Содержание
Как наука изменит мир к 2030 году
Предыдущая статья
Следующая статья
Роботы, питающиеся энергией человека, наномедицина и шапка-невидимка — «Журналист Online» узнал, когда фантастика станет реальностью
Автор:
Андрей Пушкин
©
Одна из главных задач современной науки — полностью разобраться, как работает человеческий мозг и человеческое тело. А для этого нужно использовать нанороботов
На смену 3D-принтерам, умному дому и Big Data в скором времени придут нанофабрики, собирающие материал по атомам. Новый прорыв в технологиях близок и, когда он случится, мир изменится до неузнаваемости.
Предсказанием будущего, кроме гадалок, занимаются ученые и футурологи. Советский экономист Николай Кондратьев исследовал цикличность экономических процессов, отметив их периодичность длительностью примерно 50 лет. Ученый заметил, что во время экономического кризиса происходит резкое оживление в области технических изобретений.
Эта теория сильно перекликается с теорией технологических укладов. Под технологическим укладом понимается комплекс освоенных изобретений, обеспечивающих количественный и качественный скачок в развитии производительных сил.
На ранних стадиях развития общества в основе энергетики
лежала мускульная энергия животных и человека.
Первый технологический уклад (1770—1830 гг.) базировался на
использовании водяного колеса и знаменуется началом первой промышленной
революции, давшей толчок развитию текстильной промышленности и механизации
производства.
Второй технологический уклад (1830—1890 гг.) основан на
использовании энергии пара и угля. Изобретение парового двигателя привело к
развитию железнодорожного паровозного транспорта, пароходства и черной
металлургии.
Использование электрической энергии положило начало третьему
укладу (1880—1940 гг.
), стимулировав развитие тяжелого машиностроения,
электротехнической и радиотехнической промышленности.
Четвертый технологический уклад (1930—1990 гг.) основан на
использовании энергии углеводородов, на изобретении и применении двигателя
внутреннего сгорания, электродвигателя и развитии на этой основе автомобиле- и
самолетостроения.
Пятый уклад (1985—2035 гг.) опирается на возможности
электронной и атомной энергетики, инновациях в области микроэлектроники,
информационных технологий, генной инженерии и биотехнологий.
У разных исследователей датировки укладов различаются, но незначительно. Так, профессор МГУ Аскар Акаев заканчивает пятый уклад в 2018 году, словацкий политолог Даниэль Шмигула — в 2015 году. Экономист Сергей Глазьев говорит о начале шестого уклада в 2010 году, а о широком распространении его технологий в 2018 году. При этом Шмигула настаивает на сокращении длительности цикла в связи с постоянным ускорением развития технологий и считает, что шестой уклад будет длиться около десяти лет.
В целом же, современные специалисты по прогнозам считают, что при сохранении нынешних темпов технико-экономического развития шестой технологический уклад начнет оформляться в 2010—2020 гг., а в фазу зрелости вступит в 2040-е годы. При этом в 2020—2025 гг. произойдет новая научно-техническая революция, основой которой станут разработки, синтезирующие достижения базовых направлений.
Смена технологических укладов обладает значительной инерционностью: открытия, предваряющие новые технологии, совершаются значительно раньше их массового освоения. То есть их зарождение происходит в одном технологическом укладе, а массовое использование — в следующем. Также экономика не переходит из одного уклада в другой мгновенным скачком. Принадлежность к определенному укладу характеризуется степенью развития экономики. В настоящее время передовыми технологиями в наибольшей мере обладает экономика США, Японии и КНР. В США, например, доля производительных сил четвертого технологического уклада составляет 20%, пятого — 60%, и около 5% приходится на шестой уклад.
В России приблизительно половина производственных мощностей находится на стадии четвертого технологического уклада. Доля технологий пятого уклада у нас пока составляет примерно 10% в наиболее развитых отраслях — военно-промышленном комплексе и авиакосмической промышленности.
Главным ядром шестого уклада, по мнению ученых, станут молекулярные, клеточные, ядерные технологии и нанотехнологии. Кроме того, дальнейшее развитие получит гибкая автоматизация производства, космические технологии и атомная промышленность.
Нанотехнологии — это методы работы с веществом на уровне
частиц нанометрового масштаба и даже отдельных атомов и молекул. Нанометр — это
одна миллиардная доля метра, в десять тысяч раз меньше толщины волоса и в
несколько раз больше межатомного расстояния.
Нанотехнологии дают принципиально новый способ конструирования материалов. Переходя к наномасштабу, мы получаем возможность управлять атомами и молекулами.
Первый инструмент для манипуляции атомами был изобретен в 1981 году: с помощью туннельного микроскопа, разработанного учеными из IBM, можно не только «видеть» отдельные атомы, но и поднимать и перемещать их. Так начала формироваться линия синтеза, когда, соединяя отдельные атомы и молекулы, стало возможным конструировать из них новые вещества. Появились искусственные материалы со свойствами, не существующими у природных веществ, — так называемые метаматериалы, открывающие путь к таким фантастическим изобретениям, как, например, шапка-невидимка.
Благодаря синтезу, в настоящее время разрабатываются легкие сверхпрочные материалы для космической и военной техники, авиационной техники. В электронной промышленности уже началось использование нанотрубок. Создаются поверхности и материалы с заданными свойствами для применения в быту (немнущаяся одежда, антибликовые и антипригарные покрытия, чистящие салфетки и т.п.).
На помощь врачам придут нанороботы. Медики планируют использовать эту технологию для экстренной доставки лекарств и полезных веществ прямо в клетки, а также для уничтожения инфекций и раковых клеток.
Ученые из медицинской компании Scripps и Калифорнийского технологического института спроектировали наносенсор, способный предупредить сердечный приступ. Крошечная микросхема размером около 90 микрон вводится через палец пациента в кровеносные сосуды и отлавливает эндотелиальные клетки, которые отделяются от стенок артерий за некоторое время до сердечного приступа. Человек с таким прибором может получить предупреждение об опасности на смартфон, чтобы немедленно известить кардиолога.
Сотрудники лаборатории робототехники Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали микроробота OctoMag, предназначенного для проведения хирургических глазных операций и введения лекарств. Робот имеет диаметр всего 285 мкм и питается от внешнего магнитного поля. Бот настолько мал, что может разрушать тромбы в сосудах глаза.
Впрочем, эра широкого применения нанороботов еще не пришла. Однако уже успешно проводятся исследования по лечению рака с помощью наночастиц. Ученые Корнелльского университета (США) подсаживают в кровь кремниево-органические наночастицы размером 10 нм, которые прилипают к зараженным клеткам и подсвечивают их.
Успех ученых способствовал решению о создании специального исследовательского центра раковой наномедицины, где будут разрабатываться методы оптического детектирования раковых клеток.
Один из сценариев развития нанотехнологий носит название «Запуск будущего». Он заключается в соединении возможностей современных технологий, в первую очередь, твердотельной микроэлектроники, как наивысшего технологического достижения современности, с «конструкциями», созданными живой природой.
В самом начале 2000-х годов Михаил Роко и Уильям Бэйнбридж
предложили концепцию НБИК-конвергенции. Она представляет собой объединение
четырех быстро развивающихся областей науки и технологии:
Н — нанотехнологии и нанонауки;
Б — биотехнологии и биомедицины, включая генную инженерию;
И — информационных технологий, включая продвинутый
компьютинг и новые средства коммуникации;
К — когнитивных наук, включая когнитивные нейронауки.
Проще говоря, НБИК — это совокупность технологий, созданных
на основе исследований, проводимых на стыке наук.
Например, сейчас разрабатывают нейроинтерфейсы «мозг—компьютер», чтобы человек и машина могли общаться с помощью работы мозга. В создании нанороботов, исследующих работу мозга, будут использоваться все четыре ветви технологий. Достижения нанонауки спроектируют само тело робота, его органы и инструменты. Биотехнологии позволят ему питаться энергией, содержащейся в клетках нашего организма. Информационные технологии помогут электронной начинке робота исследовать сигналы в нейронах и передавать эту информацию оператору. Когнитивные технологии, основанные на изучении мыслительного процесса, дадут возможность разработать алгоритмы, которые станут прообразом мыслительных функций живых существ.
25.03.2020
«Когда человек несчастлив, его сразу видно»
О счастье, успехе и страданиях рассказал корреспонденту «Журналиста Online» философ Дмитрий Родзинский
07.
12.2020
Хрустальная сова МГУ
В финале кубка «Что? Где? Когда?» МГУ победила команда химического факультета
21.07.2021
«Корейцы любят наш типаж!»
Модели Светлана Истомина, Элиз Чуприс и Анастасия Соловьёва поделились c «Журналистом Online» впечатлениями о работе в Южной Корее
15.07.2020
Путешествуем вместе с книгой
Корреспондент «Журналиста Online» узнала о безопасных книжных путешествиях в период пандемии
как технологии меняют сельское хозяйство
© pixabay.com
02 Янв 2019, 20:18
Коровы-супергерои, дроны для борьбы с мышами-полевками и грибы-убийцы — в 2018 году российские ученые предложили неожиданные способы повышения эффективности сельского хозяйства. Тайга.инфо выбрала самые яркие открытия в области генетики, борьбы с вредителями и новых аграрных технологий.
English version
Новые технологии в сельском хозяйстве
В 2018 году ученые Красноярского научного центра СО РАН и Кемеровского государственного университета предложили заменить традиционные способы возделывания зерновых культур ресурсосберегающими методами — минимальной и нулевой обработкой почвы. Такие технологии позволяют получить высокий урожай при максимальной рентабельности и снижении отрицательного влияния на окружающую среду.
«Ресурсосберегающие технологии снижают эрозию почвы за счет растительных остатков на поверхности, позволяют снизить энергоемкость получения сельскохозяйственной продукции, повысить производительность труда и экономическую эффективность возделывания культур, — объясняет ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института сельского хозяйства ФИЦ КНЦ СО РАН Василий Романов. — При этом важно помнить, что применение азотных удобрений снижает себестоимость продукции, за счет значительной прибавки урожая».
Инженеры Института проблем управления РАН предложили использовать группировки дронов для борьбы с мышами-полевками.
Беспилотники могут дистанционно находить мышиные колонии и точечно доставлять разрешенные для борьбы с грызунами препараты.
Предложенный способ борьбы с вредителями имеет преимущества по сравнению с существующими. Прежде всего, он позволяет обрабатывать поля без использования колесной или гусеничной техники, не нанося вред посевам. Во-вторых, он позволяет точечно вносить препараты, что повышает эффективность борьбы с грызунами и обеспечивает большую экологическую безопасность.
Дешевый способ получения бактериальной наноцеллюлозы разработали сотрудники Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук. Новый материал можно использовать в медицине, например, для 3D-печати хрящей и создания искусственной кожи.
Бактериальная наноцеллюлоза обладает рядом преимуществ перед своим растительным аналогом — обычной целлюлозой. Ее волокна длиннее, шире и прочнее. В такой целлюлозе практически нет примесей, которые ухудшали бы ее прочностные и поглощающие свойства.
Как защитить растения от вредителей и болезней
В 2018 году российские ученые впервые за десятилетия изучили паразитические грибы — организмы-убийцы, превращающие насекомых в зомби. Один из них, кордицепс однобокий, прорастает внутрь тел муравьев и превращает жертву в послушную «марионетку». Пораженное насекомое покидает сородичей и скитается в поисках благоприятного места для роста своего хозяина. Добравшись до идеального «жилья», гриб-паразит парализует насекомое и медленно убивает его. После этого из головы жертвы прорастает плодовое тело гриба, и новые смертоносные споры попадают в воздух в поисках других хозяев, которых вскоре постигнет та же участь.
В будущем ученые рассчитывают узнать, как организмы без мозга развили способность контролировать животных с мозгом. Такие грибы можно будет использовать для контроля численности вредителей сельского хозяйства, кровососущих и других вредных насекомых, поражая их как биопестициды.
В свою очередь, ученые Уральского федерального университета разработали препарат для защиты картофеля.
Химики выработали методы получения новых биологически активных соединений, проявляющих противогрибковые свойства. «При проведении эксперимента в открытом грунте фиксировалось повышение количества и качества урожая, — отметила доцент кафедры технологии органического синтеза химико-технологического института УрФУ Татьяна Глухарева. — В ходе проверки данного соединения при длительном хранении клубней отметили его способность повышать сопротивляемость их к патогенам».
Исследователи из Института X-BIO Тюменского государственного университета отправились в 2018 году в экспедицию в Африку в поисках гнезд редких видов термитов для исследования фауны их симбионтов — клещей. Руководитель исследования, ведущий научный сотрудник Института X-BIO Александр Хаустов специализируется на изучении биологических методов борьбы с вредителями. Он занимался разведением хищных клещей, которые поедают своих растительноядных собратьев.
Выдающиеся коровы и новые помидоры
Ученые из Института цитологии и генетики СО РАН и Королевского ветеринарного колледжа в Лондоне начали совместный проект по изучению генома коренных пород крупного рогатого скота в России.
Результаты исследований помогут в будущем выводить породы коров с выдающимися характеристиками.
Проанализировав геномы 19 российских пород, ученые пришли к выводу, что ряд коренных пород до сих пор сохраняется в достаточно «чистом» виде. Многие из них обладают достаточно ценными и присущими только им чертами. Например, мясо украинской серой коровы отличается хорошим вкусом, а якутская корова дает жирное молоко и отлично себя чувствует при температуре до -50 °С.
В дальнейшем, используя методы генной инженерии, можно будет тиражировать эмбрионы с нужными генами и свойствами. Это не только позволит сделать селекцию коров более целенаправленной, но и сократит сроки создания новых пород с выдающимися характеристиками.
Тем временем, в Институте цитологии и генетики СО РАН вывели два новых сорта пасленовых. Селекционеры передали в госкомиссию томат «Семёновна» и сладкий перец под названием «Египетская сила». Новые помидоры оказались скороспелыми, что важно для Сибири, но у них более высокие вкусовые качества, чем у обычных «скороспелок».
