10 от най-актуалните нови технологии на 2015 г.

Всички обичаме технологиите, особено когато улесняват и подобряват живота. Макар и да сме претрупани ежедневно с информация за нови и нови открития, за интересуващите се от темата не е особено сложно да отсеят най-значимите пробиви в науката за даден период време.

Нещо подобно правят в един от най-великите технологични университети в света – американския MIT. Или по-скоро в изданието MIT Technology Review. Те следят значимите научни събития по света за всяка година, след което синтезират най-интересните от тях в специален списък.

Като започнем от системата за ориентация за автомобили, преминем през добавената реалност на Magic Leap и достигнем до страховито звучащите технологии за ускорена фотосинтеза или интернет мрежа за обмен на ДНК – всички тези постижения си заслужава да бъдат разгледани. Ето ги и тях.

Магическият „скок“

Magic Leap е американска „стартъп“ компания, която работи над създаването на закрепващ се на главата дисплей от тип „виртуална ретина“. Той ще може да наслагва създадени по компютърен път триизмерни изображения директно върху наблюдаваните обекти от живия свят, чрез проектирането му директно в човешкото око. Компанията дори към момента прави опити за конструиране на силициев чип, който обаче ще използва силиция като среда за пренос на светлина вместо на електричество.

Основана още през 2010 година, Magic Leap работи в сравнителна неизвестност, докато през 2014 година получава сериозна подкрепа от Google, Qualcomm и други инвеститори в размер на солидните 540 милиона долара. Евентуалните приложения на тази технология са много – в гейм индустрията, филмовата, туристическата, телекомуникационната, в научните области и др.

 

Продуктът на Magic Leap, който се очаква да бъде на пазара след 1 до 3 години, доста ще наподобява по идея този на Microsoft – Hololens, а от Nvidia също работят (и дори демонстрираха) над такава технология още през 2013 година. Само че според представители на Magic Leap техният продукт ще постига много по-добра разделителна способност и ще използва по-различен подход за проекция на изображенията директно в ретината на окото.

Нано-архитектурни елементи

За нанотехнологиите си говорим от години, като те се използват и до днес в различни области. Но в случая става дума за ефирни микроскопични мрежи и решетки от материали с невероятен потенциал и възможности. Новите наноматериали, които се очаква да бъдат предлагани на пазара след около 3 до 5 години, ще позволяват конструирането на най-здравите и същевременно най-леки конструкции, които са виждали човешките очи. Създадената в Caltech технология позволява прецизното „зашиване“ на наночастици така, че да образуват специални структури с различно предназначение. Тя използва нещо подобно на 3D принтер (само че използващ лазер), за да конструира изградените от специални нанополимери структури.

 

Освен за конструиране на различни архитектурни или други елементи наноматериалите ще намерят и други полезни приложения – като например повишаване на енергийния потенциал на днешните батерии. Те ще могат да задържат много по-ефективно и за дълго време натрупания в тях заряд. Само че за целта ще трябва да бъдат създадени и много по-ефирни от използваните днес електроди.

Директна комуникация между автомобилите

Технология, която ще може да предупреждава шофьорите за невидими за тях опасности, ще се появи в автомобилите само до 1-2 години. Тя се нарича car-to-car communication и на практика представлява нещо като „интернет“ между автомобилите в определена близост. Идеята е да се излъчват и приемат (обменят) непрекъснато данни между тях, като скорост, позиция на волана, статус на спирачките и много друга информация. Тя ще бъде мигновено разчитана от останалите автомобили в радиус от няколкостотин метра. По този начин останалите участници в движението (по-точно компютрите в автомобилите им) ще използват в реално време информацията, за да си изграждат реалистична представа какво се случва около вас, докато си карате спокойно и си слушате музика например.

