Самые главные изобретения 2010 года
«Yтро» выбрало наиболее яркие разработки и изобретения мировых ученых, которые были сделаны или представлены в 2010 году.
Плащ-невидимка
Немецким ученым удалось создать материал, который делает предметы невидимыми в трех измерениях в диапазоне волн света, близких к видимому. «Плащ-невидимка» представляет собой метаматериал – структуру, строение которой наделяет его отрицательным коэффициентом преломления электромагнитных волн. В такой среде величины магнитной и диэлектрической проницаемости (фундаментальные характеристики материи) плавно меняются. Электромагнитные волны, распространяющиеся внутри этой конструкции, отклоняются и огибают предмет, поэтому тот остается невидимым для внешнего наблюдателя. Пока устройство позволяет сделать невидимым объект толщиной менее полутора микрометра, лежащий на плоской поверхности.
Частица Бога
Пока физики БАК развлекались тем, что записывали музыкальные альбомы и проводили их презентации, основные конкуренты ЦЕРН – американские ученые – обнаружили важнейшие доказательства существования бозона Хиггса. Во время работы молекулярного ускорителя «Теватрон», находящегося недалеко от Чикаго, специалисты подтвердили факт наличия в природе «частицы Бога» с вероятностью до 99,7%.
В теории существование бозона Хиггса уже доказано. Более того, его отсутствие ломает конструкцию, на которой строится в настоящий момент молекулярная физика. Предполагается, что эта элементарная частица создает всю массу Вселенной. Ее открытия боялись и продолжают бояться, поскольку получение «частицы Бога» искусственным путем, как утверждают некоторые скептики проекта БАК, может вызвать непроизвольный рост массы Земли с перспективой появления черной дыры и гибели всего живого.
За несколько дней до Рождества руководство ЦЕРН заявило, что физики на БАК непременно поймают бозон уже в начале 2011 года.
Ребенок от двух отцов
С помощью технологии стволовых клеток ученым удалось совершить биологическую сенсацию. После серии сложнейших манипуляций из генетического материала двух самцов мышей было получено здоровое потомство. Исходным материалом были взрослые плюрипотентные стволовые клетки, а родившиеся в итоге мышата несли исходный генетический материал от двух различных отцов, не имея наследственности от одной из своих «промежуточных» матерей. Потомство появилось на свет полностью здоровым.
Роботы
В уходящем году было представлено столько самых разных роботов, что выбрать из них самых интересных оказалось совсем не легко. Но мы все же попробовали.
На выставке Sigapore Robocup 2010 было представлено сразу два социальных робота – Olivia и Lucas. Машины могут взаимодействовать и общаться с людьми, следуя заданным заданным в их программы правилам. Olivia призвана выполнять роль домработницы или домашнего секретаря. Робот способен играть на музыкальных инструментах, контролировать электрические приборы и отвечать на телефонные звонки. Lucas может выступать в качестве гида или официанта. Он способен сопровождать людей, подавать напитки и еду, делать другие работы.
Американцы показали миниатюрных роботов-пауков, размером примерно 4 нанометра, что в сто тысяч раз меньше диаметра человеческого волоса. Нанороботы сделаны из молекул ДНК, они могут ходить, поворачивать направо и налево.
Специалисты из Оксфордского университета разработали новый класс роботов, которые смогут читать и понимать суть прочитанного. Искусственный интеллект, умеющий анализировать текст, будет полезным в разведке, поиске и анализе текстовой информации. Так, робот по имени Мардж, который оснащен передовой технологией оптического распознавания символов, успешно читает слова и сканирует новостные сайты, чтобы посмотреть на контекст слова и установить его точное значение. Например, он уже в состоянии выяснить, что Barclays – это именно банк, а Strada – известный ресторан.
Человек-рыба
Уникальный гидрокостюм, в котором без проблем можно погружаться более чем на 200 м, разработал 79-летний американский естествоиспытатель Арнольд Ланде, в прошлом кардиохирург. Он запатентовал систему для дыхания специальным «жидким воздухом», при этом кислород попадает непосредственно в легкие, а выработанная в процессе газообмена углекислота забирается прямо из центральной вены. То есть сам процесс «вдох – выдох» попросту исключается. Раствор, который изобретатель предлагает использовать для дыхания, обогащен молекулами кислорода. Предполагается, что нос, рот и легкие глубоководного ныряльщика будут практически «затапливаться» в этой жидкости.
Дыхательный раствор будет создан на основе так называемых перфторуглеродов, в которых можно растворить огромное количество газа. Предложенный способ полностью исключает главную проблему дайверов – декомпрессионный синдром, когда при резком подъеме даже на несколько метров растворенный в крови газ начинает «закипать», возникшие пузырьки могут закупорить кровеносные сосуды и привести к смерти неосторожного ныряльщика. Система «выдоха» представляет собой оригинальный «жаберный» механизм: в ногу имплантируется устройство для фильтрации и отсечения CO2 из крови бедренной вены.
Всевидящее око
Ученые из Японии изобрели видеокамеру, которая способна снимать объекты, находящиеся за препятствием. Всевидящее око действует как радар, составляя изображение из волн, отраженных объектами которые скрыты от глаз человека. При этом формируется динамичная картинка, на которой можно различить форму предмета. Правда, до телевизионного качества еще очень далеко. Да и препятствие, за которое может «заглянуть» новое чудо техники, должно быть не толще листа тонкой фанеры.
Синтетическая жизнь
Американские ученые впервые в мире успешно синтезировали искусственный геном и пересадили его в бактерию. При этом, по словам исследователей, получилась полноценная синтетическая клетка. Генетики полагают, что в дальнейшем можно будет «конструировать» бактерии для конкретных задач в области энергетики, экологии, медицины и т.д.
Искусственный глаз
Искусственный глазной сенсор размером менее 1 см вживляется прямо под сетчатку и служит заменой оптических рецепторов. Врачи из Института глазных исследований в Тюбингене проводили клинические испытания чипа и получили впечатляющие результаты. Первые операции были произведены трем от рождения слепым пациентам. Уже через несколько дней после пересадки такой искусственной сетчатки все они начали различать очертания предметов в комнате. Позднее один из пациентов оказался в состоянии идентифицировать некрупные объекты на столе перед ним, самостоятельно ходить в помещении. Кроме того, он различал до семи оттенков серого цвета и даже мог определять время по комнатным часам.
Уникальность имплантата состоит в том, что до сих пор никому не удавалось передать обработанную информацию с электронного сенсора далее по глазному нерву в головной мозг. Все предыдущие модели могли лишь проецировать изображение на выносные дисплеи. Появление этого устройства специалисты называют настоящим прорывом и уже планируют сделать на основе сенсора полностью функциональный бионический глаз.