Перец «Египетская сила» с высоким содержанием витамина С получил название за пирамидальную форму плодов, которая напомнила селекционерам про египетские пирамиды.
Подготовил Илья Кабанов, научный обозреватель Тайги.инфо
Новости из рубрики:
Новости СМИ2
Чем обернется технологический прогресс для человечества
О новых технологиях и месте среди них человека снимают кинофильмы, пишут статьи и спорят обыватели. Изобретения бесцеремонно меняют жизнь и при этом часто ограничивают свободу, рушат этические нормы и лишают работы. Чего ждать дальше? «Газета.Ru» опросила IT-экспертов и выяснила, какие риски несут людям новые технологические решения и чего нам бояться, а на что не стоит обращать внимание.
Что-то пошло не так
До недавнего времени технический прогресс человечества прочно ассоциировался с социальным. Новые изобретения и новые технологии шли нога в ногу с ростом благосостояния, сокращением разрыва между богатыми и бедными, подъемом среднего класса, всеобщим средним и бесплатным высшим образованием, созданием пенсионных систем и прочими социальными благами.
В конце XX века сомнения в том, что интернет, мобильная связь, робототехника, растущие вычислительные мощности могут завести человечество куда-то «не туда», были уделом маргиналом и конспирологов. Сейчас ситуация выглядит уже не столь однозначной.
Информационные технологии принесли новые коллизии практически во все сферы человеческой жизни.
Дискуссии о применении патентного и авторского права в интернете, споры о частности или общественности пространства социальных сетей не затихают до сих пор, а использование искусственного интеллекта, компьютерного зрения и комплексов городского видеонаблюдения (CCTV) вообще стерло границы частной жизни.
То, как влияют информационные технологии на жизнь общества, нашло отражение даже в массовой культуре. Сериал «Черное зеркало», описывающий эти проблемы, стал настоящим хитом британского телеканала Channel 4.
Во всем важен контроль
Специалисты, опрошенные «Газетой.Ru», выделили несколько аспектов, касающихся влияния информационных технологий на общество.
Как ни парадоксально, но почти все эксперты сошлись во мнении, что главную опасность для человечества представляют не новые технологии, а сами люди.
IT-эксперт Александр Баулин считает, что сами по себе новые изобретения и научные открытия не могут принести вред, но люди должны более ясно представлять себе результат их применения.
«Если не думать о проблемах, то в свое время лошадиным навозом можно было бы завалить весь Лондон или вырубить все деревья в Англии. Нам кажется, это преувеличением, но на Кипре так и произошло: остров жил выплавкой меди, однако вырубка всех деревьев нарушила экологию острова. Нужно просто не забывать, что все технологии имеют побочные эффекты и, используя их, важно продумывать последствия», — считает Баулин.
В том, что главную угрозу людям несут вовсе не технологии, соглашается и ведущий аналитик Mobile Research Group Эльдар Муртазин.
«Если посмотреть на то, какие решения иногда принимают многие мировые политические лидеры и главы огромных компаний, возникает большой соблазн заменить этих людей искусственным интеллектом», — заявил Муртазин, выразивший уверенность, что со временем ИИ будет допущен не только к экспертной оценке ситуаций, но и к принятию решений.
«Тут, конечно, есть некоторая опасность. В том, как работают машинные алгоритмы, разбираются единицы, а для остальных это «черный ящик».
Если доверить искусственному интеллекту автоматизировать процесс принятия важных решений, то существует риск того, что эти решения окажутся совершенно чужды человеческой логике, нашим понятиям о морали и этике», — считает аналитик.
«Опасность исходит не от технологий как таковых, а от людей, которые ими распоряжаются», — говорит телеком-эксперт и аналитик MForum Analitics Алексей Бойко. По его словам, если общество научится контролировать спецслужбы, армию, политиков, крупный бизнес, то этого должно хватить для того, чтобы превентивно защититься от опасных последствий появления новых технологий.
По мнению Бойко, дихотомия «добро/зло» в отношении технологий и научно-технического прогресса некорректна: «Это деление мне представляется надуманным. Микроскопом можно убить человека, а уж насколько опасным может быть «мирный атом», мы знаем не понаслышке.
Хорошо обученная система компьютерного зрения может выявлять рак на томограммах на месяцы ранее, чем это делает высококвалифицированный врач с десятком лет стажа, а аналогичная по сути система может вести охоту за людьми с автономного ударного беспилотника».
Прогресс не остановить
Все опрошенные эксперты уверены, что позитивные изменения, приносимые научно-техническим прогрессом, значительно превосходят неизбежный «сопутствующий ущерб». Однако человек воспринимает все улучшения как естественный ход событий, а нежелательные последствия, к которым люди не успевают адаптироваться, становятся чем-то экстраординарным и, соответственно, привлекают больше внимания.
По мнению исполнительного директора НКО «Общество защиты интернета» Михаила Климарева, технологии развивались, развиваются и продолжат развиваться в ближайшее столетие. Эксперт отметил несколько направлений, от которых он ожидает прорыва в ближайшие годы — это интернет вещей, сети пятого поколения, большие данные и искусственный интеллект.
«Я думаю, что ИИ не будет «разумом, который все контролирует и самостоятельно принимает решения». До создания подобного предстоит решить много инженерных проблем — это дело десятилетий. Но вот решение задачи по оптимизации автомобильного движения или общение с ИИ на естественном языке уже на подходе», — считает Климарев.
Эльдар Муртазин также обратил внимание на то, какой прогресс произошел в области взаимодействия человека и ИИ. По его мнению, переход на естественные языки взорвет рынок голосовых помощников.
«Критикуя интернет, социальные сети и «тупые» голосовые помощники, многие не обращают внимание, на то, как эти технологии уже улучшили жизнь тех же маломобильных и слабовидящих людей. Если раньше они были отрезаны от мира, то сейчас эти технологии помогают им интегрироваться в социум», — отметил эксперт.
Киборги идут
Одной из главных техноугроз XXI века многие эксперты и социологи считают роботизацию экономики. Рассуждения и подсчеты о том, какого количества рабочих мест лишатся люди с появлением полностью автоматизированных фабрик и беспилотных автомобилей, ведутся буквально каждый день.
Глава GSMA Матс Гранрид согласился с тем, что эта проблема существует: «Что касается водителей, то да, она очевидна. Например, в Манхэттене сейчас работает почти 14 тыс. такси. В случае замены их умными беспилотными автомобилями, подключенными через сети 5G к искусственному интеллекту, будет достаточно всего 2 тыс. машин, а время их ожидания сократится до двух минут. Проблема потери рабочих мест касается не только водителей, но и ритейла. Уже сейчас все большее и большее количество людей делают покупки онлайн».
Возможно не самой важной, но уж точно самой болезненной темой, связанной с влиянием на нашу жизнь информационных технологий, стала так называемая прозрачность, то есть стремительно сужающееся поле частной жизни.
Жизнь современного человека онлайн и офлайн, его покупки, транзакции, интернет-запросы, его местопребывание и перемещения, даже то, что он говорит вблизи смартфона, становится предметом маркетингового анализа или интереса спецслужб или злоумышленников.
«Да, это явление имеет место быть. Становится все труднее скрывать, «что вы делали прошлым летом», — считает Климарев, -— При этом такая прозрачность имеет не только отрицательную коннотацию. Она также означает более высокий уровень безопасности — личной, информационной, финансовой. Совершать противоправные действия становится все более опасным и сложным занятием».
С другой стороны, по мнению эксперта, все это накладывает ответственность и на самих людей и формирует особое отношение к действиям разных интернет-сервисов.
«Я думаю, что в наступившем году (как, впрочем, и в последующем) особое внимание общественности будет привлекать такое достаточно новое явление, как «цифровые права», что повлечет появление новой профессии, которое условно назовем «цифровой юрист», — уверен Климарев.
Алексей Бойко в «новой прозрачности» видит не столько этическую проблему, сколько новый социальный вызов.
«В ближайшие десятилетия мы можем столкнуться с новым, невиданным уровнем прозрачности общества, когда технологии позволят в любой момент отслеживать местоположение на планете любого человека, знать о нем больше, чем знают его близкие, и даже «читать его мысли», в той или иной степени приближения к этой идее.
Это создает соблазн создания полицейских государств с еще невиданным уровнем контроля малой группы населения за остальным населением, с навязыванием меньшинством большинству своей воли, с сужением поля «свободы воли». Человечество должно будет перерасти эти соблазны — или же оно превратится в структуру наподобие роя, где отдельные составляющие живут и действуют не столько в своих интересах, сколько в интересах роя, а роли составляющих рой организмов предопределены», — предостерегает эксперт.
три столетия на острие мировой науки и техники — Бизнес России
Устойчивое социально-экономическое развитие опирается на научно-технический прогресс, с которого много веков назад началось построение экономики благосостояния. Высоко оценивая вклад ученых в создание современного общества и образа жизни, власти РФ объявили 2021 год Годом науки и технологий. Многие изобретения российских и советских ученых составили золотой фонд научно-технической мысли не только нашей страны, но и мира в целом, ведь научные достижения становятся наибольшей ценностью тогда, когда они доступны всем и являются по-настоящему международными.
Значимость научной мысли подчеркнул и предыдущий год, ставший вызовом медицине из-за пандемии коронавируса. И здесь российские ученые оказались в числе первых, кто вступил в борьбу с вирусом и сосредоточил весь свой накопленный потенциал на разработке вакцины, которая позволит человечеству спокойно жить и работать дальше.
Чертеж первого паровоза Черепановых
От Ломоносова до наших дней
Медленный, но устойчивый поворот общества к научному знанию, происходивший в Европе с позднего Средневековья, не обошел стороной и Россию. Уже в 1136 году в Новгороде была создана первая древнерусская математическая работа, а вскоре стали появляться переводные труды по логике, космологии, арифметике. В середине XVII века в России появились первые школы и академии. Вместе с тем, несмотря на позднее появление в стране учебных и научных заведений, отставания в технике от Европы не было: русская механика здорово служила делу развития государства и общества.
Бурному развитию отечественной науки способствовали петровские преобразования, когда в Сибирь и Америку были отправлены несколько экспедиций для составления карт, а в 1724 году была открыта Петербургская академия наук, куда были приглашены многие известные ученые из Европы.
Интернациональный характер научного знания осознавался уже в те времена, и международный вектор, взятый отечественными учеными, полностью оправдал себя. Так Леонард Эйлер, длительное время работавший в России, не только писал учебники на русском языке, но и стал здесь автором множества научных трудов. Огромный вклад в развитие российской науки внес Михаил Ломоносов, заложивший основы современной физической химии, молекулярно-кинетической теории тела, изготавливавший телескопы собственной конструкции и стоявший у истоков истории Московского университета, открытого в 1755 году. Впоследствии по его образцу появились университеты в Дерпте, Вильно, Казани, Харькове, Санкт-Петербурге и других городах, где научное знание в области этнографии, истории, ботаники, химии, физики не только накапливалось, но и передавалось новым поколениям. В XIX веке в России появились выдающиеся – с мировым именем – школы математиков (Н.И. Лобачевского, П.Л. Чебышева), физиков (А.Г. Столетова, А.С. Попова), историков (Н.
М. Карамзина, В.О. Ключевского), физиологов (И.М, Сеченова, И.И. Мечникова), биологов (К.А. Тимирязева). Д.И. Менделеев в 1869 году открыл один из фундаментальных законов природы – периодический закон химических элементов, а А.М. Бутлеров создал теорию химического строения, которая стала фундаментом современной органической химии.
В 1904 году И.И. Павлов был удостоен Нобелевской премии за работы в области физиологии пищеварения, а в 1908 году И.И. Мечников – за исследования механизмов иммунитета. Академия наук с ее институтами, университеты, а также специальные учебные институты, научные общества, ведомственные ученые комитеты и комиссии вовлекали в орбиту своей деятельности все большее количество людей, несших научное знание в сферу его практического применения: в технику и технологии. А появление хорошо оснащенных оборудованием и научно-техническим персоналом лабораторий и конструкторских бюро ускорило этот процесс. В биологии, математике и механике, химии российские ученые в начале XX века занимали ведущие позиции в мире.
Централизация управления наукой в советский период принесла новые веяния и результаты. Большая часть советских ученых работала в Академии наук СССР и отраслевых НИИ. При этом наука стала распространяться по городам, удаленным от столиц и прежних центров. Ориентированная сначала на потребности индустриализации, а затем на создание оружия Победы, отечественная наука окрепла, закалилась и реорганизовалась с учетом специфики и масштабов поставленных перед ней задач, а также территориального размещения производств. Республиканские академии и региональные отделения интегрировались для реализации совместных проектов и выполняли важные народно-хозяйственные программы и фундаментальные исследования. Вузовские и межвузовские комплексы нередко тесно сотрудничали с КБ предприятий, решали научно-технические задачи и проводили прикладные исследования.
Добившись наибольших успехов в естественных науках, советские ученые стали нобелевскими лауреатами в области физики (И.Е. Тамм, И.М. Франк, П.
А. Черенков, Л.Д. Ландау, Н.Г. Басов, А.М. Прохоров, П.Л. Капица, Ж.И. Алферов, А.А. Абрикосов, В.Л. Гинзбург), химии (Н.Н. Семенов), экономики (Л.В. Контарович). К выдающимся достижениям отечественной науки следует отнести прорывы СССР в ядерной технике и космонавтике, которые связаны с именами И.В. Курчатова, А.Д. Сахарова, С.П. Королева.
Вместе со всей страной отечественная наука вступила в конце 1980-х годов в период непростых трансформаций, что вызвало в последующие годы вопросы с обновлением оборудования и кадрового потенциала. За постсоветский период лишь трое российских ученых стали лауреатами Нобелевской премии. По-прежнему среди тысяч ученых, работающих в России, наиболее заметны специалисты в области физики, биологии и химии. Заметна их публикационная активность, которая в последние десятилетия стала критерием оценки научного потенциала стран. Российская наука стала более рыночной и адаптивной к мировым трендам: возросло число заявок на патенты, больше стало прикладных исследований.
