اخبار دنیای فناوری

در این مقاله ، ما از نظر مجله علمی آمریکایی 10 فناوری برتر نوظهور در سال 2020 را معرفی می کنیم که توانایی ایجاد انقلابی در صنعت ، بهداشت و درمان و جامعه را دارند.

اگر برخی از هزاران داوطلب انسانی که نیاز به آزمایش واکسن ویروس کرونا داشتند می توانستند با نسخه های دیجیتالی جایگزین شوند ، واکسن Covid 19 حتی با سرعت بیشتری تولید می شد و باعث نجات جان بیشتر می شد. همچنین ، آزمایش های بالینی مجازی می توانند به زودی برای آزمایش واکسن ها و درمان های جدید به واقعیت تبدیل شوند.

سایر فناوری های ذکر شده در این مقاله نیز می توانند با الكترونیك كردن مسافرت هوا و استفاده از نور خورشید برای تولید مستقیم مواد شیمیایی صنعتی ، انتشار گازهای گلخانه ای را كاهش دهند. علاوه بر این ، فناوری های نوظهور ذکر شده در این مقاله می توانند زندگی را برای نسل ما و نسل های آینده آسان و پیشرفته کنند. با زومیت همراه باشید تا نحوه کار این 10 فناوری در حال ظهور را توضیح دهیم.

در حال حاضر بسیاری از برنامه های کاربردی برای میکرو سوزن ها و چسب های پوستی برای کنترل واکسن ها در دسترس است. بسیاری از میکروندل های دیگر نیز در آزمایشگاه های بالینی برای استفاده در درمان دیابت ، سرطان و درد نوروپاتیک استفاده می شود. از آنجا که میکرونیدل ها داروها را مستقیماً به پوست یا غشای میانی می رسانند ، داروها را با کارآیی بیشتری نسبت به روش های آشنا که به انتشار از طریق پوست متکی هستند ، می رسانند.

امسال محققان همچنین روش جدیدی را برای درمان اختلالات پوستی مانند پسوریازیس ، زگیل و انواع خاصی از سرطان ارائه دادند. میکرونیدل های ستاره ای شکل را با یک کرم یا ژل درمانی ترکیب کنید. سوراخ شدن ملایم و تدریجی پوست عملکرد درمانی را افزایش می دهد.

1.میکرونیدل های کوچکتر از قطر موی انسان می تواند تزریق بدون درد را امکان پذیر کند

میکرونیدل ها می توانند تعداد آزمایش ها و درمان ها را در مناطقی که خدمات یا امکانات ناکافی ارائه می دهند ، کاهش دهند. زیرا آنها به تجهیزات گران قیمت یا آموزش زیادی احتیاج ندارند. میکرونیدل ها همچنین می توانند خطر انتقال ویروس های منتقله از طریق خون و همچنین ضایعات خطرناک ناشی از استفاده از سوزن های معمولی را کاهش دهند.

حفره های کوچک ایجاد شده توسط میکرو سوزن ها باعث تغییر موضعی فشار در اپیدرم یا غشای میانی می شود که مایعات یا خون را توسط دستگاه جمع می کند. اگر این سوزن ها به سنسورها متصل شوند ، می توانند علائم بیولوژیکی سلامت یا وضعیت بیماری مانند گلوکز ، کلسترول ، الکل ، داروها یا سلول های ایمنی بدن را در عرض چند دقیقه اندازه بگیرند.

سوزن های کوچک همیشه یک مزیت نیستند. به نظر نمی رسد در صورت نیاز به دوزهای بالا ، آنها کافی نباشند. علاوه بر این ، همه داروها از طریق سوزن های کوچک منتقل نمی شوند و نمی توان از آنها نمونه برداری کرد. برای درک اینکه چگونه عواملی مانند سن و وزن بیمار ، محل تزریق و روش زایمان بر اثربخشی این فناوری تأثیر دارد ، تحقیقات بیشتری لازم است.

با این حال ، می توان انتظار داشت که این روش بدون درد تحویل و تشخیص دارو را به طرز چشمگیری گسترش دهد ، و استفاده های جدید می تواند به عنوان روش های استفاده از سوزن های کوچک به اندام های خارج پوست ایجاد شود.

۲. تبدیل دی اکسید کربن به مواد رایج با استفاده از انرژی خورشیدی در شیمی

ساخت بسیاری از مواد شیمیایی مهم برای سلامتی و رفاه انسان باعث مصرف سوخت های فسیلی می شود. در نتیجه ، فرآیندهای استخراج نیز به انتشار دی اکسید کربن و تغییرات آب و هوایی کمک می کنند. در فناوری جدید می توان از نور خورشید برای تبدیل دی اکسید کربن به مواد شیمیایی مورد نیاز استفاده کرد. این به طور بالقوه باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به دو روش می شود: استفاده از گازهای ناخواسته به عنوان ماده اولیه و نور خورشید ، نه سوخت های فسیلی و به عنوان منبع انرژی مورد نیاز برای تولید.

این فرآیند به لطف پیشرفت در کاتالیزورهای فعال خورشید یا فوتوکاتالیست امکان پذیر است. فوتوکاتالیز شتاب یک واکنش نوری در حضور یک کاتالیزور است. در سال های اخیر ، محققان روش هایی را ایجاد کرده اند که پیوند دوگانه بین کربن و اکسیژن موجود در دی اکسید کربن را از بین می برد. این اولین قدم مهم در ساخت پالایشگاه های خورشیدی است که ترکیبات مفیدی از جمله مولکول های سکو تولید می کند که می تواند به عنوان مواد اولیه برای تولید محصولاتی مانند داروها ، شوینده ها ، کودها و منسوجات استفاده شود.

فوتوکاتالیست ها معمولاً نیمه هادی هستند و برای تولید الکترون هایی که در تبدیل دی اکسید کربن نقش دارند ، به نور ماوراlet بنفش و انرژی زیاد نیاز دارند. با این حال ، نور ماورا بنفش کمیاب و مضر است. هدف اصلی این تحقیق تولید کاتالیزورهای جدیدی است که در نور مرئی تری کار می کنند. این تقاضا با ترکیب دقیق مهندسی شده و مورفولوژی کاتالیزورهای موجود مانند دی اکسید تیتانیوم تأمین می شود.

اگرچه فقط در پاسخ به نور ماوراlet بنفش دی اکسید کربن را به مولکول های دیگر تبدیل می کند ، اما آلودگی نیتروژن آن انرژی مورد نیاز برای این کار را کاهش می دهد. در حال حاضر ، کاتالیزور اصلاح شده فقط به نور مرئی نیاز دارد تا در متانول ، فرمالدئید و اسید فرمیک ، که در تولید چسب ، کف ، تخته سه لا ، کابینت ، کف و مواد ضد عفونی کننده مهم هستند ، به طور گسترده استفاده شود.

تبدیل کاتالیزورهای خورشیدی گامی در جهت ساخت پالایشگاه های خورشیدی برای تولید ترکیبات مفید از گازهای زائد است

در حال حاضر ، تحقیقات شیمی خورشیدی فقط در بعضی از آزمایشگاه ها انجام می شود. این آزمایشگاه ها شامل یک مرکز فتوسنتز مصنوعی مشترک است که توسط موسسه فناوری کالیفرنیا و با همکاری آزمایشگاه ملی لارنس برکلی اداره می شود. برخی در حال کار بر روی روش دیگری برای تبدیل دی اکسید کربن به مواد مفید هستند. یعنی استفاده از برق برای انجام واکنش های شیمیایی.

