاء قماش السليلوز البوليستر بطبقة رقيقة من البوليمر ، والتي تعمل كقطب مكثف فائق.

عندما يمتص القماش عرق مرتديه ، تتفاعل الأيونات الموجبة والسالبة في العرق مع سطح البوليمر ، مما يؤدي إلى تفاعل كهروكيميائي يولد الطاقة.

يقول البروفيسور رافيندر داهية ، رئيس مجموعة تقنيات الانحناء للإلكترونيات والاستشعار (Best) ، ومقرها جامعة كلية جيمس وات للهندسة في غلاسكو.

وهذا يجعل التخلص من الأجهزة القابلة للارتداء بأمان والتي من المحتمل أن تكون ضارة أمرًا صعبًا ، حيث يمكن لبطارية مكسورة أن تنسكب سوائل سامة على الجلد.

“ما تمكنا من القيام به لأول مرة هو إظهار أن العرق البشري يوفر فرصة حقيقية للتخلص من تلك المواد السامة تمامًا ، مع أداء شحن وتفريغ ممتاز.

“ الخرسانة الحية ” الشفاء الذاتي
تنمو البكتيريا وتمعدن في بنية الرمل هيدروجيل © جامعة كولورادو بولدر / بنسلفانيا
طور العلماء ما يسمونه الخرسانة الحية باستخدام الرمل والهلام والبكتيريا.

قال الباحثون إن مادة البناء هذه لها وظيفة هيكلية تحمل الأحمال ، وهي قادرة على الشفاء الذاتي وهي أكثر ملاءمة للبيئة من الخرسانة – وهي ثاني أكثر المواد استهلاكًا على الأرض بعد الماء.

يعتقد فريق من جامعة كولورادو بولدر أن عملهم يمهد الطريق لبناء هياكل مستقبلية يمكنها “معالجة شقوقها ، وامتصاص السموم الخطرة من الهواء أو حتى التوهج عند القيادة”.

وقود من فراغ
ابتكر المهندسون الكيميائيون من مدرسة École Polytechnique Fédérale de Lausanne السويسرية نموذجًا أوليًا لجهاز يمكنه إنتاج وقود الهيدروجين من الماء الموجود في الهواء.

الجهاز مستوحى من الأوراق ، وهو مصنوع من مواد شبه موصلة تجمع الطاقة من أشعة الشمس وتستخدمها لإنتاج غاز الهيدروجين من جزيئات الماء الموجودة في الغلاف الجوي. يمكن بعد ذلك تحويل الغاز لاستخدامه كوقود سائل.

الإنترنت للجميع
قمر صناعي منيتور
القمر الصناعي Hiber miniture © Hiber
لا يبدو أننا نعيش بدون الإنترنت (كيف يمكنك أن تقرأ sciencefocus.com بخلاف ذلك؟) ، ولكن لا يزال حوالي نصف سكان العالم متصلين. هناك العديد من الأسباب لذلك ، بما في ذلك الأسباب الاقتصادية والاجتماعية ، ولكن بالنسبة للبعض ، لا يمكن الوصول إلى الإنترنت نظرًا لعدم توفر اتصال لديهم.

تحاول Google ببطء حل المشكلة باستخدام بالونات الهيليوم لإرسال الإنترنت إلى مناطق يتعذر الوصول إليها ، بينما تخلى Facebook عن خططه لفعل الشيء نفسه باستخدام طائرات بدون طيار ، مما يعني أن شركات مثل Hiber تسرق مسيرة. لقد اتخذوا نهجًا مختلفًا من خلال إطلاق شبكتهم الخاصة من الأقمار الصناعية الصغيرة بحجم صندوق الأحذية في مدار أرضي منخفض ، والتي تستيقظ مودمًا موصولًا بجهاز الكمبيوتر أو الجهاز الخاص بك عندما يطير ويوصل بياناتك.

أقمارهم الصناعية تدور حول الأرض

16 مرة في اليوم وتستخدمها بالفعل منظمات مثل The British Antarctic Survey لتوفير الوصول إلى الإنترنت في أقصى كوكبنا.