Государству удалось нарастить долю расходов на науку в бюджете, а в рамках национального проекта «Наука» и Федеральных целевых программ поддержка продолжается, особенно в приоритетных направлениях научно-технического развития: ведь без господдержки фундаментальные исследования финансировать крайне сложно.
Именно для привлечения внимания к достижениям российских ученых 2021 год был официально объявлен Годом науки и технологий.
Патент Н. Н. Бенардоса на способ дуговой электросварки «Электрогефест»
Из достижений отечественной науки
За три столетия Россия дала миру великих ученых, золотыми буквами вписавших себя в мировую историю науки и техники. А без их изобретений и открытий трудно представить себе сегодняшнюю жизнь. Российские изобретатели.
В 1738 году Андрей Нартов разработал конструкцию первого в мире токарно-винторезного станка. Лишь спустя более полувека подобное изобретение случилось на Западе. Велики были заслуги А. Нартова и в развитии артиллерии – весьма технологичной уже в те времена сфере: оптический прицел, новые способы отливки орудий, оригинальные запалы, новые станки – все это работало на мощь державы.
Нижнетагильский умелец Ефим Артамонов в 1801 году построил первый двухколесный цельнометаллический велосипед, открывший эру этих самокатных средств передвижения. Казимир Чарновский в 1825 году предложил технологию создания металлического подводного судна, научно обосновав его проект. На основе этих технических идей спустя несколько лет русский генерал Карл Шильдер построил первую металлическую подводную лодку. Мирон и Ефим Черепановы в 1834 году создали первый в России паровоз. Помимо этого, они сконструировали много паровых машин, металлообрабатывающих станков и построили паровую турбину.
Не остались российские изобретатели и в стороне от охватившей мир в конце XIX века электрической лихорадки. По проекту инженера Ипполита Романова в 1899 году был построен первый отечественный электрический автомобиль и омнибус. В 1880 году в Петербурге был испытан первый в мире электрический трамвай конструкции Федора Пироцкого. Он же стал автором централизованной подземной городской электросети.
В конце XIX века человечество приближалось к освоению новой для себя стихии – воздуха. Александр Можайский в 1885 году поднял в небо аэроплан собственной конструкции, который, однако, в те времена не был оценен по достоинству. Николай Жуковский разработал теоретические основы авиации и способы расчета конструкции самолетов. В 1904 году Н. Жуковский открыл закон, определяющий подъемную силу крыла самолета, и описал основные профили крыльев и лопастей винта. А в 1914 году Игорь Сикорский создал и поднял в воздух первый многомоторный самолет, вскоре принятый на вооружение российской военной авиации. Не отставали и кораблестроители: в 1898 году был спущен на воду первый в мире ледокол «Ермак» конструкции С.О. Макарова, водивший конвои по Северному морскому пути и остававшийся в строю 65 лет!
Федор Блинов в 1879 году получил патент на изобретенный им прототип гусеничного трактора, а Борис Луцкой в 1887 году запатентовал двигатель внутреннего сгорания. Николай Бенерадос, автор более сотни изобретений, вошел в историю как создатель дуговой сварки металлов.
Этот метод распространился по миру моментально и позволил не возиться с болтами и гайками там, где можно было просто сварить куски металла. Действенный парашют, автоматическая винтовка, угольный противогаз – и эти изобретения, вставшие на вооружение многих стран еще во время Первой мировой войны, стали доступны благодаря русским изобретателям.
Выдающейся стала классификация Д.И. Менделеевым химических элементов в зависимости от заряда атомного ядра. Разработанная в 1869–1871 годах таблица Менделеева стала величайшим событием в истории материаловедения и неотъемлемый атрибутом изучения химии. Не меньшее значение для мирового сообщества имело изобретение физиком-электротехником А.С. Поповым системы беспроводной связи, работа которой была продемонстрирована в 1896 году. Он же открыл явление радиолокации. В эти же годы пионер российской телефонии Павел Голубицкий создал высоконадежную дальнюю проводную связь, соединив несколько телефонных линий.
Отечественная наука на страже интересов общества и человека
А еще были опыты по передаче изображения на расстояние Бориса Розинга, в ходе которых в 1912 году были разработаны все основные элементы черно-белых телевизионных трубок.
Дальнейшая реализация идей развития телевидения была продолжена Владимиром Зворыкиным. Современная цветная фотография, позволившая получать полноцветные снимки, стала достоянием мировой науки и техники после отработки процесса российским фотографом Сергеем Прокудиным-Горским, который усовершенствовал химию процесса и в 1905 году запатентовал свой сенсибилизатор, что подтолкнуло разработку новых принципов цветной печати.
Мировую известность приобрели военные изобретения Михаила Калашникова, получившие широчайшее распространение по всем континентам мира. Академику Игорю Курчатову принадлежит исключительная роль в разработке научных и научно-технических вопросов овладения ядерной энергией, как в военных, так и в мирных целях. Создание ядерного щита страны целиком и полностью находилось в руках его коллектива, который в сжатые сроки справился с задачей. Не меньшую славу отечественной науке принес Сергей Королев, под руководством которого появился первый в мире проект, позволивший запустить человека в космос.
Более яркое научно-техническое достижение, чем полет Юрия Гагарина в космос в апреле 1961 года, сложно представить: это событие стало настоящим триумфом советской науки и техники! А ведь этому предшествовали и другие свершения конструкторского гения С.П. Королева, в том числе и запуск первого в мировой истории искусственного спутника Земли. Да и первая межпланетная станция, совершившая в 1965 году перелет к другой планете – Венере, была создана отечественными учеными и конструкторами.
Ультразвуковые исследования металлов с целью поиска дефектов в них стали повсеместно использоваться после изобретения этого метода советским физиком Сергеем Яковлевым в 1927 году. Сегодня дефектоскопы – неотъемлемый инструмент любых технических предприятий и лабораторий, а сам метод УЗИ известен всем далеко за пределами промышленности. В эру цифровых электронно-вычислительных машин мир вступил также на базе изобретений советских инженеров Исаака Брука и Башира Рамеева, которые получили соответствующее авторское право еще в 1948 году.
С тех пор сфера применения ЭВМ, которая сначала ограничивалась сложными техническими процессами, постоянно расширялась и сейчас охватывает практически все аспекты жизнедеятельности, а программирование стало важнейшим технологическим процессом.
Кроме того, незабываемы достижения советских авиаконструкторов, среди которых как рекордные самолеты и вертолеты, так и настоящие труженики неба, перевезшие сотни миллионов пассажиров и миллиарды тонн народнохозяйственных грузов. Все это – тоже следствие того внимания к науке, которое ей уделялось в XX веке.
Не отставала от техники и отечественная медицина. Еще в XIX столетии великий русский хирург Н.Н. Пирогов стал основоположником анестезиологии, и мир обязан ему многими открытиями в этой области. Именно он первым начал оперировать раненых с эфирным обезболиванием в полевых условиях. Выдающимися достижениями отмечен путь Святослава Федорова в области офтальмологии. Именно он стал пионером лазерной микрохирургии глаза. Собственно, о лазере впервые заговорили благодаря открытиям Николая Басова и Александра Прохорова, которые в 1964 году получили за свое уникальное изобретение, стоящее на одной ступени с изобретением радио и телевидения и нашедшее большое применение в медицине, космосе и промышленности, – Нобелевскую премию по физике.
Общественное признание нужно любой профессиональной группе. Научное сообщество, давшее людям множество изобретений, облегчивших жизнь, заслуживает уважения и почета. Именно для привлечения внимания к достижениям российских ученых 2021 год был официально объявлен Годом науки и технологий. Такой шаг призван, во-первых, привлечь талантливую молодежь в сферу науки и технологий, продемонстрировав национальную гордость за своих соотечественников, возможности для самореализации в науке, показать востребованность ученого и перспективы исследовательской карьеры. Во-вторых, подобная практика ориентирована на повышение вовлеченности профессионального сообщества в реализацию Стратегии научно-технологического развития России, демонстрирует конкретные шаги государства, направленные на решение проблем научной сферы. Наконец, информационная поддержка Года науки и технологий позволила сформировать комплексное представление граждан страны о реализуемых сегодня государством и бизнесом инициативах и достижениях.
Сегодня граждане РФ по праву гордятся свершениями российских и советских ученых, зная о ключевых достижениях отечественной науки и техники, видят текущие и перспективные отечественные разработки и понимают их роль в жизни общества. Не лишним является и понимание перспектив коммерциализации научных разработок и изобретений, что повышает интегрированность российского научно-технического пространство в глобальные тренды. Будущее мира – за наукоемкими сферами, и Россия уже занимает заметное место в этих трендах, являясь законодателем мод и лидером в некоторых из них.
«Спутник-1» – первый в мире искусственный спутник Земли, советский космический аппарат, запущенный на орбиту 4 октября 1957 года (в течение Международного геофизического года), реплика.
Фото: NASA
Читайте далее:
10 крупнейших ИТ-достижений последнего десятилетия
Главная
Бизнес
org/ListItem»>Рынок
Автор
Ольга Блинкова
Крупнейшие ИТ-достижения уходящего десятилетия: Uber и «the sharing economy», беспроводные наушники, умные колонки, Apple Watch, электромобиль Tesla и его автопилот, «цифровой ЗОЖ», YouTube против TV, эволюция корпоративных ИТ, «новые» ПК, а также 4G (LTE).
Издание CNET перечисляет крупнейшие достижения уходящего десятилетия в области ИТ.
10. На 10-м месте такие компании как Airbnb и Uber, флагманы того, что называется «the sharing economy», экономики, когда несколько человек делят один и тот же ресурс, причем возможность пользоваться ресурсом завязано на приложение. Отмечается, что в Airbnb уже больше доступных комнат в списке, чем во всех отелях пяти крупнейших гостиничных мировых сетей вместе взятых.
9. Беспроводные наушники и смерть соответствующего разъема. В 2016-м Apple создала первые наушники AirPods. В 2019-м их продажи оцениваются в 50 млн штук.
8. Amazon Echo и Alexa. Умные колонки прошли огромный путь за последнее десятилетие. Колонки подсказывают, общаются, проигрывают музыку, ведут поиск в Интернете и заказывают в магазине ингредиентах для конкретных блюд.
7. Apple Watch и другие носимые устройства. Сейчас это уже настоящий бум. Фитнес-трекеры и умные часы позволяют оплачивать покупки, принимать звонки и сообщения, и отслеживать физические параметры, снимая ЭКГ и в перспективе измеряя уровень глюкозы в крови. Появившиеся в 2015 году Apple Watch задали рынку направление.
6. Электромобиль Tesla и его автопилот. Несмотря на несколько неприятных инцидентов, почти наверняка подобным электромобилям и таким автопилотам принадлежит будущее.
5. Появление и рост спроса на «цифровой ЗОЖ».
Побочным эффектом цифровой эры является то, что люди проводят гораздо больше времени, сидя на месте и глядя на экраны, и это может иметь серьезные последствия для здоровья. Это вызывает рост потребности в технических решениях, которые помогают контролировать и управлять тремя столпами: физическими упражнениями, диетой и сном. Появились фитнес-трекеры, счетчики калорий, трекеры сна. Технологии начали бороться с последствиями технологий.
4. YouTube и другие подобные сервисы расцвели и вытесняют телевидение.
3. Эволюция корпоративных ИТ: облачные услуги, большие данные и искусственный интеллект.
2. ПК приобретают все больше характеристик мобильных устройств, эволюционируя в планшеты, планшеты с подключаемой клавиатурой, а в также хромбуки (Chromebooks).
1. Связь стандарта 4G (LTE), которая позволила смартфону стать центром повседневной жизни людей в течение десятилетия.
Журнал IT News
Опубликовано 08.
10.2019
Предыдущая
Операторов 5G обяжут выбрать отечественного производителя
Следующая
США нанес новый удар Китаю в торговой войне, расширив черный список
Хотите узнавать о новых материалах первыми?
Подписывайтесь на рассылку
Еженедельник
Лента материалов
Нажимая на кнопку, я принимаю условия соглашения.
20:55
Функция iPhone 14, автоматически звонящая 911 в случае ДТП, уже работает
20:35
ITentika: создаем решения, позволяющие клиентам увеличивать прибыль
16:52
ИТ-специалисты, чьи специальности не вошли в перечень Приказа №712, готовят список
16:08
Универсальная зарядка для электронных устройств появится в странах ЕС к 2024 году
15:44
TLDCON 2022: кириллические домены – самые успешные из IDN
15:42
Команда SAP присоединилась к компании Axenix
15:28
Мобильные периферийные вычисления с низким энергопотреблением
14:16
Что делать при незаконной мобилизации и как стать добровольцем?
14:04
Cloud получила награду за цифровизацию нефтегазовой отрасли
13:58
ГК «Эттон» создала АИС «Цифровое месторождение»
Перейти в раздел
Road Show SearchInform 2022: Безопасность в новых реалиях
Оффлайн
Дата: 20.
09.22 — 22.11.22
18-й горно-геологический форум и выставка МАЙНЕКС Россия 2022
Оффлайн
Дата: 04.10.22 — 06.10.22
Global Information Security Days
Онлайн
Дата: 05.10.22 — 07.10.22
Все мероприятия
Журнал IT-News № 09/2022
Сделано в России
Технологическая импортонезависимость бизнеса: опыт и решения
Политика
Мобилизация. Как это отразится на рынке ИТ?
Опыт
Работа в условиях санкций. Как бизнес справляется с вызовами и ограничениями
Видеожурнал
ИТ Среда
ИТ и Бизнес.
Что сегодня важно?
Идеи и мнения из первых рук
Валерий Баулин, Group-IB: «Работы сильно прибавилось»
Параллельный импорт ИТ-оборудования: турбулентность сменится адаптацией
ИБ в условиях повышенной облачности. Киберпротивостояние
The Merge: конец эпохи майнинговых ферм
Многофакторная аутентификация с MULTIFACTOR: удалёнка без опасности
Двухконтурная валютно-финансовая система РФ: конец гегемонии доллара или возврат к плановой экономике?