Обменът на информация с другите превозни средства ще гарантира предварителното разкриване на аварийни ситуации или такива, евентуално заплашващи сигурността на пътниците. Представете си, че шофирате автомобила си в града, наближавате кръстовище на което нямате добра видимост, и дървета и храсти закриват до голяма степен пътя, който ще пресечете. Вие смело продължавате напред, докато в същото време не виждате, че някой пиян ваш колега лети с двойно по-висока скорост по пътя си и никой от вас няма да има време да реагира. Сблъсъкът е неизбежен – но не и за новата технология. Вашият автомобил ще сигнализира за случващото се дори все още да не виждате опасната ситуация.

 

Дори днес подобни технологии се използват – радари или ултразвукови системи за предупреждение за препятствия по пътя. Но те имат много по-малък обхват и са лимитирани до няколко автомобила, като не могат изобщо да следят например състоянието на онези, които не са във видимата им зона.

Car-to-car communication ще бъде приложена много добре и в задаващите се в близките години самоуправляващи се автомобили, над които работят не само Google, но и много други компании. Комуникиращите си в мрежа автомобили ще „знаят“ много повече не само за средата, в която се движат, но и ще бъдат осигурени срещу евентуални повреди на датчици, сензори, радари, каквито се случват в днешните системи за сигурност и могат да застрашат живота ви при евентуален отказ (замърсяване, счупване, лоши атмосферни условия и др.).

Балоните на Google

Project Loon е проект за който се говори от няколко години, но е много интересен. Ако всичко върви добре, би трябвало да стартира след около 1-2 години. Но ето за какво става дума.

Идеята е да се осигури интернет за хората в целия свят, независимо къде се намират – нещо като днешните сателитни връзки, само че на много по-ниска цена. Компанията иска да направи това, използвайки балони, пълни с хелий и летящи на голяма височина. 15-метровите тестови балони, приличащи на гигантски тикви, се издигат до 20-километрови височини – в доста „пустата“ откъм летателни апарати стратосфера – близо на 2 пъти по-голяма височина от тази на гражданската авиация. Всеки балон носи голяма кутия – гондола, оборудвана със захранвана от слънчеви батерии електроника.

 

Балоните осъществяват радиовръзка с телекомуникационната мрежа на земята и поддържат високоскоростна клетъчна връзка (интернет) със смартфони и други устройства. Тоест те представляват нещо като клетките на мобилните оператори, само че – летящи!

Едно от най-големите предизвикателства пред балонната технология обаче е гарантирането на локализиран балон над всеки 40 кв. километра площ – за да може да се гарантира добро покритие на връзката. Като се има предвид обаче, че в стратосферата често духат ветрове със сериозна скорост, коригирането на позициите на балоните, и то без да се хаби излишна енергия, е голямо предизвикателство. От Google смятат да го решат, следейки атмосферните условия – когато на определена височина се усили вятърът, балонът може да се изкачи по-нагоре или да слезе по-надолу към по-тих слой на атмосферата чрез просто изпускане или напомпване на балона.

Освен балоните на Google и други компании като Facebook опитват да направят нещо подобно. За целта последните купиха идеята (и компанията), започнала да разработва такава технология, но използваща дронове със слънчево захранване.

Течна биопсия

Вероятно знаете какво е биопсия – вземане на биологичен материал от тъкани, поразени от ракови клетки, за да се установи състоянието им (злокачествено или не). Течната биопсия, която като технология вече е налична, представлява кръвен тест за рак, използващ изключително бърз метод за изследване на ДНК.
Над такива технологии се работи от близо 20 години, а благодарение на тях някои видове рак могат да се откриват много бързо и много рано – далеч преди да са възникнали каквито и да е симптоми. И то само чрез взимане на няколко капки кръв. Това е възможно, защото умиращите ракови клетки отделят своята променена ДНК в кръвта. Тъй като съотношението спрямо здравите обаче е нищожно, то до скоро засичането беше почти невъзможно.

Според идеята и технологията на Денис Ло, китайски учен, ежегодните тестове на кръвта и сравняването на ДНК поредиците година за година могат да „хванат“ евентуално започващите промени още в кръвта и така раковите заболявания да бъдат откривани на много ранен етап. Много често днес те се откриват, когато са в напреднал стадий и вече са нелечими.

