10 научно-фантастических технологий, которые вторгаются в нашу реальность
Крутые технологии, которые раньше были заняты исключительно научной фантастикой, вторгаются в нашу реальность ускоренными темпами. В некоторых случаях земные ученые уже доказали, что могут быть разработаны, казалось бы, невозможные технологии, но все равно остается ряд препятствий, которые нужно преодолеть. В других случаях эти технологии уже рядом с нами.
Жидкие роботы
Если вы смотрели фильм «Терминатор-2», то наверняка видели робота T-1000, который мог проходить через труднодоступные места, превращаясь в жидкость. Также он мог самовосстанавливаться. Ученые из Массачусетского технологического института сделали собственный вариант, воплощающий T-1000 в реальность.
Оборонное агентство перспективных исследовательских проектов DARPA захотело деформируемых (или «жидких») роботов, которые ведут себя подобно осьминогам. Это означает, что они могут проникать в труднодоступные места и увеличиваться, чтобы преодолевать большие расстояния. В качестве хирургического применения такой жидкий робот мог бы проникать в определенную точку в организме человека, не вызывая повреждения кровеносных сосудов или органов, и затем выполнять поставленную хирургическую задачу. В процессе поисково-спасательной операции жидкий робот мог бы просачиваться сквозь завалы и находить выживших.
Для достижения этих целей ученым понадобился материал, который может переходить из жесткого состояния (когда робот держит инструменты или выполняет задачи) в мягкое (когда робот просачивается между объектами). Как заявила в пресс-релизе Анетт Хосои, профессор MIT, «вы можете просто сделать сосуд из Jell-O, поскольку если ему понадобится манипулировать объектом, он просто деформируется, не оказывая давление на объект, который попытается сдвинуть».
В конечном счете ученые выбрали недорогую пенополиуретановую пену, которая может сжиматься до предельно малых размеров и позже расширяется. Затем покрыли ее воском. Нагреваясь с помощью проводов, проходящих слоями через пену, воск растапливается, делая поверхность мягкой. Ток можно оставить при необходимости. Под действием нагревания робот также может восстанавливаться.
Управление неодушевленными предметами силой мысли
По мере развития технологий управление неодушевленными предметами силой мысли переходит из разряда фантастики и мифов в область реальности.
Целью проекта под названием Brainflight, который финансируется Евросоюзом, является создание самолета, который использует исключительно сигналы мозга человека. Исследователи хотят сделать полет проще, дешевле с учебной точки зрения и доступней для большинства людей. Они полагают, что это позволит увеличить безопасность за счет снижения нагрузки на нынешних пилотов.
Первые результаты испытаний оказались удивительно точными. Надев шлем с прикрепленными электродами ЭЭГ, пилот мог преобразовывать мозговые волны в команды для самолета. Пилот не прикасался к оборудованию или пульту управления. Они двигались будто бы сами по себе. Хотя это далеко не чтение мыслей, а просто алгоритм обработки, разработанный учеными. Положение самолета было ровным, равно как и блестящая его посадка — и все с помощью силы мысли.
В летных испытаниях тренажера участвовали семеро людей с разным уровнем подготовки. У одного из участников вообще не было реального опыта вождения летательного средства, но всем удалось довольно точно пройти тест на получение лицензии пилота — его практическую часть. Многие из участников даже смогли удачно приземлиться в условиях плохой видимости.
Улучшение погоды
В научно-фантастических произведениях зачастую упоминаются способы, останавливающие ураганы или изменяющие погоду тем или иным образом. Но это всего лишь плоды воображения писателя. Даже в нашем мире существуют теории заговора на тему управления погодой. Правда, до недавнего времени теории эти были совершенно беспочвенными.
Исследователи из Университета Центральной Флориды и Аризонского университета научились выстреливать лазерным пучком высокой энергии в облака, чтобы вызывать дождь или молнии. Другие ученые смогли воспроизводить электрические события в облаках, хотя разряд молнии вызвать не удалось.