ИБ в условиях повышенной облачности.
«Железные» поставки
BI-аналитика без аналитического хранилища: лайфхак или ошибка?
Российский рынок программных роботов
Видеоконференцсвязь по-русски
Родом из прошлого столетия: топ-20 величайших инженерных достижений ХХ века
08.07.10
1. Электрификация
Десятки раз в день каждый из нас не задумываясь использует запасы источников энергии — залежи угля, резервуары нефти, энергию ветра и воды, атомов и Солнца. Все это превращается в электричество — рабочую лошадку современности.
В начале ХХ века велась битва между двумя системами — постоянного тока Томаса Эдисона и переменного тока Никола Тесла и Джорджа Вестингауза. Как мы помним, идеи Эдисона стали более популярными. Сегодня же электрификация имеет не менее сложные сети, чем, к примеру, Интернет.
Мир связан гибкими сетями, новыми системами распределения, поставляющими электроэнергию на тысячи километров. Эти сети и компьютерное управление маршрутизации и коммутации призваны уменьшить количество причин отключения электричества, которые раньше грозили густонаселенным районам разных стран, к примеру, северо-востоку США.
Усовершенствованиями в этой сфере заведует американский Научно-исследовательский институт электроэнергетики (EPRI), созданный стараниями государства и инвесторов, чтобы преодолеть энергетический кризис в 1965 году. EPRI исследует пути повышения мощностей производства и способствует реализации распределения энергии и повышению надежности энергоэффективности устройств. Надежность приобрела больший вес, чем когда-либо. В условиях цифровизации мира и развития телекоммуникационных сетей перебой в подаче электроэнергии даже на короткий миг в 1/60 секунды может привести к разрушению разнообразных микропроцессорных устройств — от компьютерных серверов Интернета до оборудования для жизнеобеспечения. Цель EPRI на будущее состоит в улучшении текущего уровня надежности электроснабжения от 99,99 % (что эквивалентно в среднем 1 часу подачи электроэнергии в год) до стандарта, известного как «девять девяток» — 99,9999999 % надежности.
2. Автомобиль
Уже упомянутый Томас Эдисон в интервью в 1895 году сделал пророческое предсказание: «Я считаю, что безлошадные перевозки — это приходящее чудо.
Это лишь вопрос времени, как быстро все грузы и поклажи будут перевозить с помощью моторов. Правда, пока неясно, какими же будут эти моторы».
Неудивительно, что автомобилестроение — отрасль постоянных инженерно-технических разработок, довольно большая часть которых вызвана государственным регулированием и социальным давлением. Стремление к максимальной безопасности привело к быстрой эволюции — от ремней и подушек безопасности к компьютеризации тормозных систем и разработке передовых технологий для приборов ночного видения и предупреждения столкновения. Кроме того, высокие технологии проникли и в топливную систему — так, бортовые микропроцессоры призваны снижать выбросы загрязняющих веществ и увеличить эффективность использования топлива за счет контроля топливно-воздушной смеси. А новые высокотехничные материалы — улучшенная сталь, алюминий, пластмассы, композиты — увеличивают прочность и при этом оставляют вес автомобиля небольшим.
3. Самолет
В начале ХХ века обыватель не мог даже представить, как это — летать на самолете.
Зато уже к концу столетия это стало нормой для миллионов людей. Мало того, некоторые уже успели побывать в космосе (см. hi-Tech PRO 1—2/2010, с. 172 электронной версии). Первый полет на самолете длился 12 секунд и в нем участвовал пилот весом в 55 кг. Сейчас же на коммерческих рейсах продолжительность полета достигает 15 часов, а количество пассажиров — нескольких сотен.
Сегодня в сферу управления полетами прочно вошли компьютеры. Так называемые беспроводные системы управления пришли на смену громоздким гидравлическим механизмам и приводам на электродвигателях. Компактные и легкие электронные компоненты полностью изменили системы безопасности полетов. Специальные системы предупреждения столкновений на базе бортовых компьютеров, а также допплеровский радиолокатор предупреждают пилотов обо всех изменениях — силе и смене направления ветра, а также оповещают о работе всех важнейших узлов и отсеков в самые ответственные моменты — при взлете и посадке.
4. Система водоснабжения
В начале ХХ века в США и других крупных странах вода была одним из самых востребованных товаров.
Количество население росло очень быстро, а системы водоснабжения были в ужасном состоянии и представляли прямую угрозу для здоровья граждан.
Сегодня инженеры продолжают решать задачи по более совершенной очистке воды, иногда — с помощью простейших технологий. Подобную изобрел индийский ученый Ашок Гакдил после страшной эпидемии холеры в его родной стране в 1992—1993 годах. Устройство представляет собой небольшую коробочку с ультрафиолетовым светом, подвешенную над тазом с водой. Вода поступает в таз, облучается ультрафиолетовым светом, затем переливается уже очищенной в другую емкость со скоростью приблизительно 15 литров в минуту. Лампа для облучения при этом потребляет не больше обычной лампы накаливания в 40 Вт. Сегодня тысячи таких устройств используются по всему миру в странах, где вода требует усиленной очистки (Мексика, Филиппины, Индия, Южная Африка и многие другие).
5. Электроника
В 1948 году новшество в сфере электроники было встречено едва сдерживаемыми зевками от скуки.
Публика не верила, что может произойти что-то революционное. «Это устройство под названием транзистор. Его применяют в некоторых устройствах на радио, где раньше использовались вакуумные лампы. Его вчера продемонстрировали в Белл Лаборатори», — так прореагировала газета «Нью-Йорк Таймс» на представленное изобретение.
Позднее в большинстве электронных устройств транзисторами были заменены вакуумные лампы, совершив революцию в создании интегральных схем и компьютеров. Транзисторы уже с 50-х годов ХХ века начали уменьшаться и в размерах и падать в цене. Тогда прибор размером с ластик стоил несколько долларов, а к середине 70-х его размер приблизился к объемам комара, а цена упала до сотых долей цента. В 90-х — и того меньше.
Транзисторы сегодня являются функциональными единицами различных электронных конструкций и микросхем разных степеней сложности. Некоторые чипы обеспечивают функционирование электронной памяти в процессах хранения и извлечения двоичных данных. Другие предназначены для выполнения конкретных задач с максимальной эффективностью для управления звуковыми сигналами или графическими изображениями.
Третьи входят в класс микропроцессоров.
6. Радио и телевидение
Осенью 1899 года на арене спортивных новостей появился революционные способ сообщения результатов различных соревнований. Где-то за гаванью «Большого Яблока» за Кубок Америки яростно боролись два парусника — «Колумбия» нью-йоркского яхт-клуба и «Шемрок» из Ульстера, Ирландия. До этой гонки болельщики не подозревали, что же происходило на воде, и узнавали результат только после окончания. Однако в этот раз они слышали все с помощью «молниеносно переносящегося звукового сигнала», как восторженно назвали спортивные журналисты радио.
Это было начало медиаэры, которая сегодня все продолжает разрастаться. Интернет-телевидение, мобильное телевидение, подкасты, HDTV, а теперь и 3D-телевидение… Что появится в будущем, предсказать все тяжелее, но ясно одно — ХХ век был знаковым для изобретений Маркони-Попова и Нипкова.
7. Механизация сельского хозяйства
Проезжая мимо больших полей возле деревень, иногда можно заметить в воздухе над ними различные узоры из капелек — огромные круги и шахматные клетки разных цветов.
Это значит, что на полях используют автоматические системы орошения — в свое время революционные.
Механизация затронула много процессов в сельском хозяйстве — от дойки коров до уборки урожая, кормежки животных и прочего. Потому процент населения, занятого в этой сфере производства, в ХХ веке постоянно уменьшался, что и привело к глобальной смене цивилизаций (см. hi-Tech PRO 6/2008, с. 86).
8. Компьютеры
Устройство, гордо красующееся на обложке одного из выпусков журнала «Популярная электроника» за 1975 год, называлось «Первый в мире микрокомпьютер, соперничающий с коммерческими моделями». Компьютер «Альтаир 8800» продавался в сборе за $621, либо в виде набора деталей для сборки за $439. Разработчики предполагали, что продадут только несколько сотен подобных машин энтузиастам, и были удивлены, когда оказалось, что продали за первый месяц несколько тысяч.
Компьютерная отрасль делала эволюционные скачки быстрее, чем любая другая, довольно быстро переходя от интерфейса с командной строкой до графического и от автономных громоздких ПК до ноутбуков и сетей.
Сегодняшнее поколение уже вовлечено в так называемую цифровую эру, когда абсолютно все сферы жизни компьютеризируются.
Фактически все предсказанные раньше возможности ПК уже воплощены — распознавание речи, создание реалистичной анимации, общение и связь людей со всех уголков земного шара… Но новые возможности не заставляют себя ждать, и обычный среднестатистический человек вряд ли догадывается, что будет дальше, за горизонтом цифровых технологий.
9. Телефон
«Телефон, — писал Александр Грэхем Бэлл в сопроводительной записке к своему изобретению, — можно кратко описать как электрическое приспособление для воспроизведения на отдаленные дистанции голоса человека со всеми его интонациями». Для подключения одного такого устройства к другому он предлагал утопические на тот момент средства: «Можно предположить, что кабели телефонных проводов могут быть проложены под землей или протянуты наверху, объединяя отдельными ветками частные дома, фирмы, магазины, учреждения».
Кстати, основы сотовой телефонной связи были разработаны в Bell Labs еще в 1940 году, но построить ее не получалось, так как нужные интегральные схемы и другие электронные компоненты просто не выпускались.
Потому дело затянулось до 1970-х. Многие компании уже тогда видели огромные перспективы для бизнеса в этой отрасти, но государственные органы затормозили этот процесс, долго не выделяя нужные частоты.
Первые сотовые телефоны устанавливались в автомобилях, имели огромные по современным меркам размеры и цены — больше тысячи долларов. Аккумуляторы же работали всего несколько минут. Только в 90-х благодаря микрочипам мобильные начали стремительно уменьшаться в размерах и дешеветь.
10. Кондиционеры и холодильники
Без какой техники в доме было бы труднее всего жить? Чаще всего ответ на этот вопрос — без холодильника. В течение ХХ века он был и роскошью (ведь серийное производство началось только в 1950 году), но затем стал просто незаменимым и необходимым на любой кухне.
Кстати, впервые холодильник был представлен еще 14 июля 1850 года американским врачом Джоном Гори — он продемонстрировал процесс получения искусственного льда в созданном им аппарате.
В своем изобретении он использовал технологию компрессионного цикла, которая применяется в современных холодильниках, а сам аппарат мог служить одновременно морозильником и кондиционером.
11. Хайвеи
Вот какие предсказания Вильям Дюрант, основатель «Дженерал Моторс», высказал в 1992 году в интервью: «Большинство из нас будут жить, чтобы в будущем увидеть свою страну, покрытую огромной сетью автомобильных дорог, ровно проведенных от пункта к пункту. Будут выровнены холмы и построены мосты — человек и техника сделают свое дело».
Учитывая любовь американцев к автомобилям, его предсказания были небезосновательными. Да и развитие автомобильного транспорта, начавшееся еще в конце XIX века, потребовало создания удобных путей для движения автомобилей. Пока скорости их движения были небольшие, ограничивались гужевыми дорогами, используя меры предосторожности по борьбе с пылью и предохранения дорожного покрытия от быстрого разрушения. С ростом интенсивности движения, повышением скоростей и нагрузок стали проводить более капитальные переустройства гужевых дорог, расширяя проезжие части, устраняя крутые подъемы и спуски, увеличивая радиусы закругления, применяя беспылевые и прочные дорожные покрытия и т.
п. После Первой мировой войны в большинстве стран стали строить только автомобильные дороги, специально рассчитанные и спроектированные для движения автомобилей. Во Франции они называются autoroute, в Англии — motorway, в Италии — autostrada, в США — highway.
12. Космические аппараты
Это историческое событие было настолько покрыто мраком, что тогда не было сделано ни одного снимка. Но никто из присутствующих, наверное, никогда не забудет этот момент — когда 4 октября 1957 году на равнине Казахстана стартовал «Спутник». Ракета поднялась со взлетного поля и стремительно рванула в небо, оставив после себя только крошечные светящиеся пылинки…
Сегодня космические миссии становятся все дальше и сложнее, и вместо людей на них отправляют специально разработанных и управляемых роботов (см. hi-Tech PRO 1—2/2010, с. 172 электронной версии). Задание-максимум НАСА сегодня — исследование соседних галактик. А еще полвека назад огромным достижением было всего лишь долететь до Луны.
13. Интернет
После запуска Советским Союзом искусственного спутника Земли в 1957 году Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надежная система передачи информации. Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США предложило разработать для этого компьютерную сеть.
Конструирование такой сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Стэнфордскому исследовательскому центру, Университету штата Юта и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре. Компьютерная сеть была названа ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network), и в 1969 году в рамках проекта сеть объединила четыре указанных научных учреждения. Все работы финансировались Министерством обороны США. Затем сеть ARPANET начала активно расти и развиваться, ее начали использовать ученые из разных областей науки.
А сегодня подключиться к Интернету можно через множество каналов: спутники связи, радиоканалы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода.
Всемирная сеть стала неотъемлемой частью жизни в развитых и развивающихся странах.
В течение пяти лет Интернет достиг аудитории свыше 50 млн пользователей. Другим средствам массовой информации требовалось гораздо больше времени для достижения такой популярности.
14. Воспроизведение изображения
Превзойти возможности человеческого глаза — эта мечта не покидала многих и после изобретений Левенгука и Галлилея. Во все века люди хотели видеть лучше и очень отдаленные предметы, и очень близкие и мелкие. Но в ХХ веке к этому добавились желания видеть некоторые явления из разряда «магических» — проникнуть в глубинные сути вещей, узреть невидимые для человека спектры цвета и света.