استفاده از برق برای تولید این واکنش ها به وضوح سازگار با محیط زیست نسبت به استفاده از نور خورشید نخواهد بود. اما تکیه بر آنها و فتوولتائیک می تواند بر این مشکل فائق آید. فتوولتائیک شاخه ای از فناوری است که در تولید برق در محل اتصال دو ماده دخیل است.

پیشرفت در تبدیل دی اکسیدکربن به مواد شیمیایی مطمئناً در سال های آینده توسط شرکت های نوپا یا شرکت های دیگر گسترش و توسعه خواهد یافت. پس از آن ، صنایع شیمیایی با تبدیل آنچه دی اکسید کربن را به محصولات با ارزش امروزی تبدیل می کند ، گام بزرگتری را برای تبدیل شدن به بخشی از اقتصاد آزاد و بدون زباله برمی دارد. هدف کمک به تولید کمتر گازهای گلخانه ای نیز محقق خواهد شد.

3. بیماران مجازی می توانند انقلابی در علم پزشکی ایجاد کنند

به نظر می رسد که هر روز یک الگوریتم جدید رایانه ها را قادر می سازد تا بیماری را با دقت بی سابقه ای تشخیص دهند. به همین دلیل پیش بینی می شود که کامپیوترها به زودی جای پزشکان را بگیرند. اگر کامپیوترها بتوانند جای بیماران را بگیرند چه می شود؟ به عنوان مثال ، شاید اگر انسانهای مجازی بتوانند در برخی از مراحل آزمایش واکسن کرونا ، جایگزین افراد واقعی شوند ، این می تواند توسعه یک ابزار پیشگیری را تسریع کرده و گسترش بیماری را کند کند. به همین ترتیب ، واکسن های احتمالی که ممکن است به خوبی کار نکنند ، قبلاً شناسایی شدند.

این می تواند هزینه آزمایش را کاهش دهد و از آزمایش چندین گزینه واکسن روی داوطلبان زنده جلوگیری کند. اینها برخی از مزایای پزشکی محاسبات و شبیه سازی های رایانه ای است. این فناوری یا آزمایش داروها و روشهای درمانی موجود روی اندامهای مجازی یا سیستمهای بدن ، برای پیش بینی نحوه پاسخگویی انسان به این روشهای درمانی طراحی شده است. با محاسبات و شبیه سازی های رایانه ای ، پزشکی امکان ارزیابی سریع و ارزان ایمنی و کارآیی را فراهم می کند و تعداد بازماندگان مورد نیاز برای آزمایش را به شدت کاهش می دهد.

با استفاده از اندام های مجازی ، مدلسازی با تغذیه داده های تشریحی و توصیفی ، شروع با تصویربرداری با وضوح بالا از یک فرد و تبدیل آن به یک مدل ریاضی پیچیده از مکانیسم های عملکرد ارگان ، انجام می شود. الگوریتم هایی که روی رایانه های قدرتمند کار می کنند معادلات هستند. آنها عضوی مجازی را حل کرده و تولید می کنند که مانند اندام واقعی انسان رفتار می کند.

در حال حاضر ، چند نمونه از آزمایشات بالینی در حال انجام است. به عنوان مثال ، سازمان غذا و داروی ایالات متحده برای ارزیابی سیستم های جدید ماموگرافی به جای آزمایشات انسانی از شبیه سازی های رایانه ای استفاده می کند. این آژانس همچنین دستورالعمل هایی را برای طراحی و آزمایش داروها و دستگاه هایی که شامل بیماران مجازی است منتشر کرده است.

این فناوری نه تنها می تواند نتایج را تسریع کرده و خطرات آزمایش های بالینی را کاهش دهد ، بلکه می تواند به جای مداخلات پرخطر برای تشخیص یا برنامه ریزی برای درمان بیماری های خاص ، در فضای مجازی نیز مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال HeartFlow Analysis یک سرویس مبتنی بر ابر است که توسط FDA تأیید شده است. این سیستم پزشکان را قادر می سازد تا بیماری عروق کرونر را بر اساس سی تی اسکن قلب بیمار تشخیص دهند.

این سیستم با استفاده از این تصاویر مدلی پویا از مایع خون از عروق کرونر ساخته و در نتیجه شرایط غیر طبیعی و شدت آنها را شناسایی می کند. بدون این فناوری ، پزشکان برای تصمیم گیری و نحوه مداخله نیاز به انجام آنژیوگرافی تهاجمی داشتند. آزمایشات انجام شده بر روی مدل های دیجیتال از بیماران منفرد می تواند به شخصی سازی درمان برای هر تعداد شرایط خاص کمک کند. این فناوری در گذشته در درمان دیابت نیز استفاده می شده است.

الگوریتم های رایانه می توانند ارگان مجازی تولید کنند که مانند یک مثال واقعی رفتار می کند.

فلسفه پشت این نوع درمان چیز جدیدی نیست. توانایی ایجاد و شبیه سازی عملکرد یک جسم در صدها شرایط عملیاتی برای قرن ها ، سنگ بنای مهندسی مانند طراحی مدارهای الکترونیکی ، هواپیماها و ساختمان ها و غیره بوده است. اما علی رغم پیشرفت های فراوان ، موانع مختلفی در برابر کاربرد گسترده این فناوری در تحقیقات و درمان پزشکی باقی مانده است.

در ابتدای مسیر ، تأیید قدرت پیش بینی و قابلیت اطمینان این فناوری ضروری است. زیرا به چندین پیشرفت نیاز خواهد داشت. این موارد شامل تولید پایگاه داده های با کیفیت از مجموعه متنوعی از بیماران ، از جمله زن و مرد ، و اصلاح مدل های ریاضی برای توضیح بسیاری از فرایندهای تعاملی بدن است.

همچنین ، روش های هوش مصنوعی که اساساً برای شناسایی تصویر ایجاد شده اند ، باید برای ارائه بینش های بیولوژیکی توسعه یابند. جامعه علمی و شرکای صنعت با ابتکاراتی مانند پروژه قلب زنده با استفاده از این سیستم ها به این مسائل می پردازند.

در سالهای اخیر ، FDA و قانونگذاران اروپایی برخی از کاربردهای تجاری تشخیص مبتنی بر رایانه را تأیید کرده اند. با این حال ، پاسخگویی به خواسته ها و نظارت به زمان قابل توجهی نیاز دارد. تقاضا برای این ابزارها با توجه به پیچیدگی ایستم مراقبت های بهداشتی چالش برانگیز است. پزشکی رایانه ای و شبیه سازی رایانه ای باید بتواند ارزشی مقرون به صرفه برای بیماران ، پزشکان و سازمان های بهداشتی فراهم کند تا آنها را به استفاده از این فناوری جدید ترغیب کند.