اقرأ المزيد عن تكنولوجيا المستقبل:

أين سيارتي الطائرة؟ 11 تقنية مستقبلية ما زلنا ننتظرها
مثيرة التكنولوجيا الخضراء الجديدة للمستقبل
تكنولوجيا المستقبل: أكثر الابتكارات إثارة من CES 2022
مناديل للعين مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد
أنتج باحثون في المعهد الوطني للعيون في الولايات المتحدة أنسجة شبكية باستخدام الخلايا الجذعية والطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد. قد تساعد التقنية الجديدة العلماء على نمذجة العين البشرية لفهم أفضل – وتطوير علاجات – للأمراض والحالات التي تؤثر على رؤية الناس ، مثل الضمور البقعي المرتبط بالعمر (AMD).

ابتكر الباحثون أنسجة موجودة في الحاجز الدموي الخارجي لشبكية العين ، وهي المنطقة المعروفة لبدء AMD ، عن طريق طباعة الخلايا الجذعية المأخوذة من المرضى في شكل هلام والسماح لها بالنمو على مدى عدة أسابيع. إنهم يستخدمون الأنسجة حاليًا لدراسة تطور AMD ويقومون بتجربة إضافة أنواع خلايا إضافية لنمذجة المزيد من العين البشرية.

بطاريات سيارات تشحن في 10 دقائق
تُظهر هذه الصورة بطارية سريعة الشحن اخترعتها Chao-Yang Wang Group © Chao-Yang Wang Group
يُنظر إلى الشحن السريع للسيارات الكهربائية على أنه مفتاح لاستلامها ، لذلك يمكن لسائقي السيارات التوقف عند محطة خدمة وشحن سيارتهم بالكامل في الوقت الذي يستغرقه الحصول على القهوة واستخدام المرحاض – لا يستغرق الأمر أكثر من فترة الراحة التقليدية .

يقول باحثون في جامعة ولاية بنسلفانيا في الولايات المتحدة إن الشحن السريع لبطاريات الليثيوم أيون يمكن أن يؤدي إلى تدهور البطاريات. وذلك لأن تدفق جسيمات الليثيوم المعروفة بالأيونات من قطب كهربائي إلى آخر لشحن الوحدة وإبقاء الطاقة جاهزة للاستخدام لا يحدث بسلاسة مع الشحن السريع في درجات حرارة منخفضة.

ومع ذلك ، فقد وجدوا الآن أنه إذا أمكن تسخين البطاريات إلى 60 درجة مئوية لمدة 10 دقائق فقط ثم تبريدها بسرعة مرة أخرى إلى درجات الحرارة المحيطة ، فلن تتشكل طفرات الليثيوم وسيتم تجنب التلف الحراري.

تصميم البطارية الذي توصلوا إليه هو ذاتي التسخين ، باستخدام رقاقة رقيقة من النيكل تخلق دائرة كهربائية تسخن في أقل من 30 ثانية لتدفئة الجزء الداخلي من البطارية. سيتم إجراء التبريد السريع المطلوب بعد شحن البطارية باستخدام نظام التبريد المصمم في السيارة.

وأظهرت دراستهم ، التي نُشرت في مجلة Joule ، أن بإمكانهم شحن سيارة كهربائية بالكامل في 10 دقائق.

الخلايا العصبية الاصطناعية على رقائق السيليكون
الخلايا العصبية الاصطناعية في غلافها الواقي على طرف الإصبع
إحدى الخلايا العصبية الاصطناعية في غلافها الواقي في طرف الإصبع © University of Bath / PA
وجد العلماء طريقة لربط الخلايا العصبية الاصطناعية بشرائح السيليكون ، لتقليد الخلايا العصبية في نظامنا العصبي ونسخ خصائصها الكهربائية.

قال البروفيسور آلان نوجاريت ، من جامعة باث ، الذي قاد المشروع: “حتى الآن ، كانت الخلايا العصبية مثل الصناديق السوداء ، لكننا تمكنا من فتح الصندوق الأسود والنظير في الداخل”.

“عملنا يغير النموذج لأنه يوفر طريقة قوية لإعادة إنتاج الخصائص الكهربائية للخلايا العصبية الحقيقية بتفاصيل دقيقة.

“لكنها أوسع من ذلك ، لأن عصبوناتنا تحتاج فقط إلى 140 نانوات من الطاقة. هذا هو جزء من المليار من متطلبات الطاقة للمعالج الدقيق ، والذي استخدمته محاولات أخرى لصنع الخلايا العصبية الاصطناعية.

يأمل الباحثون في إمكانية استخدام عملهم في عمليات الزرع الطبية لعلاج حالات مثل قصور القلب ومرض الزهايمر لأنها تتطلب القليل من القوة.