Сегодня, благодаря достижениям технологий, человек все-таки стал ближе к званию венца цивилизации, чем когда-либо. Он может хранить и просматривать миллионы изображений, зафиксированных в снимках, сделанных микро- и телескопами, с помощью различных приборов видения, и т. д. Фотография стала тем прорывом, который позволяет сохранять окружающий мир в удобном для людей виде.
15. Технологии здравоохранения
В 1900 году средняя продолжительность человеческой жизни была 47 лет. В 2000 она составляла 77 лет. Увеличению этой цифры способствовали и уже упомянутые технологии водоочищения. Но, в большей мере это заслуга новых технологий диагностики, фармацевтики, медицинской аппаратуры и усовершенствования способов лечения.
Сегодняшняя медицина и медицина будущего — это по сути био- и генная инженерия, нанотехнологии и облучение. Микроскопы даже уже умеют ставить диагнозы. Исследования происходят на уровне микроорганизмов и фотонных элементов. Робототехника довольно плотно внедряется в медицину, в частности на уровне протезов и имплантатов нового поколения.
16. Бытовая техника
В 1930 году американский журнал «Хорошее хозяйство» задал своим читателям теоретический вопрос: «Сколько раз вы бы хотели нажать кнопку, чтобы обед был быстро и вкусно приготовлен и сервирован, а затем посуда была вымыта и разложена?». Но тогда вообще никакой волшебной кнопки или переключателя не существовало — ни для приготовления пищи, ни для уборки, ни для стирки — все ложилось на плечи женщин.
Сейчас же практически всю работу по дому могут сделать за нас бытовые приборы, также все больше оцифровующиеся. А концепция умного дома, созданная еще в 1970-х, реализовывается в полной мере.
17. Нефть и нефтехимические технологии
Уголь был королем в XIX веке, нефть стала бесспорным императором ХХ-го. Очищенная нефть была в буквальном смысле топливом, которое двигало ХХ век — «кровью» автомобилей, самолетов, сельскохозяйственной техники и промышленного оборудования.
Страны, владеющие значительными запасами нефти, соответственно, имеют сегодня больше шансов стать процветающими. Но и эти запасы, как любые залежи природных ископаемых, исчерпаемы. И потому синтезирование и нефти, и других перспективных источников энергии стало первоочередной задачей ученых этой отрасли.
18. Лазеры и волоконная оптика
Если необходимость является матерью изобретения, то прорыв в области телекоммуникаций как острой необходимости уже пережил свой расцвет в середине прошлого века.
Большинство междугородных сообщений осуществлялись с помощью медного или коаксиального кабеля. В течение следующих нескольких десятилетий их полностью заменили новые технологии.
Принцип передачи света, используемый в волоконной оптике, был впервые продемонстрирован во времена королевы Виктории (1837—1901 годах), но развитие современной волоконной технологии началось в 1950-х годах. Изобретение лазеров сделало возможным построение волоконно-оптических линий передачи, превосходящих по своим характеристикам традиционные проводные средства связи.
19. Ядерные технологии
Перековать мечи на орала — вот как сторонники ядерной технологии уже давно характеризуют усилия по развитию мирного использования энергии атома
Читайте також
Роль инженерии в науке и технике
Уильям С. Хаммак, Джон Л. Андерсон
Политика двадцать первого века в области науки и техники, направленная на решение проблем общества, должна полностью учитывать уникальную инженерную перспективу.
Обсуждение
Следующие 75 лет научной политики
В своей основе наука и инженерия имеют разные цели и, следовательно, разные методы. Теодор фон Карман, инженер, получивший первую Национальную медаль науки в 1962: «Ученые изучают мир таким, какой он есть, инженеры создают мир, которого никогда не было». Инженеры решают проблемы, создавая артефакты или системы, часто до того, как будет доступно научное понимание и до того, как общественность определит потребность. А инженерная практика определяется процессом, а не областью исследования.
Понимание и совершенствование уникального инженерного процесса стали жизненно важными, поскольку нация стремится переосмыслить научно-техническую политику для решения важных проблем и повышения экономической конкурентоспособности в будущем. Признание отличительных особенностей инженерных процессов, конечно, должно быть неотъемлемой частью планирования крупных инициатив, таких как инвестиции в инфраструктуру, но это также должно касаться предлагаемого нового директората Национального научного фонда.
Мы утверждаем, что для понимания того, что означают инновации и как их можно использовать для достижения национальных целей, крайне важно понимать точку зрения инженеров.
Различение научных и инженерных методов
Возможно, наиболее отличительной чертой взглядов инженера является то, как знания применяются на практике. Метод, используемый инженерами для создания артефактов и систем — от сотовой связи, компьютеров и смартфонов и GPS до пультов дистанционного управления, самолетов и биомиметических материалов и устройств — отличается от того метода, который ученые используют в своей работе. Научный метод имеет предписанный процесс: постановка вопроса, наблюдение, формулировка гипотезы, проверка, анализ и интерпретация. Неизвестно, что обнаружится, какая истина откроется. Напротив, инженерный метод направлен на достижение конкретной цели и не может быть сведен к набору фиксированных шагов, которым необходимо следовать. На самом деле его сила как раз в том, что нет «надо».
Как сказал инженер-механик Билли Вон Коэн: «Инженерный метод заключается в использовании эвристика , чтобы вызвать наилучшие изменения в плохо изученной ситуации в рамках доступных ресурсов».
Инженерный метод направлен на достижение конкретной цели и не может быть сведен к набору фиксированных шагов, которым необходимо следовать. На самом деле его сила как раз в том, что нет «надо».
Эвристика, или эмпирическое правило, — это неточный метод, используемый для быстрого поиска решения проблемы. Эта идея настолько стара и широко распространена, что практически в каждом языке есть соответствующий термин: в то время как в английском языке мы говорим о большом пальце, во французском — это нос, в немецком — кулак, в японском — «измерять глазом» и по-русски «по пальцам». На практике это все, что может правдоподобно помочь решению проблемы, но не оправдано с научной или философской точки зрения, либо потому, что в этом нет необходимости, либо потому, что это не может быть оправдано ничем, кроме результатов.
Специализированные навыки, определяющая черта и великая изобретательность инженеров — все это заключается в поиске правильной стратегии для достижения цели — выборе и объединении эвристик, которые приведут к решению, независимо от того, существует ли глубокое научное понимание.
Одним из препятствий на пути использования этой уникальной точки зрения на службе национальной политики в области науки и технологий является популярное представление о том, что наука открывает, а инженерия применяет. Это восприятие, которое, среди прочего, может привести к тому, что финансирование будет направлено на достойные заголовков «прорывы», а не на настоящие инновации, было метко карикатурно изображено Уолтером Винченти в 1990 году. над своими знаниями от ученых и с помощью какого-то иногда драматического, но, вероятно, интеллектуально неинтересного процесса, используя это для создания материальных артефактов». Эта традиционная «линейная модель» отношений между наукой и техникой, популяризированная послевоенным манифестом Ванневара Буша Science, the Endless Frontier (1945), основополагающий документ для федерального финансирования фундаментальных исследований, предполагает, что инженерия — это просто прикладная наука.
С этой точки зрения кто-то другой наблюдает и объясняет явление, прежде чем инженер использует его для создания чего-либо.
Но правда в том, что инженерия часто предшествует науке. Девятнадцатый век дает множество примеров. Научные наблюдения в этот период в конечном итоге привели к новому научному пониманию мира, от химии и медицины до электромагнетизма и квантовой физики. Но до того, как это новое знание выкристаллизовалось, инженеры использовали принципы из этих предметов, чтобы изменить мир, как показано на нескольких примерах. Химики синтезировали длинные резиноподобные молекулы, но, пока они ломали голову над природой этих частиц, Илер Берниго сплел мили и мили «шелка Шардонне» — первого синтетического волокна, более известного как искусственный шелк. Точно так же ученые обнаружили, что ток, проходящий через кабели, может управлять магнитной стрелкой — загадочное явление, неразрешимое теориями того времени, в то время как инженеры строили обширные телеграфные системы под океаном.
А в 1873 году Уиллоуби Смит наблюдал фотопроводимость селена, работая с подводными кабелями. Это явление озадачило физиков, но инженер использовал фотопроводимость стеклообразного селена для создания фотокопировального аппарата в 1919 году.38 — примерно за 30 лет до того, как ученые полностью поняли это в аморфных материалах.
Как показывают эти примеры, рассматривать инженерное дело как прикладную науку означает смешивать инструмент с методом. Можно подумать, что по мере того, как наука развивалась дальше девятнадцатого века, она устранила всю неопределенность и заменила инженерную эвристику надежными расчетами, основанными на первых принципах. На самом деле ничего подобного не происходит, потому что по мере развития научных знаний инженерия выходит за рамки .0006 это знание. Таким образом, отношения между наукой и техникой являются взаимодополняющими, синергетическими и существенными. Научная практика и знания предлагают инженерам позолоченные эвристики класса А, которые работают лучше, чем те, которые основаны только на наблюдениях или длительных периодах проб и ошибок; но это научное знание не объясняет, как спроектировать или создать артефакт или систему.
Ученые, в свою очередь, используют продукты инженерии для исследований и открытий.
Целевая ориентация инженера
Еще одной отличительной чертой инженерной перспективы является ее направленность на достижение конкретных целей. Эта ориентация иллюстрируется изобретением и развитием сотового телефона. В Cutting the Cord Мартин Купер излагает свое видение, которое было у него и его коллег из Motorola, выходящее за рамки науки и техники того времени: любой человек может напрямую разговаривать с любым другим человеком в любой точке мира с помощью портативного устройства. Возникло множество технических барьеров, в том числе ограниченное базовое научное понимание распространения электромагнитных волн в атмосфере Земли, отсутствие застроенной среды и сотовых сетей с несколькими пользователями, а также отсутствие интегральных схем высокой плотности, необходимых для миниатюризации самих телефонов. Но команду Motorola эти трудности не остановили; они разработали как научное понимание, так и электронные компоненты, необходимые для производства первого прототипа портативного устройства (DynaTAC), с помощью которого Купер совершил первый звонок по сотовой связи 3 апреля 19 года.
73. Если бы эти инженеры ждали появления соответствующих научных знаний и разработки миниатюрных интегральных схем, появление сотовых телефонов и их потомков смартфонов было бы отложено на многие десятилетия.
По мере развития научных знаний инженерное дело выходит за пределы этих знаний. Таким образом, отношения между наукой и техникой являются взаимодополняющими, синергетическими и существенными.
Другой пример целеполагания инженерии можно найти в передовой и все еще развивающейся науке последних 50 лет: молекулярной биологии. Расшифровка кода жизни, встроенного в ДНК, открыла глубокие и богатые знания о том, как работают организмы. По мере того, как углублялось понимание, ученые стали интересоваться приспособлением ферментов, природных катализаторов, для решения задач, выходящих за рамки задач, поставленных природой. Но сложность мешала прогрессу: фермент состоит примерно из 500 аминокислот, а различных аминокислот около 20, а это значит, что их 20 9.
0057 500 возможных комбинаций аминокислот длины фермента — ошеломляюще большое число, намного превышающее число атомов во Вселенной. В то время как усилия по поиску новых и полезных комбинаций среди астрономических возможностей сбивали ученых с толку, Фрэнсис Арнольд, инженер-химик, создала ферменты, которые снижают экологические затраты на производство топлива, фармацевтических препаратов и химикатов.
Арнольд определила, что ей нужны ферменты, которые работают в условиях промышленного процесса, а не в условиях естественной среды. Чтобы создать эти новые ферменты, она впервые применила метод «направленной эволюции», который не требует фундаментального понимания того, как аминокислотная последовательность кодирует функцию фермента. Ее первый сконструированный фермент был получен синтетическим путем из фермента, который позволяет людям переваривать молоко. Эти ферменты хорошо работают в богатых водой жидкостях тонкого кишечника, но когда Арнольд поместил их в органический растворитель под названием диметилформамид (похожий на растворитель для краски), они больше не «переваривали» молочные белки.
Чтобы решить эту проблему, Арнольд смоделировал эволюцию, создав мутированные версии фермента, изменив одну или две аминокислоты, а затем проверив их функцию. Большинство этих модифицированных ферментов не смогли переварить молочный белок, но некоторым удалось, по крайней мере, частично. Она выбрала лучший новый фермент, создала его мутированные версии и снова протестировала. После десяти раундов мутаций и отбора во все более высоких концентрациях растворителя она разработала фермент, который работал в жесткой химической среде почти так же хорошо, как оригинал в воде.
Идея Арнольд о направленной эволюции встретила сопротивление ученых, которые возражали, что ее работа не является наукой, поскольку не способствует пониманию функции белка. Она ответила, что ее целью был руководящий принцип инженера «быстро получать полезные результаты». Когда она получила Нобелевскую премию по химии 2018 года за эту работу, она элегантно сформулировала ключевой атрибут инженерной практики: «Замечательная особенность инженерной эволюции заключается в том, что решения приходят первыми; понимание решений может прийти, а может и не прийти позже».
Это глубокое понимание ферментов еще не пришло: «даже сегодня, — отмечает она, — мы изо всех сил пытаемся объяснить», как работают ее развитые ферменты. Это четкое напоминание о том, что по мере расширения знаний о Вселенной инженер всегда будет работать в полутени понимания, где достижения смещают границу между уверенностью и неопределенностью.
«Замечательная черта инженерной эволюции заключается в том, что сначала приходят решения; понимание решений может прийти, а может и не прийти позже».
Работать на грани решаемых проблем и выходить за рамки современных научных знаний — смысл существования инженерии. Разработка чего-то полезного без полного научного понимания свидетельствует о том, что работает инженер. Инженеры часто не ждут, пока ученые полностью поймут явление, потому что общественность не может ждать науки. В отсутствие полной информации инженеры веками создавали структуры, устройства и системы, которые произвели революцию в мире — самолеты, пересекающие океан, спасательные лекарства, башни из стекла и стали, сотовые телефоны с литиевым питанием, сотовые сети и космические корабли, путешествующие за пределами нашей планеты.