محاسبات فضایی هولوگرام

4. محاسبات فضایی مبتنی بر رایانه

مارتا را هشتاد ساله تصور کنید. او به طور مستقل زندگی می کند و از ویلچر استفاده می کند. تمام وسایل خانه او به صورت دیجیتالی ذکر شده است. همه سنسورها و دستگاه هایی که اشیا را کنترل می کنند از طریق اینترنت فعال می شوند. نقشه دیجیتالی خانه وی با نقشه اشیا integrated یکپارچه شده است. با حرکت مارتا از اتاق خواب به آشپزخانه ، چراغ ها روشن می شوند و دمای محیط تنظیم می شود.

اگر گربه از کنار او عبور کند ، حرکت صندلی مارتا کند می شود. هنگامی که او به آشپزخانه می رسد ، میز برای جابجایی آسان به یخچال و اجاق گاز جابجا می شود. سپس وقتی آماده خوردن شد ، میز را برمی گرداند. اگر مارتا ناگهان به خواب رود ، مبلمان او برای محافظت از او منتقل می شود و زنگ خطر برای پسرش و ایستگاه نظارت محلی به صدا در می آید.

محاسبات مکانی در قلب این صحنه گام بعدی در همگرایی مداوم جهان فیزیکی و دیجیتال است. این فناوری تمام کارهایی را که برنامه های واقعی انجام می دهند و حتی برنامه ها را علاوه بر برنامه های کاربردی در دنیای واقعی انجام می دهد. محاسبات مکانی به زودی تعاملات انسان و ماشین را به سطوح جدیدی از کارایی در بسیاری از زمینه های زندگی ، از جمله صنعت ، مراقبت های بهداشتی ، حمل و نقل و خانه منتقل می کند.

شرکت های بزرگی از جمله مایکروسافت و آمازون سرمایه گذاری زیادی در این فناوری انجام داده اند. کنترل مجازی یک گام بزرگ در جهت تلفیق دنیای فیزیکی و دیجیتالی است که قبلاً با برنامه های واقعیت مجازی دیده ایم. برخی از برنامه های رایانه ای که در دنیای مجازی اشیایی ایجاد کرده اند به سنسورها و موتورها اجازه می دهند تا در دنیای واقعی به آنها پاسخ دهند.

محاسبات مکانی به زودی تعاملات انسان و ماشین را به سطوح جدیدی از کارایی در بسیاری از زمینه های زندگی ، از جمله صنعت و حمل و نقل می رساند.

در حوزه پزشکی ، این سناریوی مدرن را در آینده در نظر بگیرید: یک تیم پزشکی برای درمان بیماری که ممکن است به جراحی فوری نیاز داشته باشد ، به یک آپارتمان در یک شهر اعزام می شود. این سیستم سوابق پزشکی بیمار و به روزرسانی های لحظه ای را به دستگاه های تلفن همراه و بخش اورژانس ارسال می کند ، سریعترین مسیر رانندگی برای رسیدن به فرد را مشخص می کند و چراغ های قرمز راهنمایی را قطع می کند.

با رسیدن آمبولانس ، درهای جلو باز می شوند و آسانسور در آن قرار می گیرد. وقتی پزشکان با برانکارد به داخل خانه می روند ، اشیا از آنها دور می شوند. وقتی سیستم آنها را از سریعترین مسیر به اتاق اورژانس هدایت می کند ، یک تیم جراحی با استفاده از محاسبات فضایی کل اتاق عمل را طراحی می کنند یا یک مسیر جراحی را برای بیمار برنامه ریزی می کنند.

این صنعت در حال حاضر سنسورهای اختصاصی ، دوقلوهای دیجیتال و اینترنت اشیا را برای بهینه سازی بهره وری ادغام می کند و احتمالاً در آینده از محاسبات مکانی استفاده خواهد کرد. این فناوری می تواند ردیابی مبتنی بر مکان را به یک قطعه از تجهیزات یا کارخانه اضافه کند.

با استفاده از یک هدست تقویت واقعیت مجازی یا مشاهده یک تصویر هولوگرافیک ، نه تنها دستورالعمل های تعمیر ، بلکه نقشه موقعیت اجزای دستگاه را نیز نشان می دهد. به این ترتیب ، کارگران می توانند با صرفه جویی در وقت و هزینه ، در اطراف یک ماشین خراب و نقطه مشکل برای تعمیر آن راهنمایی شوند.

اگر یک تکنسین برای راه اندازی مستقیم چند ربات با یک نسخه واقعیت مجازی از یک مکان از راه دور سر و کار دارد ، الگوریتم های محاسبه فضایی می توانند بهینه سازی ایمنی ، عملکرد و کیفیت کار او را کمک کنند. در سناریوی مشترک ، شرکت های فست فود و خرده فروشی می توانند محاسبات مکانی و تکنیک های استاندارد مهندسی صنایع مانند تجزیه و تحلیل زمان و حرکت را برای افزایش کارایی تجارت خود ترکیب کنند.

5. داروی دیجیتال می تواند بیماری شما را تشخیص و درمان کند

آیا نسخه بعدی Doctor را می توان در یک برنامه یا برنامه ارائه داد؟ طیف وسیعی از برنامه های کاربردی که در حال حاضر در حال استفاده یا در دست توسعه هستند می توانند اختلالات روحی و جسمی را به طور مستقل و خودکار شناسایی کنند و حتی به طور مستقیم آنها را درمان کنند. به طور کلی ، به عنوان داروهای دیجیتال ، هنگامی که دسترسی به مراقبت های بهداشتی محدود است یا دسترسی محدود است ، نرم افزار می تواند مراقبت های پزشکی سنتی و پشتیبانی بیمار را افزایش دهد. این نیاز بخصوص در روزهای شیوع Covid 19 شدت یافته است.

بسیاری از دستگاه های تشخیصی برای ضبط ویژگی هایی مانند صدا ، مکان ، حالت چهره ، فعالیت ، خواب و پیام به دستگاه های تلفن همراه متصل می شوند. سپس از هوش مصنوعی برای نشان دادن شروع یا تشدید بیماری استفاده می شود. به عنوان مثال ، برخی از ساعت های هوشمند دارای یک سنسور هستند که به طور خودکار افراد را از ه شدن دهلیز و ضربان قلب نامنظم آگاه می کند.

برخی از دستگاه های مشابه ساعت های هوشمند طراحی شده اند که قادر به تشخیص اختلالات تنفسی ، افسردگی ، آایمر و سایر موارد هستند. دستگاه های حسگر دیگری در حال تولید هستند تا مواردی مانند دمای بدن ، خونریزی معده و DNA سرطانی را تشخیص دهند. این فناوری آنقدر عمیق و گسترده نیست که به زودی جایگزین دارو شود. اما می تواند یک فناوری مفید برای نگرانی هایی باشد که باید پیگیری شود و توسط پزشک قابل دسترسی نیست.

6. امکان سفر هوایی بدون آلودگی کربن ؛ هواپیمایی الکتریکی می تواند از آنچه فکر می کنید نزدیکتر باشد

طبق محاسبات ، 2.5 درصد از کربن تولید شده در سال 2019 در جهان مربوط به سفرهای هوایی بود که ممکن است تا سال 2050 سه برابر شود. برخی از شرکت های هواپیمایی تلاش خود را برای کاهش میزان کربن تولیدی خود آغاز کرده اند. با این حال ، ما هنوز هم به کاهش قابل توجهی در این زمینه نیاز داریم.