 

За течната биопсия може да се използва новото поколение ДНК секвенсери (тестери на последователността на веригите), което е с размери на клетъчен телефон. Тестове на ДНК могат да се извършват и днес на много места, но те са скъпи и бавни. Технологията на Денис Ло предлага начин за тест чрез миниатюрния уред, който струва около 800 щатски долара. Според някои учени течната биопсия е истински пробив в областта на раковата диагностика.

Обезсоляване на вода в промишлени мащаби

На средиземноморския бряг, само на 10 мили от Тел Авив, Израел, се намира нова огромна конструкция, която работи като по часовник. Тя представлява най-голямата в света модерна инсталация за пречистване и обезсоляване на морската вода до питейна – сладка. Произвежда около 20% от консумираната в домакинствата вода в региона!

Изграденото от израелското правителство съоръжение струва около 500 милиона долара и използва една отдавна позната технология за пречистване, само че в гигантски размери – а именно – обратната осмоза. Благодарение на серии от инженерни решения и съвременни материали тя произвежда чиста вода от морската.

Пречиствателната станция, наречена Sorek, е завършена през 2013 година, но започва работа едва наскоро, като, достигайки пълния си капацитет, ще произвежда 627 000 кубични метра сладка вода дневно!

До 2004 година държавата Израел разчиташе предимно на дъждовете и редките си естествени сладководни източници. Оттогава насам обаче се строят такива съоръжения, като Sorek е четвъртото и най-голямото. Към днешна дата цели 40% от доставката на вода за цялата държава се дължи на тези пречиствателни станции.

Защо обаче тази новина е интересна? Защото по принцип обратната осмоза се счита за технология, която е доста скъпа. Процесът използва много енергия, за да накара водата да преминава през полимерни мембрани и пори, толкова малки, че да задържат йоните на солите. Технологията, използвана при Sorek, обаче е сведена технологично до такава ниска цена, че се оценява като стойност на 58 цента (американски) за кубичен метър вода – количество, което се използва от 1 човек на седмица в Израел. Тази цена е много по-ниска от всяка друга станция за обезсоляване на морска вода.

Apple Pay

Разплащането чрез мобилни телефони вече не е такава голяма новост, но в случая комбинацията от технологии и удобство е значителна. Още много други компании предлагат мобилни разплащания (стартъпи като Poynt), но имайки предвид популярността на iPhone в САЩ например, то започва да става ясно защо потребителите там скоро след старта на услугата започват все по-често да питат в магазина „А защо не предлагате плащане чрез Apple Pay?”.

С добавянето на тази услуга към терминалите Poynt интересът към тях скача неимоверно – дотолкова, че компанията не успява да произведе заявените бройки и поръчва производството им на външен, тайвански производител. За потребителите няма нищо по-лесно да извадят телефона си и да натиснат с палеца си разпознаващия пръстите ви бутон, за да се разплатят, и това прави услугата толкова популярна.

 

Apple са известни със своя стремеж към опростяване на процеса на работа. Затова не бива да ви учудва фактът, че за да извършите разплащане за най-различни услуги, е нужно само да го задържите за момент пред терминала на търговеца. Дори не е нужно да стартирате приложение за целта (което е задължително за услуги като Google Wallet например). Никоя от използваните от Apple технологии не е нова, тях ги има при Android отдавна, но комбинирането им в общодостъпна и лесна за употреба услуга е техният коз. В резултат компанията буквално „циментира“ позициите си на пазара за мобилни разплащания.

Мозъчни култури

Нов метод за отглеждане в изкуствени условия на човешки нервно-мозъчни клетки може да отключи потенциал за лекуване на болести, като деменция, Алцхаймер, шизофрения, нервни разстройства и душевни болести.