Солнечная система. Все это и многое другое было создано с помощью самого мощного метода решения проблем, доступного человеку: инженерного метода.
Для улучшения связей между наукой, инженерией и технологиями необходимо сделать эти аспекты инженерии более очевидными как для общественности, так и для политиков. Одна из причин, по которой они не получили должного признания, заключается в том, что разработка была настолько успешной. В конце концов, отличительной чертой хорошей инженерной мысли часто является ее невидимость: общественность просто считает само собой разумеющимся, что самолеты летают, печи и компьютерные сети работают, вакцины безопасны, а здания остаются целыми. Другая причина заключается в том, что линейная модель остается преобладающим мышлением в большинстве академических исследований. Венкатеш Нараянамурти недавно указал на то, что эта картина «ошибочна», призвав заменить линейную модель «комбинацией научных и инженерных методов», где «ни один не ведет, а усиливает другой».
Объединение этого расширенного смысла нелинейных инноваций со знанием того, что каждое инженерное решение уникально, может стать основой для концепции научной политики, которая быстро адаптируется для решения самых серьезных проблем общества. Инженерный метод нацелен на конкретную цель — самолет, компьютер, собор, — но он не имеет предписанного процесса, поэтому редко бывает аккуратное, упорядоченное и полное объяснение инженерного решения. Политическая модель, которая выделяет финансирование конкретным учреждениям или объектам, может упустить уникальные творческие инструменты, которые использует инженерия. Инженерный метод лучше всего описать как отношение или подход, или даже как философию создания решения проблемы; один и тот же человек может выступать в роли ученого и инженера в один и тот же день.
Неясное значение слова «технология»
Последнее препятствие на пути использования уникальной инженерной перспективы, как заметила Анна Харрисон, заключается в том, что слово «технология» часто включает в себя и затемняет работу инженеров.
На самом деле технология — это результат методов как техники, науки, так и бизнеса.
Отличительной чертой хорошей инженерии, в конце концов, часто является ее невидимость: общественность просто считает само собой разумеющимся, что самолеты летают, печи и компьютерные сети работают, вакцины безопасны, а здания не рушатся.
Историк Лео Маркс показал, как это слово стирает различия и нюансы. Что именно мы подразумеваем, например, под «железнодорожными технологиями»? Мы могли бы иметь в виду вспомогательное оборудование — дворы, мосты, туннели, виадуки, светофоры и километры путей — или бизнес-офис, требующий крупных капиталовложений, или специальные знания, необходимые для создания поездов, рельсов и телеграфов, или институциональную структуру. законы, которые определяют ширину колеи или устанавливают стандартные часовые пояса. «Применительно к этому плану всеобщности, — заключил Маркс, — понятие 9Технология 0005 … почти полностью пуста».
То же самое можно сказать и о фразе «наука и техника». Плохое понимание уникальной инженерной точки зрения порождает нереалистичные ожидания в отношении «науки и техники» и рискует потерять веру во все научно-техническое предприятие в целом. Это также может изолировать инженерный выбор от общественного контроля и понимания и, таким образом, привести к продуктам и системам, которые не обслуживают все население. Исследователи искусственного интеллекта Сафия Умоджа Ноубл и Кейт Кроуфорд показали, как поисковые системы могут отражать укоренившиеся предубеждения при отсутствии информации от социальных наук. Как объясняет Ноубл, «нам нужно, чтобы люди, разрабатывающие технологии для общества, прошли как минимум обучение и образование по истории маргинализированных людей, и нам нужно, чтобы они работали вместе с людьми, прошедшими строгую подготовку и подготовку по социальным и гуманитарным наукам». Социальные науки крайне необходимы для того, чтобы информировать как ученых, так и инженеров, чтобы избежать непредвиденных последствий их открытий и творений и направить их в направлении общественной пользы.
Ценность инженерии и ее будущее
В модели политики, предусматривающей выделение средств конкретным учреждениям или учреждениям, могут отсутствовать уникальные творческие инструменты, которые использует инженерия.
По всем этим причинам национальная политика должна уделять гораздо больше внимания тому, что может предложить инженерия как отличительный метод и центральный компонент инноваций. Представление о инженерии просто как о прикладной науке искажает синергетические отношения научных знаний и инженерной практики, подразумевая, что инженеры должны ждать, пока наука проложит путь. На самом деле, инженерия отвечает желаниям и потребностям, а не просто открытиям ученых, и часто работает на переднем крае так, как не могут фундаментальные ученые, опережая задолго до того, как научное понимание наверстывает упущенное. Искаженный взгляд на инженерию также помогает скрыть то, что делает эту область такой захватывающей и творческой, что может отговорить лучших и умнейших от продолжения инженерной карьеры и, таким образом, лишить общество следующего поколения творческих новаторов — инженеров, которые необходимы для противостояния местным и глобальные проблемы, такие как смягчение последствий изменения климата, борьба с пандемиями, предотвращение голода и другие пока неизвестные потребности.
Любая научная политика в следующем столетии должна обеспечивать, чтобы мы продолжали воспитывать инженеров, которые, как выразился фон Карман, будут « создать мир, которого никогда не было».
Новые открытия в технике | Материаловедение для старшей школы
Новые открытия в технике
Прочтите эту увлекательную статью о разработках в области создания более полезной формы эпоксидной смолы, которая сохраняет проводимость и потенциально может найти множество применений в электронике, аэрокосмических конструкциях и многом другом!
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181114120308.htm
Сообщение от diaz.267 в
Опубликовано в Новые открытия в технике
Оставить комментарий
Прочтите эту статью, посвященную 60-летию НАСА, посвященному ценному вкладу агентства в развитие материаловедения!
НАСА в 60 лет: движущая сила инноваций в области материаловедения и технологий
Сообщение от diaz.267 на
Опубликовано в Новые открытия в технике
Оставить комментарий
Прочитайте эту статью о партнерстве между Tesla и Space X по разработке новых материалов для работы в космосе.
Опубликовано osuscientificthinkers на
Опубликовано в Новые открытия в технике
Оставить комментарий
Прочитайте о том, как AOPA и ее программа You Can Fly создали учебную программу средней школы, чтобы подготовить авиацию следующего поколения.
ссылка здесь
Сообщение от osuscientificthinkers на
Posted in Новые открытия в технике, Новые уроки, которые стоит попробовать
Оставить комментарий
Узнайте больше об экспериментах, проведенных Ким де Гро из NASA Glenn с помощью старшеклассников из Кливленда! (статья здесь)
Сообщение от osuscientificthinkers на
Опубликовано в Новые открытия в технике
Оставить комментарий
Узнайте здесь об исследователе Альберто Эстебан-Гонсалесе из Университета Страны Басков и его разработке звукоизолирующих строительных материалов.
Сообщение от osuscientificthinkers на
Опубликовано в Новые открытия в технике
Оставить комментарий
Ознакомьтесь с этим новым устройством, которое модернизирует древнюю идею очистки воды, на Science Daily (ссылка на веб-сайт здесь)
Сообщение от osuscientificthinkers на
Опубликовано в Новые открытия в технике
Оставить комментарий
Узнайте о том, как материаловеды в Ирландии работают над созданием биоматериала, способного регенерировать ткани и устранять инфекции, который может быть очень полезен в условиях больницы.
Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о новой разработке!
Сообщение от diaz.267 на
Опубликовано в Новые открытия в технике
Оставить комментарий
Вы когда-нибудь задумывались, как был создан стикер для заметок? В этой статье рассказывается об истории Post It Note и о том, насколько важным был прорыв как в физике, так и в материаловедении!
Перейдите по этой ссылке, чтобы прочитать о том, как ученые работают над созданием идеального дизайна стикеров!
Липкая страна чудес
Сообщение от diaz.
267 в
Опубликовано в Новые открытия в технике
Оставить комментарий
Оцените эту новую технологию, использующую силу океанских волн!
Видение – Лоран Маркиз из Wavestar на Vimeo.
Сообщение от osuscientificthinkers на
Опубликовано в Новые открытия в технике
Оставить комментарий
Контактное лицо: Элисон Поласик
7 социально значимых изобретений в области электротехники
Это захватывающее время для работы в области электротехники.
Двигатели и шейкеры поля формируют более устойчивое, самосознательное и социально связанное общество. Взгляните на семь важных изобретений в области электротехники и их положительное влияние на различные аспекты жизни.
Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с инфографикой ниже, созданной в рамках онлайн-программы магистра наук в области электротехники Университета Огайо.
Добавьте эту инфографику на свой сайт
Университет Огайо 1. Литий-ионные батареи
Легкие перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все, от мобильных телефонов до электромобилей.
Сегодня они готовы вдохнуть энергию в устойчивый мир.
Более дешевые, легкие и более стабильные, с широким спектром применения
Литий-ионные аккумуляторы популярны, поскольку стоимость их производства снизилась (на 85 % в период с 2009 по 2019 год), они стали легче и их стабильность повысилась. Ключевые приложения включают мобильные телефоны и возобновляемые источники энергии. Разработчики технологии получили Нобелевскую премию за вклад в будущее возобновляемых источников энергии. Одна из крупнейших установок по производству литий-ионных аккумуляторов находится в Сан-Франциско и производит 1200 МВтч.
2. Робототехника
Робот — это машина с автоматическим управлением, которая заменяет человеческие усилия.
Освобождение людей от обременительных задач
Ключевыми областями применения роботов являются простые, повторяющиеся задачи и опасные задачи. Приложение, появившееся после пандемии COVID-19, помогает обеспечить безопасность на рабочем месте.
Коллаборативные роботы (коботы) работают вместе с людьми, чтобы обеспечить их безопасность от передачи вируса. В отчете Markets and Markets прогнозируется, что мировой рынок коботов вырастет на 41,8% в период с 2020 по 2026 год9.0003
3. GPS
GPS (глобальная система позиционирования) в автомобилях, компьютерах и смартфонах помогает нам ориентироваться. Но ученые обращаются к GPS не только для навигации.
Точный анализ нашего мира
GPS улавливает сигналы со спутников и измеряет время их прибытия на Землю. Может быть с точностью до миллиметра. Новые приложения включают отслеживание и анализ землетрясений, извержений вулканов, изменений ионосферы и солнечных затмений.
4. Носимые технологии
Носимые технологии, от смарт-часов до устройств, предназначенных для снижения стресса, упростили взаимодействие потребителей с информацией. Statista ожидает, что к 2022 году количество подключенных носимых технических устройств превысит 1 миллиард во всем мире.
Потребительские преимущества универсальной технологии
Носимая техника имеет множество применений, включая мониторинг уровня глюкозы, отслеживание физической формы и использование умного текстиля. В отчете об анализе рынка Grand View Research прогнозируется, что рынок носимых устройств будет расширяться 15,9% с 2020 по 2027 год благодаря многочисленным преимуществам технологии, таким как повышение осведомленности о поведении и проблемах со здоровьем.
5. Дроны
Дрон — это беспилотный летательный аппарат, используемый в военных, промышленных или коммерческих целях. Более того, дроны снимают видео с воздуха, осматривают недвижимость и доставляют помощь во время стихийных бедствий. Их популярность зашкаливает.
Широкая популярность, множество применений
Дроны становятся все более доступными и доступными. Их множество применений включает наблюдение, отдых и кино. Ожидается, что в 2021 году объем продаж превысит 12 миллиардов долларов.
На горизонте появятся умные дроны с самоконтролем и функциями безопасности.
6. Технология отслеживания движений глаз
Функция отслеживания движений глаз измеряет движение глаз относительно головы. Первоначально одобренный исследователями рынка, его полезное использование быстро расширилось в других областях, таких как медицина.
Новые маркетинговые приложения и многое другое
Маркетинговые разработки в области отслеживания взгляда включают отслеживание с помощью веб-камеры и мобильные трекеры. Другие новые приложения для технологии отслеживания взгляда включают разработку более безопасных автомобилей и помощь людям с ограниченной подвижностью.
7. Виртуальная и дополненная реальность
Виртуальная реальность — это компьютерная симуляция трехмерной среды, с которой люди взаимодействуют так, как если бы она была реальной. Дополненная реальность — это интерактивный опыт, в котором представление человека о реальных объектах усиливается компьютерной информацией.
Применение в самых разных областях
Применение иммерсивных технологий растет. Например, в области медицины, промышленности, образования и развлечений виртуальная или дополненная реальность используются инновационными способами.
Новаторы в области современной электротехники
Первооткрыватели передовых концепций, целеустремленные лидеры технологических гигантов, а также изобретатели и предприниматели своей работой вдохновляют следующее поколение новаторов в области электротехники.
Кимберли Брайант
Кимберли Брайант, 1967 года рождения, инженер-электрик и основатель Black Girls Code.
Гаррет Кэмп
Гаррет Кэмп, 1978 года рождения, предприниматель, известный тем, что основал StumbleUpon и Uber.
Сандра Кауфман
Сандра Кауфман, 1962 года рождения, заместитель директора НАСА по наукам о Земле, занимается марсианскими миссиями.
Мэриан Кроак
Вице-президент Google по инженерным разработкам Мэриан Кроак, 1955 года рождения, специализируется на технологии передачи голоса по протоколу Интернет (VoIP).
Дуглас Энгельбарт
Дуглас Энгельбарт (1925–2013) был пионером в области взаимодействия компьютера и человека.
Грант Имахара
Грант Имахара (1970–2020) был конструктором робототехники, хорошо известным благодаря своему телешоу 9.0005 Разрушители мифов .
Чарльз Као
Чарльз Као (1933–2018) был пионером в области оптоволоконной связи.
Марта Молинас
Марта Молинас, 1968 года рождения, профессор инженерного дела, специализирующийся на кибернетике.
Элон Маск
Элон Маск, родившийся в 1971 году, является изобретателем, наиболее известным за его вклад в возобновляемые источники энергии и космические путешествия.