هواپیماهای الکتریکی می توانند تغییرات لازم را در این زمینه ایجاد کنند. به همین دلیل ، بسیاری از شرکت ها برای تولید آنها به رقابت پرداخته اند. موتورهای محرکه برقی این هواپیما نه تنها انتشار کربن در سفرهای هوایی را از بین می برند ، بلکه تا 90٪ ، هزینه های نگهداری تا 50٪ و سر و صدا تا 70٪ باعث کاهش هزینه های سوخت می شوند.

Airbus ، Ampaire ، MagniX و Eviation تنها چند نمونه از شرکت های بزرگی هستند که روی پروژه پرواز الکتریکی کار می کنند. پروازهای آزمایشی برای سفرهای خصوصی و شرکتی در حال حاضر در حال انجام است و به دنبال صدور گواهینامه از سازمان هواپیمایی فدرال ایالات متحده هستند. انتظار می رود کیپ ایر ، یکی از بزرگترین شرکتهای هواپیمایی محلی ، با خرید هواپیمای برقی نه سرنشین آلیس از Eviation یکی از اولین مشتریان جدی هواپیما باشد.

مدیر عامل شرکت Cap Air ، دان ولف می گوید این شرکت هواپیمایی علاقمند به خرید هواپیما است ، نه تنها برای مزایای زیست محیطی بلکه برای کاهش هزینه های احتمالی. عمر موتورهای الکتریکی معمولاً بیشتر از موتورهای هیدروکربنی است. آنها باید هر 20000 ساعت و برای موتورهای سوخت 2000 ساعت تعمیر شوند.

ایرباس قصد دارد تا سال 2030 نسخه 100 سرنشین هواپیمای برقی تولید کند

پیشرانه های جدید تنها محصولی نیستند که از این فناوری استفاده می کنند. امروز ، ناسا در حال توسعه هواپیمای الکتریکی X-57 Maxwell با بال های کوتاه تر است که مجموعه ای از بال های برقی توزیع شده دارند.

در جت های معمولی ، بال ها باید آنقدر بزرگ باشند که بتوانند هواپیما را بلند کنند ، زمانی که جت در ابتدا به آرامی حرکت می کند. با این حال ، سطح وسیع بالها باعث افزایش کشش در سرعتهای بالاتر و کاهش کارایی می شود. بال های الکتریکی جایگزین اجازه می دهد تا جت با بال های کوچکتر بلند شده و کارایی را افزایش دهد.

برای آینده می توان پیش بینی کرد که این هواپیماهای الکتریکی در سفر محدودیت هایی داشته باشند. بهترین باتری های امروزی قدرت بسیار کمتری نسبت به سوخت های سنتی با همان وزن دارند: 250 وات در ساعت برای باتری های برقی در مقابل 12000 وات در هر کیلوگرم برای سوخت جت.

به عبارت دیگر ، باتری های مورد نیاز برای پروازهای طولانی بسیار سنگین تر از سوخت استاندارد مورد نیاز هستند و فضای بیشتری را اشغال می کنند. با این حال ، تقریباً نیمی از پروازهای جهان کمتر از 800 کیلومتر طول دارند و انتظار می رود تا سال 2025 هواپیماهای برقی مجهز به باتری باشند.

خطوط هوایی برقی نیز با هزینه ها و موانع نظارتی روبرو هستند. با این حال ، سرمایه گذاران ، مراکز رشد فناوری ، شرکت ها و دولت هایی که از پیشرفت این فناوری هیجان زده هستند سرمایه گذاری زیادی در توسعه آن می کنند. از سال 2017 تا 2019 حدود 250 میلیون دلار در خطوط هوایی الکتریکی سرمایه گذاری شده است.

در حال حاضر ، حدود 170 پروژه تولید هواپیمای الکتریکی در حال انجام است. بیشتر این هواپیماهای برقی برای مسافرت خصوصی طراحی شده اند. اما ایرباس می گوید که قصد دارد نسخه های 100 نفره و آماده پرواز را تا سال 2030 تولید کند.

7. سیمان کم کربن می تواند به مبارزه با تغییرات آب و هوا کمک کند

بتن ، پرکاربردترین ماده ساخته شده توسط بشر ، بیشتر دنیای اطراف ما را تشکیل می دهد. به گفته اتاق فکر چاتم هاوس ، ساخت یکی از اجزای اصلی بتن ، سیمان ، حدود 8 درصد از انتشار دی اکسید کربن در جهان را تشکیل می دهد. تولید سیمان پس از چین و ایالات متحده سومین گاز ساطع کننده گاز است.

در حال حاضر سالانه چهار میلیارد تن سیمان تولید می شود. با این حال ، طبق چتام هاوس ، با توجه به افزایش شهرنشینی ، انتظار می رود این رقم در 30 سال آینده به 50 میلیارد تن برسد. به همین دلیل ، محققان و شرکتهای نوپا در تلاشند سیمانی با حداقل انتشار کربن تولید کنند.

به طور کلی چهار مرحله اصلی در تولید سیمان وجود دارد:

خرد کردن و آسیاب کردن مواد اولیه

ترکیب مواد نسبتاً مناسب است

پخت مخلوط آماده شده در فر (سیستم پخت و پز)

آسیاب یا نرم کردن یک محصول پخته شده معروف به "کلینکر"

محققان و شرکت های نوپا در حال کار برای تولید سیمان با حداقل انتشار کربن هستند

اگرچه صنعت ساخت و ساز به دلایل مختلف معمولاً در برابر تغییر مقاوم است ، از جمله مهمترین آنها ایمنی و اطمینان است. اما فشار برای کاهش سهم صنعت از تغییرات آب و هوایی می تواند مقاومت صنعت را بشکند.

در سال 20 ، اتحادیه جهانی سیمان و بتن ، که حدود 30٪ از تولید جهانی را نشان می دهد ، اولین رهنمودهای پایداری صنعت را اعلام کرد. این دستورالعمل ها شامل مجموعه ای از اقدامات کلیدی مانند انتشار و مصرف آب با هدف بهبود عملکرد و وضوح می باشد. مواردی که تحت نظارت سازمانهای مورد نظر ساخته می شوند ، مانند بتن ، در ساختمانهای امروزی استفاده نخواهند شد و به طور کلی نمی توانند جایگزین سیمان و بتن شوند. با این وجود می توان از آنها برای روسازی ، نما و سازه های موقت استفاده کرد.

8- سنسورهای کوانتومی می توانند به وسایل نقلیه خودکار امکان دیدن محیط اطراف خود را بدهند

رایانه های کوانتومی امروزه تمام توجه و اعتیاد به مواد مخدر را به خود جلب کرده اند. اما حسگرهای کوانتومی می توانند انقلابی در صنعت ایجاد کنند. آنها می توانند به وسایل نقلیه مستقل اجازه دهند تا اطراف و اطراف خود را ببینند ، سیستم های ناوبری زیر آب ، سیستم های هشدار سریع برای فعالیت آتشفشانی و زله و اسکنرهایی که فعالیت مغز فرد را در زندگی روزمره کنترل می کنند. اتومبیل های خودران را تصور کنید که در همه جا دیده می شوند و اسکنرهای متحرکی که می توانند فعالیت مغزی فرد را کنترل کنند. حسگرهای کوانتومی می توانند این موارد و غیره را به واقعیت تبدیل کنند.