Ученые Флориды и Аризоны столкнулись с похожими проблемами. Во-первых, им нужно было быть уверенными в том, что лазерный пучок высокой энергии не рассеется, пока долетит до цели. Также они должны были направить луч с безопасного расстояния, чтобы избежать удара молнией. Для решения этих проблем они решили использовать второй лазерный луч, который окружит и будет поддерживать первичный пучок в состоянии высокой интенсивности. Со вторичным лазером, который действовал в качестве резервуара для энергии, первичный лазерный луч смог пройти гораздо дальше, чем прежде. Такой себе «лазерный кабель», чтобы достать до облаков.
С таким методом ученым удалось увеличить охват лазера до примерно двух метров. Однако они уверены, что в скором времени можно будет охватить и 50 метров площади облака. Это позволит вызывать дождь и молнию на конкретной территории.
Притягивающие лучи
Притягивающие лучи, которые используют энергию для передвижения объектов или даже целых космических кораблей, часто используются в фантастике. Но в течение долгого времени они казались невозможными в нашем мире. Недавно ученые Австралийского национального университета разработали притягивающий луч для использования на воде. По словам лидера команды, доктора Хорста Пунцмана, они «нашли способ создать волны, которые могут заставить плавающий объект двигаться против течения». Другими словами, этот волновой притягивающий луч буквально подталкивает объект к цели.
Используя волновой бак, ученые смогли переместить мячик для пинг-понга в нужном направлении, манипулируя частотой и размером генерируемых волн. Они обнаружили, что эти трехмерные волны вызывают токи с различными узорами на поверхности воды. Один из таких узоров — это притягивающий луч, который может быть особенно полезным в сдерживании разливов нефти или маневрировании объектами против течения воды.
Физики из Университета Данди также разработали акустический притягивающий луч, который может перемещать объект размером в 1 сантиметр. До сих пор с таким типом луча удавалось перемещать только микроскопические размеры. Ученые смогли использовать ультразвуковую энергию для приложения силы позади объекта и передвижения его в направлении ультразвукового устройства. Они полагают, что такая технология будет чрезвычайно полезна в сфере здравоохранения.
Трикодеры
Одним из самых интересных устройств вселенной «Звездного пути» был трикодер, ручной сканер, которым доктор Маккой пользовался для сканирования пациентов. Среди других применений такого сканера — поиск жизнеформ или анализ поверхности планет. В нашем мире подобная технология уже существует и обещает получить распространение в ближайшем будущем.
Ученые из Университета Саутгемптона разрабатывают карманный медицинский сенсор, использующий электронные компоненты в качестве химических датчиков. Однажды он позволит проводить анализ образцов белка, не отходя от постели пациента. Эти сканеры снизят стоимость и время, необходимые для назначения курса лечения, поскольку устранят необходимость отправки образцов в лабораторию.
Другие ученые из Университета Миссури разрабатывают другой тип трикодера, который использует источник радиации размером с жевательную резинку. Их трикодер мог бы стать ручным рентгеновским сканером, который используется в медицине, обнаружении опасных предметов или даже в межпланетных исследованиях.
Сам сканер по размерам не больше мобильного телефона. В дополнение к сокращению медицинских расходов этот трикодер мог бы доставить рентгеновскую диагностику куда угодно, в бедные и отдаленные районы, например. Также он может быть использован для рентгеновской стоматологии.
В качестве борца с терроризмом этот трикодер мог бы обыскивать грузы на предмет оружия и других запрещенных предметов на пограничных пунктах. Кроме того, эти сканеры могут быть оснащены датчиками, необходимыми для исследования других планет.
Платежи на основе биометрии
Согласитесь, ведь обычное явление в научной фантастике — использовать сетчатку глаза для сканирования или другие биометрические методы для доступа к сверхсекретной информации. Фредерик Лейфланд, студент инженерного факультета в Университете Лунда в Швеции, взял эту концепцию за основу и применил ее к биометрическим платежам, которые обслуживают важные банковские счета. По состоянию на апрель 2014 года 15 ресторанов и магазинов Швеции взяли технологию сканирования вен на вооружение, чтобы принимать платежи с банковского счета клиента. В то же время порядка 1600 пользователей активно используют эту систему в качестве альтернативы оплате наличными или кредитной картой.
Этот метод оплаты, сканирующий вены, обещает быть легким, быстрым и безопасным. Как сообщал сам Лейфланд в статье Lund University, «образец вены каждого пациента совершенно уникален, поэтому с этой системой невозможно совершение какого-либо мошенничества. Для совершения платежа вам всегда нужно подносить руку к сканеру».