Сатья Наделла
Генеральный директор Microsoft Сатья Наделла, 1967 г.р., является экспертом в области технологий облачных вычислений.
Влияние изобретений в области электротехники
Электричество питает наш мир. Изобретения в области электротехники показывают нам способы использования этой силы на благо всех, от поддержки разработок в области возобновляемых источников энергии, здравоохранения и промышленности до пробуждения нашего воображения и просвещения нас о самих себе.
Источники
Astrodyne, «Последние инновации в электротехнической промышленности»
BBC News, «Как Илон Маск стремится революционизировать аккумуляторную технологию»
Bloomberg, «Инвестиции в системы хранения энергии резко возросли, так как стоимость батарей в следующем десятилетии сократится вдвое»
CNBC, «Десятилетие батарей: как хранение энергии может революционизировать отрасли в следующие 10 лет»
CRN, «Самые крутые носимые технологии, которые произвели фурор на выставке CES 2021
Eyegaze, «Как технология отслеживания взгляда улучшает нашу повседневную жизнь»
Известные люди, «Известные инженеры-электрики 20-го века»
Исследование Grand View, «Отчет о размере рынка носимых технологий, доле и анализе тенденций»
GreenBook, «Видение 2020 года»
iD Tech, «16 новаторов Black STEM, которые определили наш современный мир»
Инсайдер, «Использование и применение технологий дронов для коммерческих, промышленных и военных дронов в 2021 году и в будущем»
Linuxhint, «Лучшее VR Experiences 2021»
Рынки и рынки, «Рынок совместных роботов»
Инженерная школа Массачусетского технологического института, «Как работает батарея?»
Нобелевская премия, «Нобелевская премия по химии 2019 года»
Журнал PV, «Лучшие глобальные проекты в области литий-ионных аккумуляторов»
Scientific American, «GPS делает больше, чем вы думали»
Skelia, «Электротехника»
Solar Power World, «Самая большая в мире система накопления энергии на основе лития, хранящая 1200 МВтч энергии, теперь подключена к сети в Калифорнии»
Stage, «6 причин Почему виртуальный класс произведет революцию в образовании»
Statista, «Количество подключенных носимых устройств по всему миру с 2016 по 2022 год»
Taylor & Francis Online, «Cogent Social Sciences: социальное взаимодействие, стимулируемое носимыми технологиями, для поощрения физической активности»
The Wall Street Journal, «Батарея готова обеспечить электроэнергией весь мир»
Последние изобретения в электротехнической промышленности
С каждым новым технологическим прорывом инженерные достижения развиваются, и новые технологии в электротехнике особенно интересны.
В этом руководстве рассказывается о некоторых из самых последних новых изобретений в области электротехники и о том, почему они так важны.
Последние инновации в области электротехники находят применение в различных отраслях — ниже мы обсудим несколько ключевых областей.
1. МЕДИЦИНСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Заметные недавние инновации в области медицинской электронной техники связаны с робототехникой, дополненной и виртуальной реальностью.
РОБОТОТЕХНИКА
Одним из самых значительных недавних изобретений в области медицинской электронной техники является роботизированная хирургия. В минимально инвазивных процедурах роботизированные инструменты полезны, поскольку они обеспечивают точность, гибкость и исключительный контроль. В результате хирурги могут использовать автоматизированные возможности для выполнения операций, которые в противном случае были бы излишне сложными или вообще невозможными. Роботизированные хирургические технологии вряд ли заменят людей-хирургов — вместо этого они будут помогать и улучшать их работу.
ВИРТУАЛЬНАЯ И ДОПОЛНЕННАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
Развитие виртуальной и дополненной реальности (VR/AR) является одним из самых влиятельных направлений в электротехнике. В медицине виртуальная/дополненная реальность полезна для предоставления выздоравливающим пациентам иммерсивного способа участия в реабилитационных упражнениях. Виртуальная/дополненная реальность также бесценна в обучающих инструментах для студентов-медиков — студенты могут работать с дополненными или виртуальными сценариями, чтобы ознакомиться с новыми процедурами или увидеть 3D-представления сложной для визуализации анатомии человека.
2. ПОТРЕБИТЕЛЬ
Многие последние инновации в бытовой электротехнике связаны с носимыми устройствами и возможностями электромобилей.
НОСИМЫЕ УСТРОЙСТВА
В носимых бытовых устройствах беспроводные технологии достигли значительных успехов. Умные часы и аналогичные устройства помогают пользователям следить за своим здоровьем и спортивными результатами.
Беспроводная технология — часто Bluetooth с низким энергопотреблением — означает, что эти устройства могут быть меньше и удобнее в использовании, поскольку они работают от меньших и долговечных батарей.
Инновации в носимых устройствах также имеют потенциал для спасения жизней в промышленности. Некоторые носимые устройства могут вибрировать, чтобы уведомить инженеров, если они подходят слишком близко к высоковольтному оборудованию, и они могут предоставлять ценные данные, не требуя доступа к смартфону. Носимые устройства также все чаще имеют технологию, облегчающую аутентификацию — если кто-то приблизится к чувствительному оборудованию без подходящего носимого устройства, машина не предоставит доступ. Эти инновации значительно повышают безопасность работы инженеров-электриков.
ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА
Популярность электромобилей неуклонно растет, и почти наверняка они станут транспортными средствами будущего благодаря своей энергоэффективности и сокращению выбросов углерода.
Тесла, например, недавно выросла до 100 миллиардов долларов рыночной стоимости – это первый публично торгуемый автопроизводитель в Соединенных Штатах, который сделал это – и не собирается замедляться в ближайшее время.
Отраслевые эксперты прогнозируют, что к 2030 году количество электромобилей на дорогах в Соединенных Штатах вырастет до 18,7 миллиона по сравнению с примерно 1 миллионом в конце 2018 года. Крупные инвестиции в технологии электромобилей означают, что потребители видели — и могут предвидеть — появление различных инновационных усовершенствований, в том числе более мощных и долговечных аккумуляторов; усовершенствованная технология зарядки; действительно функциональное автономное вождение; и автомобили на солнечных батареях. Есть даже возможность электрических самолетов.
БЕСПРОВОДНАЯ ЗАРЯДКА
Одной из областей технологии, которая особенно перспективна для расширения рынка электромобилей, является беспроводная зарядка. Беспроводная зарядка имеет некоторые современные приложения для персональных устройств, таких как ноутбуки, смартфоны и наушники, и, вероятно, в конечном итоге она станет стандартом и для электромобилей. Владелец электромобиля сможет припарковаться на месте для зарядки, не беспокоясь о подключении автомобиля к розетке. Док-станции для беспроводной зарядки также будут меньше, поэтому их, вероятно, станет проще и дешевле создавать.
3. ПРОМЫШЛЕННАЯ
В промышленной сфере появляются несколько различных инновационных технологий, которые меняют правила игры. Вот некоторые из новейших технологий в области электротехники для промышленности:
ДОПОЛНЕННАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
Достижения в области дополненной реальности происходят в основном для промышленного использования — 65% компаний VR / AR сообщают, что они работают над промышленными приложениями, в то время как только 37 % работают над потребительскими товарами. Виртуальная реальность полезна на промышленных объектах, поскольку позволяет компаниям моделировать опасные промышленные сценарии, не подвергая своих сотрудников реальным рискам. Дополненная реальность полезна, потому что она накладывает данные на реальное изображение, чтобы предоставить инженерам и техническим специалистам в режиме реального времени информацию о промышленных системах, с которыми они работают, и помогает им применять более информированные подходы к ремонту и обслуживанию.
SMART GRID
Все больше и больше коммерческих и промышленных потребителей могут производить собственную энергию и даже продавать ее излишки. Это развитие изменило инфраструктуру подачи электроэнергии, отчасти с появлением интеллектуальных сетей.
Интеллектуальные сети содержат интеллектуальные устройства по всей своей инфраструктуре, в том числе в домах, офисах и промышленных объектах. Эти интеллектуальные устройства собирают и предоставляют данные, которые позволяют промышленным предприятиям анализировать тенденции и принимать более обоснованные, эффективные и экономичные решения в отношении использования электроэнергии. Устройства могут прогнозировать всплески использования и готовиться к более высокому спросу, они сразу обнаруживают сбои и уведомляют персонал, который может их устранить.
Возможно, наиболее важно то, что интеллектуальная сеть обеспечивает связь между энергетической компанией, дистрибьюторами и конечными пользователями и помогает повысить эффективность и снизить затраты, способствуя быстрому решению любых вопросов.
ГРАФЕНОВЫЕ СУПЕРКОНДЕНСАТОРЫ
Суперконденсаторы накапливают энергию и имеют более высокие значения емкости и более низкие пределы напряжения, чем традиционные конденсаторы, и могут функционировать как перезаряжаемые батареи. Графеновые суперконденсаторы — это суперконденсаторы, в электродах которых вместо активированного угля используется графен.
Суперконденсатор, который часто может хранить почти столько же энергии, сколько литий-ионный аккумулятор, предлагает преимущества увеличенного хранения энергии. Суперконденсаторы обеспечивают плотность мощности конденсаторов — они могут отдавать много энергии быстрыми импульсами — а также обеспечивают высокие возможности накопления энергии и невероятно быструю зарядку. Графен помогает улучшить суперконденсаторы, потому что он обладает исключительной проводимостью, поэтому графеновые суперконденсаторы идеально подходят для высокочастотных приложений, тогда как традиционные суперконденсаторы — нет. Графен позволяет структурировать и уменьшать масштаб, поэтому он находит применение в компьютерных процессорах (ЦП) и интегральных схемах, где стандартные материалы для конденсаторов не подходят.
Графеновые суперконденсаторы также можно комбинировать с углеродными нанотрубками, чтобы помочь соединить геометрически уникальные графеновые структуры в комплексную сеть. Эта комбинация может снизить затраты и повысить емкость и производительность.
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
Искусственный интеллект (ИИ) может значительно облегчить работу инженеров-электриков в промышленных условиях. Они позволяют значительно улучшить инженерные работы, в том числе:
- Создание платформ искусственного интеллекта и машинного обучения для более сложного и функционального оборудования.
- Создание сложных алгоритмов для анализа данных.
- Разработка новых кодов или улучшение текущего кода.
- Обработка изображений.
Обработка изображений ИИ, в частности, открывает существенные новые возможности в технике для промышленных приложений. Обработка изображений с помощью ИИ проще, потому что ИИ позволяет использовать более сложные алгоритмы — они могут выполнять такие задачи, как обнаружение структурных нарушений в оборудовании и отправка обратной связи, чтобы предупредить руководителей объектов о необходимости ремонта, тем самым способствуя безопасности на рабочем месте.
ПАРТНЕР ASTRODYNE TDI ДЛЯ ВСЕХ ВАШИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ В ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ И ЭМП-ФИЛЬТРАХ
Теперь, когда мы обсудили некоторые из лучших инноваций в электротехнике, почему бы не посмотреть, что инновационные электрические решения Astrodyne TDI могут сделать для вас?
Мы можем предоставить вашему предприятию надежный источник питания, необходимый для работы вашего оборудования, и качественные фильтры электромагнитных помех (ЭМП), необходимые для предотвращения попадания любых электромагнитных помех, создаваемых устройством, в линию электропередачи. Мы также будем рады обсудить с вашим бизнесом индивидуальные решения по источникам питания, чтобы вы могли убедиться, что получаете систему, соответствующую вашим спецификациям и удовлетворяющую вашим уникальным потребностям в питании.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.
Шесть направлений, по которым технологии меняют технику
Обновлено 12 февраля 2021 г., примечание редактора: эта статья была обновлена новыми ссылками на более актуальный контент и с небольшими изменениями форматирования. Помимо исправления одной опечатки, текст не изменился по сравнению с публикацией 2018 года.
Количество датчиков и цифровых систем сбора данных о самолетах, железнодорожных вагонах, локомотивах и автомобилях стремительно растет. Искусственный интеллект, машинное обучение и другие технологии меняют основы работы транспортного оборудования. И клиенты, осознавая возможности, требуют более специализированного оборудования и интеллектуальных интерфейсов.
Эти новые компоненты и технологии также меняют подход инженеров к проектированию и разработке оборудования . Они открывают возможности, которые при полном использовании потенциала могут сдерживать затраты на исследования и разработки (НИОКР) и существенно ускорять внедрение инноваций, позволяя производителям лучше адаптироваться к быстро меняющимся требованиям клиентов.
Инновации в реальном времени
В прошлом для изобретения транспортного оборудования требовался процесс проб и ошибок и создание множества прототипов. Например, разработка новой модели автомобиля обычно занимала около четырех лет, а модель оставалась на рынке семь лет. Для авиационного и железнодорожного подвижного состава суммарный срок разработки и время эксплуатации оборудования может быть в 3-4 раза больше, чем для автомобилей.
Учитывая текущие темпы технологических изменений и внедрения, это слишком долго.
Цифровизация меняет правила игры для инженеров. Это меняет культуру, предоставляя больше данных в режиме реального времени о производительности оборудования в полевых условиях сегодня, позволяя инженерам рассмотреть улучшения, которые могут быть достигнуты за месяцы с помощью алгоритмов данных, а не за годы или десятилетия. Вместо того, чтобы сосредотачиваться только на прорывных технологиях и новых моделях, инженеры могут значительно расширить возможности уже находящегося в эксплуатации оборудования за счет постепенного обновления программного обеспечения или добавления новых датчиков.
Производители транспортных средств могут работать как Apple или Microsoft, отправляя обновления программного обеспечения для повышения производительности или безопасности. Регулярные обновления и гибкость, обеспечиваемые цифровыми системами, меняют то, что производители оригинального оборудования могут предложить клиентам, и то, что инженеры могут разработать. С момента своего создания Tesla, например, позволяла своим покупателям электромобилей внедрять технологические обновления путем простой загрузки, когда автомобили стоят в гараже или припаркованы на улице.