حسگرهای کوانتومی با استفاده از ماهیت کوانتومی ماده (به عنوان مثال ، با استفاده از تفاوت بین الکترونها در حالتهای مختلف انرژی به عنوان واحد پایه) به دقت زیادی می رسند. دقت سنسورهای کوانتوم در ساعتهای اتمی به خوبی نشان داده شده است.

استاندارد جهانی زمان بر این واقعیت استوار است که الکترونهای موجود در اتمهای سزیم -133 یک انتقال خاص را 9192،631،770 بار در ثانیه تکمیل می کنند. این نوسانی است که ساعتهای دیگر بر اساس آن تنظیم می شوند. حسگرهای کوانتومی دیگر با استفاده از انتقال اتمی تغییرات بسیار کمی در حرکت و اختلافات بسیار کوچک در میدان های گرانشی ، الکتریکی و مغناطیسی را تشخیص می دهند.

در حال حاضر روش های دیگری برای ساخت یک سنسور کوانتومی وجود دارد. به عنوان مثال ، محققان دانشگاه بیرمنگام انگلیس در حال کار بر روی اتم های فوق خنک شده در حال سقوط آزاد هستند که می تواند تغییرات کوچک در جاذبه محلی را تشخیص دهد. از این مدل اندازه گیری گرانش کوانتومی می توان برای تشخیص لوله ها و کابل ها و سایر اشیا buried دفن شده در زمین بدون نیاز به حفاری استفاده کرد. امروزه تنها با عملیات حفاری می توان آنها را یافت. کشتی های بادبان می توانند از فناوری مشابه برای شناسایی اشیا under زیر آب استفاده کنند.

سنسورهای کوانتومی با بهره گیری از ماهیت کوانتومی ماده با دقت بسیار زیادی کار می کنند

اگرچه انتظار می رود که اکثر سیستم های سنجش کوانتوم گران ، بزرگ و پیشرفته باشند ، اما نسل جدید سنسورهای کوچکتر و مقرون به صرفه باید برنامه های جدیدی را به این فناوری معرفی کنند. سال گذشته ، محققان موسسه فناوری ماساچوست با استفاده از روشهای متداول صنعتی سنسور کوانتومی مبتنی بر الماس را روی تراشه سیلی قرار دادند و اجزای بزرگ مختلف ، معمولاً بزرگ را به مربع هایی به عرض چند میلی متر فشرده کردند.

نمونه اولیه توسعه یافته در این تحقیق گامی به سوی سنسورهای کوانتومی تولید انبوه و ارزان قیمت است که در دمای اتاق کار می کنند و می توانند برای هر کاربردی که شامل اندازه گیری دقیق میدان های مغناطیسی ضعیف است استفاده شوند.

سیستم های کوانتومی نسبت به مزاحمت ها بسیار حساس هستند. این می تواند استفاده از آنها را در محیط های کنترل شده محدود کند. با این حال ، دولت ها و سرمایه گذاران خصوصی سرمایه گذاری زیادی در حل این مشکل و سایر مشکلات از جمله مسائل هزینه ، مقیاس و پیچیدگی می کنند. به عنوان مثال ، دولت انگلیس 315 میلیون نفر در مرحله دوم برنامه محاسبات ملی کوانتومی خود برای سال های 2020-2019 سرمایه گذاری کرده است. تحلیلگران صنعت پیش بینی می کنند که با تأکید اولیه بر کاربردهای پزشکی و دفاعی ، حسگرهای کوانتومی طی سه تا پنج سال آینده وارد بازار می شوند.

9. هیدروژن سبز می تواند شکافهای زیادی را در انرژی تجدیدپذیر پر کند

وقتی هیدروژن می سوزد ، تنها محصول جانبی آن آب است. به همین دلیل ، هیدروژن برای دهه ها منبع انرژی کربن صفر بوده است. با این حال ، روند سنتی تولید هیدروژن ، که در آن سوخت های فسیلی در معرض بخار قرار می گیرند ، حتی از راه دور کربن صفر نیست. هیدروژن تولید شده از این طریق هیدروژن خاکستری نامیده می شود و اگر CO2 گرفته و توزیع شود ، هیدروژن هیدروژن نامیده می شود. به همین دلیل ، هیدروژن سبز متفاوت است. این ماده با الکترولیز تولید می شود ، در این ماشین ها آب را به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می کنند و محصولات جانبی دیگری ندارند.

از نظر تاریخی ، الکترولیز به برق زیادی احتیاج داشت که تولید هیدروژن غیر منطقی بود. اکنون وضعیت به دو دلیل در حال تغییر است: مقادیر متناسب با انرژی تجدیدپذیر اضافی در مقیاس شبکه در دسترس هستند. بنابراین می توان به جای ذخیره برق اضافی در آرایه های باتری ، از برق اضافی برای انجام الکترولیز آب و ذخیره برق به صورت هیدروژن استفاده کرد. ۲. الکترولیزرها کارایی بیشتری دارند.

در حال حاضر ، شرکت ها در تلاشند الکترولیزرهایی تولید کنند که بتوانند هیدروژن سبز با همان قیمت هیدروژن خاکستری یا آبی تولید کنند و تحلیلگران انتظار دارند تا دهه آینده به این مهم دست پیدا کنند. در همین حال ، شرکت های انرژی شروع به ادغام الکترولیزرها به طور مستقیم در پروژه های برق تجدیدپذیر می کنند. به عنوان مثال ، یک کنسرسیوم (که معمولاً از چندین شرکت تشکیل می شود) از شرکتهای پشتیبانی کننده پروژه به نام Gigastack قصد دارد نیروگاه بادی دریایی Horn sea Two searsted را به یک الکترولیز 100 مگاواتی برای تولید هیدروژن سبز در مقیاس صنعتی مجهز کند.

فن آوری های تجدید پذیر کنونی ، مانند خورشیدی و باد ، می توانند با جایگزینی گاز و زغال سنگ با برق پاک ، بخش انرژی را تا 85 درصد کاهش دهند. برق رسانی در بخشهای دیگر اقتصاد از جمله حمل و نقل و تولید دشوارتر است. زیرا این قطعات اغلب به سوختی نیاز دارند که دارای چگالی انرژی بالا یا گرمای زیاد در دمای بالا باشد. هیدروژن سبز در این مناطق توانایی دارد. کمیسیون انتقال انرژی گروه صنعتی اعلام کرده است که هیدروژن سبز یکی از چهار فناوری لازم برای دستیابی به هدف توافق پاریس است. هدف این توافق نامه کاهش بیش از 10 گیگاتن دی اکسید کربن در سال است که یکی از سخت ترین بخش های صنعتی از جمله استخراج ، ساخت و ساز و مواد شیمیایی است.

هیدروژن سبز با کمک به کربن زدایی مناطقی مانند حمل و نقل و تولید می تواند نقشی اساسی در انتقال انرژی داشته باشد.

اگرچه توسعه هیدروژن سبز هنوز در مراحل ابتدایی است ، کشورها در حال سرمایه گذاری در این فناوری هستند. در میان این کشورها ، نام کسانی که از انرژی تجدیدپذیر ارزان استفاده می کنند بیشتر از همه برجسته است. به عنوان مثال ، استرالیا می خواهد هیدروژن صادر کند ، که از آن برای تولید انرژی خورشیدی و باد زیادی استفاده می کند.