Робонавты с космическими ногами
Человекоподобные роботы постоянно мелькают в научно-фантастических фильмах, книгах, комиксах. Мы и сами частенько пишем о роботах, которые разрабатываются там и тут. На деле же есть роботы, которые даже выходят в космос — например, Robonaut, созданный совместными силами General Motors и NASA.
Однако человекоподобный Robonaut 2 (R2) пойдет еще дальше. Изначально робот, живущий на борту Международной космической станции, был просто головой и туловищем с двумя руками. Космонавтам приходилось работать с роботом. R2 будет оснащен двумя ногами, чтобы снять нагрузку с космонавтов. Его основная задача — работать вне станции. В дальнейшем такие роботы будут полезны и на Луне, и на Марсе.
Отражающие щиты
Студенты Университета Лестера написали интересную статью о возможности создания отражающих щитов, как в «Звездных войнах», для защиты космического корабля от вражеского лазерного огня в современном мире. По словам студентов, необходимо мощное магнитное поле для удержания плотной сверхгорячей плазмы в поле вокруг вашего корабля. Чтобы отражать высокочастотные лазерные импульсы, нужна крайне плотная плазма.
Это может показаться невероятным, но мы уже используем подобную технику для радиосвязи и радиолокации. Ионосфера, окружающая нашу планету, является плазменным полем. Она отражает радиопередачи обратно на Землю, словно щит вокруг корабля, отражающий лазерный огонь.
Хотя магниты с необходимой силой уже возможны сегодня, есть ряд проблем, которые нужно решить. Во-первых, источник питания должен быть настолько большим, что на корабле просто не останется свободного места. Наша наука еще не разработала источник питания, который можно выполнить в таких размерах. Другая проблема в том, что пилоты могут быть ослеплены щитом. Любой щит, отражающий световое излучение, также не даст свету добраться до пилота. Понадобится другой источник света, выходящий за пределы частот светового излучения. Например, ультрафиолетовая камера.
Мы, конечно, не собираемся строить флот во славу Императора, но и здесь, на Земле, есть полезные применения этой технологии. Например, вместо отражения радиации, лестеровские студенты предлагают захватывать ее для использования в термоядерном реакторе.
Маскировочные устройства
В художественной литературе маскировочные устройства появляются в самых разных формах, от плаща-невидимки Гарри Поттера до прекрасно замаскированного Хищника.
Мы пока не в состоянии спрятать космический корабль, но реальные маскировочные технологии разрабатываются для нашего мира света, звука, прикосновений и тепла. Многие из этих технологий используют искусственные метаматериалы, которые преломляют свет таким образом, что объект будет невидим. Не так давно ученые разработали несфокусированный лазерный свет, который поможет производить метаматериалы на наноуровне. Метаматериалы также разрабатываются для изолирования от звука и прикосновения.
Есть масса препятствий, которые нужно преодолеть, прежде чем метаматериалы станут частью нашей повседневной реальности. Одна из проблем — стоимость. Другая — масштабируемость. Но ученые добиваются устойчивого прогресса в этой области, разрабатываю технику нанотрансферной печати, которая позволит создавать крупные объекты из метаматериалов.
По словам инженеров из Национального университета Сингапура, устройство вроде того, что использовал Хищник, можно создать прямо сейчас. Им удалось создать камуфляж, который может одновременно обеспечить иллюзию маскировки и сделать объект в некотором роде «невидимым», блокируя его тепловую сигнатуру. То есть человека нельзя будет отследить по теплу его тела.
Этот метод маскировки солдат является экономически эффективным, поскольку использует природные самонагревающиеся материалы, а не сложные метаматериалы. Тепловой плащ готов к военному применению.
Роботы-горничные
Даже мультфильмы могут вдохновлять людей на создание технологий. Робот Рози из «Джетсонов» представлял собой горничную. В начале 60-х годов, когда вышел мультфильм, он был чистой фантастикой. Но сегодня мы проделали длинный путь к реализации этого концепта. Сегодня практически каждый может купить или арендовать недорогого робота, который сможет убрать дом или обнаружить утечку газа.