Всъщност отглеждането на такива клетки (церебрални органоиди) представлява репродукция на определени клетки от човешкия мозък в началния етап от развитието им – и то включително от лобовете и кортекса (външните и вътрешни части). Отглеждането на тези клетки и тъкани определено не представлява отглеждане и растеж на човешки мозък, както понякога грешно го наричат. Но изследвания като това на Мадлин Ланкастър могат да отворят нова страница по пътя на пълното разбиране за процеса как невроните нарастват и функционират, като оттам да променят разбиранията ни и за неща като обикновените мозъчни функции, чак до тежки болести, като шизофрения и аутизъм.

 

Преди да израснат в лабораторните съдове на Ланкастър, мозъчните органоиди започват живота си като клетки от кожа, взети от възрастен. След специфични биохимични процедури тези клетки се превръщат в стволови клетки, от които могат да растат всякакви типове специализирани (като невроните).

По този начин учените буквално могат да наблюдават как расте и се образува мрежата от живи неврони при човека, както и да изследват реакциите им при различни въздействия от лекарства или генно модифициране. И понеже тези „микромозъци“ се отглеждат от кожата на даден човек, органоидите могат да послужат и кат невероятно точни модели за предсказване на различни болести при същия човек.

Ускорена фотосинтеза

Тук навлизаме в още по-научна област, но тя също е доста интересна и ключова, въпреки че на пазара се очаква да се появи чак след 10-15 години.

Процесът Supercharged Photosynthesis, наричан за по-кратко C4, ускорява значително растежа на растенията, захващайки въглеродния диоксид от въздуха и концентрирайки го в специализирани клетки по листата. Това позволява на процеса на фотосинтеза да действа много по-ефективно. И следователно растенията, в които е приложен, растат в пъти по-бързо. Нещо, което е особено важно за тепърва нарастващите проблеми по изхранване на обема население на Земята.

 

Учените искат да приложат процеса на ускорена фотосинтеза над важни растителни култури, като царевица, жито, ориз – основни храни. Ако това се случи, то означава, че една реколта, да речем, от ориз например ще може да бъде засаждана и добивана в рамките само на няколко седмици. Така не само ще бъде увеличен и добивът на храна, но ще се използва по-малко вода и торове за произвеждането на едно и също количество от нея.

Още през декември 2014-а са получени първите 100% доказателства за реалната работа на този процес – над оризови насаждения. Изказванията на научната общественост около постижението са много положителни, като някои го наричат истинска революция.

Въпреки генетичните промени в ориза, сортът растения разчита напълно на природния процес на фотосинтеза, а не на нещо друго – просто тя е ускорена в пъти. И ще минат години, докато всичко бъде точно установено, а такива растения започват да растат – пшеница, картофи, домати, ябълки, соя и др. Но със сигурност (за добро или зло) и това ще стане факт.

Интернет за ДНК

Чували ли сте за идеята да бъде създадена глобална мрежа, база данни с ДНК на всички хора? Където информацията за наследствените белези на милиони хора да се пази и използва?

Ноа е шестгодишно момче, страдащо от генетична аномалия, която още няма име. През тази година неговите лекари започнаха да изпращат генетичната му информация през интернет, за да видят дали ще се намери някой някъде по света със същия проблем, за да може да се помогне на детето.

Едно-единствено съвпадение с друга подобна ДНК би могло да направи разликата и да помогне значително. Състоянието на Ноа се влошава постепенно, той използва помощник, за да ходи, говори трудно. Неговият малък мозък се свива и учените не знаят защо. Притежавайки обаче пълна ДНК картина на момчето, те се нуждаят от откриването на човек със същия проблем, за да може да се различат кои са дефектните гени, причиняващи състоянието.

 

През януари програмист от Торонто започна тестове на системата си за обмен на генетична информация с болници по света. Засега те са базирани на няколко места (Маями, Балтимор и Кембридж, Великобритания). Системата се нарича MatchMaker Exchange и основната й цел е именно сравняване на ДНК информацията между отделните хора за случай на нужда.

Засега само около 200 000 души по света притежават пълна ДНК карта на генома си, но се очаква броят им да се повиши с милиони в следващите години. Така че следващата ера в медицината зависи именно от такива възможности за сравнение в големи мащаби