شیلی برنامه هایی برای هیدروژن در شمال خشک دارد. زیرا مکانی است که برق خورشیدی زیادی در آن وجود دارد. چین همچنین قصد دارد تا سال 2030 یک میلیون وسیله نقلیه سلول سوختی هیدروژنی را در جاده ها قرار دهد.

پروژه های مشابه در کره جنوبی ، مای ، نروژ و ایالات متحده در حال انجام است. به عنوان مثال ، ایالت کالیفرنیا در تلاش است تا سال 2040 اتوبوس های سوخت فسیلی را از بین ببرد. همچنین استراتژی هیدروژن 2030 کمیسیون اروپا که اخیراً منتشر شده ، خواستار افزایش ظرفیت هیدروژن از 0.1 گیگاوات امروز به 500 گیگاوات تا سال 2050 است. به همین دلیل ، امسال ، گلدمن ساکس پیش بینی کرد که هیدروژن سبز تا سال 2050 به یک بازار 12 تریلیون دلاری تبدیل شود.

10. سنتز کل ژنوم می تواند مهندسی سلول را دگرگون کند

در اوایل شیوع بیماری کووید 19 ، دانشمندان در چین توالی ژنتیکی و برنامه تولید ویروس را در یک پایگاه داده ژنتیکی بارگذاری کردند. سپس یک گروه سوئیسی کل ژنوم را سنتز کرده و ویروس را از آن تولید کردند. در واقع ، آنها ویروس را به آزمایشگاه خود منتقل کردند بدون اینکه منتظر نمونه های فیزیکی باشند. چنین سرعتی نمونه ای از چگونگی پیشرفت چاپ کل ژنوم در پزشکی و سایر فعالیت ها است.

سنتز کل ژنوم تحولی در زمینه پررونق زیست شناسی مصنوعی است. محققان با استفاده از نرم افزاری توالی های ژنتیکی را تولید می کنند و آنها را درون میکروب ها قرار می دهند. بنابراین ، مانند ساخت داروی جدید ، آنها میکروب را دوباره راه اندازی می کنند تا آن را مجبور به انجام کار کنند.

امروزه ، یکی از اامات پیشرفت تکنولوژی ، طراحی مدلهای ژنتیکی میکروبها است. این فناوری می تواند به دانش در مورد چگونگی انتشار ویروس ها منجر شود یا به کشف روش های درمان آنها و یافتن واکسن ها و سایر روش های درمانی کمک کند. پیش بینی می شود که این مدل از فناوری در آینده می تواند به تولید انواع مواد شیمیایی یا سوخت و حتی گازهای زائد کمک کند. این فناوری همچنین فرصتی را برای دانشمندان فراهم می کند تا گیاهانی تولید کنند که در برابر عوامل بیماری زا مقاوم باشند و در نتیجه زمینه درمان بیماریهای ژنتیکی فراهم شود.

مجمع جهانی اقتصاد از طریق انجمن پیشگامان فناوری و شبکه جهانی آینده جهان در تلاش است تا از این نوع نوآوری که برای رشد اقتصادی و رفاه جامعه در آینده حیاتی است حمایت کرده و به توسعه آن کمک کند.

1. سوزن های میکرون می توانند تزریق و انتقال خون بدون درد را امکان پذیر کنند

میکرونیدل ها که به سختی قابل دیدن هستند ، برای ورود به دوره جدیدی از تزریقات بدون درد و آزمایش خون آماده می شوند. این سوزن های کوچک ، چه به سرنگ و چه به یک تکه چسب متصل باشند ، با جلوگیری از تماس با انتهای عصب ، از درد جلوگیری می کنند. میکرونیدل های کوچکتر از قطر موی انسان می تواند تزریق بدون درد را امکان پذیر کند.

توسعه تراشه رایانه ای با ضخامت چند اتم و عملکردی مشابه نورون های مغزی

تراشه های رایانه ای سنتی دارای محفظه های جداگانه ای برای محاسبه و ذخیره اطلاعات هستند ، اما تحقیقات جدید آنها را روی ماده ای دو بعدی ترکیب می کند که منجر به تولید دستگاه های کوچکتر ، قدرتمندتر و با مصرف انرژی بیشتر خواهد شد.

این ساختار از نظر فنی به عنوان معماری "Logic-in-memory" یا معماری منفرد شناخته می شود ، که در آن عملیات منطقی با عملکردهای حافظه ترکیب می شوند ، باعث صرفه جویی در وقت و انرژی مورد نیاز برای انتقال داده ها بین فضای ذخیره سازی و پردازش می شود. .

در حالی که در گذشته امکان تولید تراشه هایی با معماری واحد وجود داشت ، اما تا به امروز از هیچ ماده دو بعدی برای این کار استفاده نشده است و در یک مطالعه جدید ، محققان از "دی سولفید مولیبدن" یا "MoS2" ، یک نیمه هادی بی نظیر با ضخامت آن فقط 3 اتم است.

به گفته محققان ، این نوآوری در زمینه هوش مصنوعی ، اتومبیل های خودران و بلندگوهای هوشمند با قابلیت تشخیص صدا مفید خواهد بود زیرا عملکردی مشابه نورون های مغزی دارد. آندرس کیس ، مهندس برق در انستیتوی فناوری فدرال سوئیس (EPFL) در لوزان ، گفت:

"توانایی مدارها برای انجام دو کار مشابه عملکرد مغز است ، جایی که نورون ها هم در ذخیره سازی حافظه و هم در محاسبات ذهنی نقش دارند. طراحی مدار ما دارای چندین مزیت است." این سبک طراحی باعث کاهش اتلاف انرژی مربوط به انتقال می شود داده ها بین واحدهای حافظه و پردازنده ها ، زمان مورد نیاز برای عملیات محاسباتی را کاهش می دهد و فضای مورد نیاز را کاهش می دهد. "

تراشه جدید مبتنی بر ترانزیستورهای افکت گیت شناور» یا FGFET است که اکنون برای ذخیره گوشی های هوشمند و لپ تاپ ها استفاده می شود و می تواند بارهای الکتریکی را برای مدت زمان طولانی ذخیره کند.

MoS2 به اندازه کافی حساس است که می تواند همزمان با FGFET کار کند تا چندین عملکرد پردازشی را در یک مدار واحد ادغام کند ، که به نوبه خود منجر به مدارهایی می شود که می توانند به عنوان فضای ذخیره سازی و ترانزیستورهای قابل برنامه ریزی عمل کنند.

محققان چنین معماری هایی را در آزمایشگاه توسعه داده اند و ما باید به طور نامحدود منتظر بمانیم تا آنها تجاری شوند و همچنین در ابزارها استفاده شوند ، اگرچه تیم توسعه دهنده مهارت لازم برای توسعه فناوری ساخت تراشه را دارند.

به گزارش خبرنگار باشگاه خبرنگاران پویا؛ امروز و در بحبوحه چهارمین انقلاب صنعتی ، فناوری سریعتر از هر زمان دیگری در حال پیشرفت است. مشاغل و افرادی که درگیر این تغییرات سریع نیستند از کاروان بزرگ فناوری جدید عقب هستند. دانستن روندهای اصلی این امکان را برای شرکت ها فراهم می کند تا برای استفاده از فرصت ها آماده شوند.