Необходимость поддерживать передовые технологии еще сильнее ощущается производителями авиационного и железнодорожного оборудования, чья продукция служит десятилетиями. Власти общественного транспорта начинают требовать более быстрого оборачиваемости новых поездов и трамваев, чтобы предоставить пассажирам новейшие удобства и удобства; авиакомпании хотят выделиться на рынке за счет большей индивидуализации своих самолетов и повышения качества обслуживания клиентов благодаря расширенным возможностям подключения.
Бюджетные реалии
Следить за тем, чтобы продукция шла в ногу с технологическим прогрессом, стоит денег, в то время как большинство производителей вынуждены искать сокращения. В результате инженерные отделы переводят средства из традиционных исследований и разработок в цифровые в невозможной гонке, чтобы сократить как стоимость, так и время выхода на рынок с новыми продуктами.
Ежегодно производители оборудования выделяют более 814 миллиардов долларов на исследования и разработки, что является значительной стоимостью эксплуатации. Внедрение проектирования на основе данных может сократить эти бюджеты до 10 процентов, при этом экономия, вероятно, возрастет по мере того, как транспортное оборудование станет более цифровым, автономным и электрическим.
Для этого инженерным отделам придется изменить свою работу. Здесь мы исследуем шесть тенденций, которые переопределяют проектирование и разработку транспортного оборудования.
Тенденция первая: два типа инженеров
Самая большая проблема, с которой сталкиваются транспортные компании, — найти кандидатов с правильным сочетанием инженерных навыков. Растущая техническая сложность транспортного оборудования требует глубоких знаний в узких научных областях, таких как искусственного интеллекта , но их сложность также создает потребность в системных инженерах и архитекторах. Эти специалисты, которых, вероятно, труднее всего найти среди инженеров, овладели несколькими инженерными дисциплинами и могут комплексно работать с продуктом, понимая, как различные системы взаимодействуют и поддерживают друг друга.
Между тем, по мере того, как отделы кадров стремятся нанять больше инженеров, инструменты информационных технологий и системы искусственного интеллекта будут выполнять определенные инженерные задания, в первую очередь простые задачи проектирования. По оценкам, роботы в конечном итоге возьмут на себя до 25% работы инженеров, точно так же, как они заменили производственных рабочих на фабриках и изменили набор навыков, необходимых для оставшихся.
Тенденция вторая: открытые инженерные экосистемы
Аутсорсинг когда-то был средством сокращения расходов, но сегодня он используется для доступа к новым навыкам в таких областях, как искусственный интеллект, или для перераспределения устаревшей работы, чтобы штатные инженеры могли сосредоточиться на новых технологиях. Это часто связано с сотрудничеством с технологическими стартапами, что может привести к конфликту культур.
Технологическая отрасль привыкла к совершенствованию систем с течением времени на основе данных об использовании, но для производителей транспортного оборудования проблемы в этой области могут угрожать не только их репутации и отношениям с клиентами. Тем не менее, два типа инженеров должны работать вместе, что потребует большей согласованности между инженерными процессами, процедурами подписания и требованиями проверки, среди прочего.
Согласно опросу Oliver Wyman, крупные компании уже используют инженерные экосистемы — по сути, команды штатных и сторонних инженеров из нескольких компаний, работающих вместе — в половине своих программ. Но многие транспортные компании заявили в опросах, что у них возникли проблемы с поиском подходящей экосистемы для разработки программного обеспечения. Среди самых больших препятствий для большинства организаций в этом типе сотрудничества — сохранение контроля над методологиями проектирования, отсутствие стандартизированных ИТ-систем и снижение вероятности кибератак при работе со сторонними поставщиками.
Тенденция третья: оптимизация конструкции с использованием данных о продукте
Новые инженерные инициативы возникают благодаря растущим объемам данных, предоставляемых самими самолетами, автомобилями и железнодорожными вагонами. Производители добавляют все больше и больше датчиков к своим продуктам, поскольку стоимость снижается, а расширенная аналитика становится доступной для интерпретации данных. (Оливер Вайман полагает, что производители оборудования могут ежегодно получать 10 миллиардов долларов за счет усовершенствований, основанных на таких данных Интернета вещей.)
Даже в авиации, где данные об изделиях используются уже много лет, производители находят новые применения. Например, внедряется оборудование для оптимизации полетов, которое позволит изменять планы полетов на основе данных о погоде и трафике в режиме реального времени, что приведет к более эффективному использованию топлива и сокращению задержек. Самолеты также с большей готовностью обмениваются данными с авиадиспетчерской службой и другими воздушными судами для повышения безопасности и управления движением.
Для автопроизводителей проблема заключалась в том, что данные редко доходят до инженеров. Внутренние коды ошибок автомобиля отслеживаются и используются ремонтными мастерскими для диагностики проблем, но часто удаляются после ремонта автомобиля. Если бы они были введены в базу данных, инженеры могли бы отслеживать часто повторяющиеся проблемы, например, с навигационной и информационно-развлекательной системами, и находить первопричины. Затем они могли исправить их в последующих проектах.
Четвертый тренд: дизайн продукта, ориентированный на клиента
Спрос на индивидуальную настройку означает, что инженерные компании как никогда тесно сотрудничают со своими клиентами. Шестьдесят процентов самых эффективных компаний теперь активно сотрудничают со своими клиентами, чтобы получить отзывы о продуктах и понять, чего они хотят в будущем.
Производители оборудования не привлекают своих клиентов к техническому проектированию, но умные используют их как неотъемлемую часть процесса тестирования новых технологий. В прошлом операторам поездов предлагалось оставить отзыв о новых поездах, уже находящихся в производстве, но теперь производители предоставляют виртуальные симуляторы, чтобы водители могли опробовать различные конструкции до этапа производства.
В автомобилях, отслеживая привычки водителей в цифровом виде, автопроизводители могут выявлять модели вождения, вызывающие более высокие выбросы, и корректировать алгоритмы управления выхлопными системами для отдельных водителей.
Тенденция пятая: управление данными проекта и другие ИТ-инструменты
Инструменты управления данными проекта (PDM) — один из способов справиться с растущей сложностью. PDM превращает технологическую систему в подключенную библиотеку подсистем, немного похожую на блоки LEGO, и позволяет обмениваться данными в компании, устраняя функциональные разрозненности. Это может ускорить разработку и вдвое сократить цикл проектирования. PDM может быть особенно полезен для железнодорожной отрасли, где существует больше возможностей для настройки, чем в автомобильной или аэрокосмической промышленности, и где необходимость ограничения сложности делает данные о каждой переменной легкодоступными.
Производители рельсов приступили к модульному построению своих подсистем, а производители автомобилей используют аналогичные детали на различных платформах. Тем не менее, инженеры часто неохотно внедряют новые ИТ-инструменты, такие как PDM, с их жесткостью и плохими пользовательскими интерфейсами, которые часто трудно использовать. Это проблемы, которые должны решить редакторы программного обеспечения, если они хотят, чтобы их технологии были полностью реализованы.
Тенденция шестая: Внедрение полностью гибкой разработки
Традиционная инженерная разработка основывалась на постоянной последовательности шагов от концепции до реализации. Иногда инженеры не знали, что система не работает, до тех пор, пока не начался процесс тестирования, что вынуждало их терять время, когда они возвращались к ее реинжинирингу. Сегодня программное обеспечение использует гибкие процессы, в которых команды быстро повторяют, тестируют и собирают отзывы о продукте. Большие задачи разбиваются на более мелкие, и команды, как правило, работают в спринтах.
По мере роста цифрового контента инженерных продуктов компании все чаще обращаются к гибким методам. В результате циклы разработки продуктов значительно ускорились , при этом гибкие процессы дадут более быстрые результаты в более чем 90 процентах проектов. Однако даже с таким внушительным числом инженеров может быть непросто заставить отказаться от традиционного процесса разработки.
Марк Бойлар и Саймон Шнуррер являются партнерами, а Кевин Смитс является руководителем практики транспортировки и эксплуатации в международной консалтинговой фирме Oliver Wyman.
О достижениях в области машиностроения
Достижения в области машиностроения — канадское учреждение, основанное в 2005 году. Ведущий источник достоверных и своевременных новостей в области инженерных исследований. Достижения в области инженерии гарантируют, что результаты превосходных научных исследований быстро распространятся по всему миру таким образом, чтобы передать их значение для продвижения научных знаний и разработки инновационных технологий на благо человечества.
Краткие сведения о достижениях в области машиностроения:
- Основание: Компания Advances in Engineering была основана в 2005 году.
- Глобальные офисы: У Advances in Engineering 11 офисов в 11 странах со штаб-квартирой в Торонто, Онтарио, КАНАДА.
- Таргетинг: Каждая версия Advances in Engineering ориентирована на определенные ключевые слова, выбранные нашими опытными редакторами.
- Глобальный охват: Наша сеть поможет вам охватить более 110 стран.
- Обнаруживаемость в цифровом формате: AdvancesENG.com лидирует в разработке органического поискового трафика, который повышает видимость контента выпуска в поиске.
- Охват в сети: Глобальная сеть Advances in Engineering охватывает тысячи веб-сайтов, порталов и баз данных.
- Охват в социальных сетях: Advances in Engineering поддерживает распространение в социальных сетях по всему миру через ведущие сети: Twitter, Facebook, LinkedIn и т.
д.
Достижения в области машиностроения Задачи:
1. Предложить читателям всю глубину и широту последних новостей о последних научных открытиях.
2. Обеспечить среду, с помощью которой идеи и условности регулярно подвергаются сомнению, где появляются инновационные идеи и новые способы мышления, помогая создавать высококвалифицированную и привлекательную рабочую силу мирового класса в академических кругах и инженерном секторе.
3. Для повышения статуса талантливых ученых и отраслевых экспертов на международной академической и инженерной отраслевой арене.
Для достижения этих целей деятельность Advances in Engineering включает публикацию по интересующим вопросам с особым вниманием к ключевым опубликованным научным статьям, перспективным технологиям, ведущим патентам и возможностям лицензирования, ведущим мероприятиям и конференциям по всем инженерным дисциплинам.
Читательская аудитория и охват
Контент в основном предназначен для образованной аудитории студентов технических и физических наук, ученых и преподавателей. Охваченными инженерными областями являются химическая инженерия, машиностроение, материаловедение, электротехника, биомедицинская инженерия, гражданское строительство, нанотехнологическая инженерия, а также общее машиностроение (аэрокосмическая инженерия, инженерия связи, компьютерная инженерия, сельскохозяйственная инженерия и промышленная инженерия).
Чтобы «сделать науку и технику значимой» и облегчить общение между исследователями и общественностью, а также политиками, недавно был создан новый раздел «Достижения в области инженерии», посвященный статьям, «заявление о значимости», которое дает четкое объяснение важности исследования в доступной для широкой аудитории форме.
Свяжитесь с нами:
Марк Сьюард , доктор философии. P.Eng
Редактор по научным вопросам
Advances In Engineering
Эл. все подотрасли машиностроения.
Имея ограниченное пространство и желание охватить передовые исследования во всех областях инженерных инноваций, мы должны быть очень избирательными. Мы должны судить о том, является ли исследование своевременным, оригинально ли оно по своему охвату и проницательности и ожидаем ли мы, что автор является авторитетным в данной теме.
Для нас большая честь представить работы выдающихся профессоров, вице-президентов по исследованиям в ведущих университетах, деканов инженерных школ, главных редакторов инженерных журналов и председателей многих инженерных факультетов по всему миру. Это престижное признание, присуждаемое нашему научному и инженерному сообществу, подтверждает стремление Advances in Engineering предлагать высококачественный контент на благо исследовательского и научного сообществ.
Чтобы упомянуть лишь некоторые, а не полный список элитных исследователей и профессоров, которые внесли значительный вклад в науку и технику на протяжении многих лет, и они выбрали Достижения в области инженерии , чтобы публиковать новости о своих открытиях.
Профессор Цзянь Цао
Заместитель вице-президента по исследованиям, Северо-Западный университет, Эванстон, Иллинойс, США
Директор, NIMSI (Северо-западная инициатива по производственной науке и инновациям)
Технический редактор ASME Journal of Micro- and Nano-Manufacturing
Избранная статья о достижениях в инженерии: оптимизация относительного положения инструмента при накопительном двухстороннем поэтапном формовании с использованием анализа методом конечных элементов и коррекции смещения модели
Профессор Сэм Чжан
Школа механической и аэрокосмической инженерии
Нанянг Технологический университет Сингапур
Главный редактор: Нанонауки и нанотехнологические буквы
. Профессор Нассер Фард
Факультет машиностроения и промышленной инженерии
Северо-восточный университет, Бостон, Массачусетс, США
Заместитель редактора, IEEE Transactions on Reliability
Заместитель главного редактора, Международный журнал по инженерии надежности, качества и безопасности
Избранный документ о достижениях в области инженерии: уникальное решение задач оптимизации с множественным откликом на основе анализа главных компонентов
Почетный профессор Алан Ф. Уильямс
Заведующий кафедрой неорганической, аналитической и прикладной химии
Женевский университет, Женева, Швейцария
Избранная статья о достижениях в области инженерии: цепи, ожерелья и плетение цепей из реакций самосборки
Профессор Чжу Юэчжао
Заместитель секретаря партии и секретарь инспекционной комиссии Нанкинского технологического университета.
Заместитель председателя National Green Energy Industrial Tech. и Альянс инновационной стратегии.
Заместитель директора Расширенного профессионального комитета Национального машиностроительного общества.
Заместитель председателя Инженерно-теплофизического общества провинции Цзянсу.
Избранный документ о достижениях в области инженерии: анализ производительности нового вакуумного трубчатого коллектора CPC с тепловыми трубками, отслеживающими солнце.
Стоян Смуков, к.т.н.
Руководитель лаборатории активных и интеллектуальных материалов
Факультет материаловедения и металлургии
Кембриджский университет, Кембридж, Великобритания
Заместитель главного редактора Frontiers In Smart Materials
Избранная статья о достижениях в инженерии: анизотропные коллоидные микромускулы из жидкокристаллических эластомеров
Проф.