در مقاله ای از فوربس ، برنارد مار ، متخصص فن آوری و مشاور استراتژیک بازرگانی ، هفت موضوع مهم فناوری را در سال 2020 توصیف می کند.

خدمات هوش مصنوعی

هوش مصنوعی یکی از تغییرپذیرترین روندهای تکنولوژی در عصر ما است. بیشتر شرکت ها به دنبال استفاده از هوش مصنوعی برای رونق کار خود هستند. این اقدامات در سال آینده افزایش می یابد. طراحی و بهره برداری از سیستم هوش مصنوعی برای شرکتها همچنان پرهزینه خواهد بود. در سال 2020 ، ما شاهد گسترش شرکت هایی خواهیم بود که در زمینه گسترده تری خدمات هوش مصنوعی ارائه می دهند. این شرکت ها به احتمال زیاد برنامه های دقیق تری را برای ارائه خدمات دقیق تر و دقیق تر ارائه می دهند. این بدان معناست که هیچ شرکتی بهانه ای برای استفاده نکردن از هوش مصنوعی نخواهد داشت.

شبکه اطلاعاتی 5G

نسل پنجم اینترنت همراه به ما امکان بارگیری و بارگذاری فوق العاده سریع با اتصال پایدارتر را می دهد. در حالی که 5G برای اولین بار در سال 2019 معرفی شد ، قیمت بالا و انحصار خدمات به شهرهای بزرگ عملکرد فناوری را محدود کرد. سال آینده ، 5G به احتمال زیاد راه اندازی می شود و شاهد پوشش گسترده تری خواهیم بود. شبکه های ارتباطی سریع رعد و برق فقط برای تماشای فیلم در حال حرکت نیست. افزایش سرعت شبکه به این معنی است که شبکه های تلفن همراه سریعتر از شبکه های سیمی خواهند بود. گسترش پهنای باند ، ماشین ها ، روبات ها و خودروهای خودران را قادر می سازد تا اطلاعات بیشتری را دریافت و انتقال دهند. این امر منجر به پیشرفت در ماشین آلات و شهرهای هوشمند خواهد شد.

ماشین ها

ایلون ماسک مدیر عامل تسلا گفته است که انتظار دارد شرکت وی امسال خودرویی کاملا مستقل بسازد. همچنین تعداد اتومبیل هایی که سطح رانندگی کمتری دارند ، مانند ترمزگیری و تغییر لاین اتوماتیک ، بسیار بیشتر خواهد بود. البته واضح است که اتومبیل محدود به اتومبیل سواری نخواهد بود. باربری و حمل و نقل خودرو عناوینی خواهد بود که در سال 2020 مشاهده خواهید کرد.

داروی فردی و پیشگیری

امروزه ، فن آوری به سرعت شیوه درمان ما را تغییر می دهد. توانایی دریافت اطلاعات از طریق دستگاه های پوشیدنی مانند ساعت های هوشمند به ما این امکان را می دهد که حتی قبل از بروز عارضه ای به سرعت از مشکلات بدن خود مطلع شویم. این فناوری ها به پزشکان امکان می دهد بیماران را به طور دقیق تری معالجه کرده و شرایط آنها را بهتر درک کنند. در سال 2020 ، ما برنامه های بیشتری در زمینه مراقبت های بهداشتی ، درمان های موثرتر و شخصی تر خواهیم داشت.

دید رایانه ای

در دنیای کامپیوترها ، "بینایی" شامل سیستم هایی است که تشخیص اشیا ، مکان ها و افراد را از طریق تصاویر گرفته شده توسط دوربین ها یا حسگرها امکان پذیر می کند. این فناوری است که به دوربین گوشی هوشمند شما امکان تشخیص چهره را می دهد. خودروهای این کارخانه ، دوربین های امنیتی و خطوط تولید سال آینده به طور کامل به این فناوری مجهز می شوند.

واقعیت تکامل یافته

واقعیت افزوده یک فناوری شامل چندین فناوری جدید و در حال تکامل است که یک تجربه دیجیتالی جامع را فراهم می کند. به طور خاص ، واقعیت مجازی (VR) ، واقعیت افزوده (AR) و واقعیت افزوده (MR) سه طرف واقعیت افزوده را تشکیل می دهند. در "VR" کاربر از طریق یک هدست وارد دنیای پردازش می شود. "AR" به کاربر امکان مشاهده اشیا digital دیجیتال در فضای واقعی را می دهد و در "MR" کاربر می تواند با اشیا virtual مجازی تعامل کند. به عنوان مثال ، در اتاق خود یک پیانوی دیجیتالی بنوازید. این فناوری ها در دنیای سرگرمی سابقه طولانی دارند. تغییرات بزرگی در واقعیت مجازی در سال 2020 پیش بینی می شود. مشاغل همچنین به سرعت از فرصت های جالب این فناوری ها در آموزش ، شبیه سازی و جذب مشتری بهره می گیرند.

فناوری بلاک چین

بلاک چین فناوری نیست که بتوانید آن را در هر محیطی پیدا کنید. اما سرانجام ، سال 2020 می تواند آغاز یک تغییر اساسی برای این فناوری باشد. بلاکچین در اصل یک دفتر دیجیتال برای ثبت معاملات مالی است که به دلیل رمزگذاری و تمرکززدایی از امنیت بالایی برخوردار است. برخی از منتقدان اظهار داشتند که بلوک چین توانایی خاصی ندارد. اما سرمایه گذاری در چند شرکت بزرگ از جمله IM می تواند منجر به تصویب شرکت های کوچکتر شود. اگر فیس بوک سال آینده از بلاک چین استفاده کند ، شاهد پیشرفت چشمگیری در این فناوری خواهیم بود.

فناوری نانو ، گرچه با هوش مصنوعی ادغام و همگرایی دارد ، اما ما را به آینده ای هوشمند و پایدار رهنمون می کند و تجربه یک زندگی سبز رویایی را برای آینده فراهم می کند.

 استفاده از فناوری نانو در تمام زمینه های زندگی شخصی و اجتماعی دقیقاً همان نکته ای است که در سال های اخیر ذهن بسیاری از محققان و طراحان را به خود مشغول کرده است ، قسمت اول " گزارش های نانوتک چگونه شهرها را هوشمند می کند؟ " این سرویس جذاب و هیجان انگیز فناوری را بخوانید و اکنون به قسمت دوم این گزارش خواهیم رفت. به ما بپیوند!

در قسمت اول این گزارش ، ما نقش و تأثیر فناوری نانو در شهرهای هوشمند را توصیف می کنیم. در ادامه ، سعی خواهیم کرد به کاربردهای عینی این فناوری در اصول شهرهای هوشمند ، از بزرگراه ها و علائم جاده ای و ساختمان های آینده گرفته تا مراقبت های بهداشتی ، انرژی و غذا اشاره کنیم.

فناوری نانو این روزها به نوآوری دانشمندان در تولید مواد نانو فوق میکروسکوپی بسیار انعطاف پذیر ، رسانا و با دوام بسیار کمک کرده است. این نانومواد در نهایت به دستگاه های نانو یا ذرات ریزی تبدیل می شوند که منجر به پیشرفت های باورنکردنی در علم ، صنعت و به طور کلی همه جنبه های زندگی ما می شود.

با شرایط بهتر بازیافت و کیفیت ، مصالح ساختمانی هوشمند و انرژی سبز ، زندگی شهری به سمت پایداری بیشتر پیش می رود ، اما در این بین ، فناوری نانو نقش بسیار مهمی را ایفا می کند. زیرا با این فناوری می توان مصالح ساختمانی با خصوصیات مختلف تولید کرد؛ به عنوان مثال می توان با کمک فن آوری ویژه نانوالیاف ، بتونی تولید کرد که حالت خمشی داشته و از ریزش ساختمان هنگام زله جلوگیری کند.

این فناوری همچنین می تواند در بازیافت و تأمین انرژی نقش مهمی داشته باشد. سالهاست که متخصصان نانو به دنبال روشهای کارآمدتری برای ذخیره انرژی هستند و حتی در تلاشند انرژی خورشیدی را در مایعات ذخیره کنند.

بزرگراه ها و راه های هوایی مبتنی بر نانو

اجرای بزرگراه های مبتنی بر گرافن در مقیاس بزرگ ممکن است غیرقابل تصور و غیرقابل دستیابی به نظر برسد ، اما در رم ، ایتالیا ، یک کیلومتر خیابان از قبل به فناوری گرافن مجهز شده است. گرافن کاربردهای زیادی دارد و یکی از کاربردهای آن در ساخت جاده های آینده شهر افزودن آن به آسفالت است. وقتی مقدار بسیار کمی گرافن به آسفالت اضافه شود ، مقاومت آن بسیار زیاد می شود و عمر آسفالت از 6 به 12 سال افزایش می یابد ، و در برابر هر گونه تغییر ، از جمله تغییر اقلیم ، که یکی از مشکلات امروز بشر است ، برای پر شده. با دوام است

زندگی سبز و رویایی آینده را با دنیای فناوری نانو تجربه کنید / فناوری نانو چگونه شهرها را هوشمندتر می کند؟ + قسمت دوم

مصالح ساختمانی مبتنی بر نانو اکنون در بسیاری از ساختمان ها نه تنها برای افزایش انعطاف پذیری ساختمان بلکه برای مقاوم سازی آن در برابر تغییرات شدید هوا و آلودگی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از این مواد حتی دی اکسید کربن را از هوا جذب می کنند. در حقیقت ، فناوری نانو به ساخت ساختمانها کمک کرده و در برابر حوادثی مانند زله و حتی سونامی مقاوم تر هستند.

در آینده ، با رشد شهرها برای پذیرش جمعیت در حال رشد ، شهرها با سرعت بیشتری متحول می شوند و دوباره ، دوام و پایداری نانومواد برای آینده این شهرها منجر به روزهای هوشمندتر و سایر موارد می شود که در آن شهرداران و دولت ها باید هزینه تعمیر گودال ها را بپردازند ، این به تاریخ پیوست.

مراقبت های بهداشتی هوشمند مبتنی بر نانو

در آینده ، مراقبت های بهداشتی همگام با تکامل پزشکی نانو خواهد بود و اشکال جدیدی به خود می گیرد. به عنوان مثال ، حضور یک متخصص در یک مکان خاص یا زیرساخت های بزرگ دیگر لازم نیست. این فناوری یک سیستم جدید مراقبت های بهداشتی پایدار برای فضاهای شهری ایجاد می کند ، جایی که شاهد موفقیت های بزرگی در درمان برخی بیماری های معلولیت جسمی یا نقص جسمی خواهیم بود ، زیرا نانومواد به متخصصان و پزشکان کمک می کنند داروهای نانو پزشکی تولید کنند که هیچ تأثیری ندارد. ثانوی. و بدون ایجاد اختلال در عملکرد بقیه اعضای بدن ، بیماری های دژنراتیو را که در آن بیمار به مرور زمان دچار فلج عضله می شود ، مع یا کنترل می کند.

بیماری هایی مانند امارات ، آایمر و پارکینسون از جمله این بیماری ها هستند که در آینده با تزریق ساده هر دو سال با فناوری نانو درمان می شوند. در حقیقت ، پزشکی نانو می تواند مراقبت های بهداشتی را دموکراتیک کند و به همه افراد ، حتی افرادی که وضع مالی خوبی ندارند ، امکان استفاده از آن را بدهد.

پزشکی نانو در حال حاضر با کمک تحویل دارو ، تشخیص سیار ، روش های درمانی و درمانی جدید ، واکسن های نانو ، داربست های پوستی یا عضلانی ، ایمپلنت و پروتز و پروتز در حال پیشرفت است.

پزشکی از راه دور یا پزشکی از راه دور و پزشکی از راه دور با کمک شبکه های حسگر ، اپتیک نانومواد و اینترنت اشیا ((IONT) به پزشکان و جراحان امکان می دهد تا وضعیت بیماران خود را به صورت آنلاین کنترل کنند و حتی بیماران می توانند به این موارد کمک کنند. فن آوری های کنترل سلامت شما.

با کمک حسگرهای نانو می توان بیماری های همه گیر را نیز کنترل و کنترل کرد. اکنون ابزارهای جدید تشخیصی و درمانی برای درمان بیماری هایی مانند ویروس های ابولا و زیکا در حال تولید است تا از شیوع این بیماری ها جلوگیری کند ، اما فناوری نانو به ما کمک می کند تا در آینده درمان های هوشمندانه تری برای این نوع بیماری ها انجام دهیم. بیماری های مورد استفاده

گزارش RIC (برزیل ، روسیه ، هند و چین) پیش بینی می کند که استفاده بیش از حد از آنتی بیوتیک ها در انسان و حیوانات خطر ابتلا به سونامی سرطان را تا سال 2050 افزایش می دهد. با این حال ، فناوری نانو حتی قادر است ذرات پلاستیک یا آنتی بیوتیک ها را از غذا و آب آشامیدنی ما برای جلوگیری از ورود آنها به بدن ما. پزشکی نانو اکنون به ما کمک می کند تا با انواع سرطان ها به عنوان درمان های غیر تهاجمی مقابله کنیم.

زیرساخت های مبتنی بر نانو

در توسعه شهری ، ساخت و ساز قسمت مهمی از رشد آن است. نانومواد در این راستا روشهای کلیدی دارند. به عنوان مثال ، آنها در کامپوزیت هایی که به عنوان مصالح ساختمانی ، بتن و سیمان در ساخت و ساز استفاده می شوند ، مورد استفاده قرار می گیرند.

بسیاری از نانومواد دارای مقاومت کششی بالایی هستند و در صورت استفاده در مصالح ساختمانی ، می توانند ساختمان ها را حتی در شرایط فشار بالا و کشش سالم نگه دارند. این فناوری حتی می تواند از ساختمانها در برابر گرما و سرما شدید محافظت کند. با این حساب ، مناطق شهری ما بیشتر و با ثبات تر می شوند.

حتی علائم راه در آینده داده های مربوطه را ذخیره می کنند تا ایمنی بیشتری در جاده ها ایجاد کنند. چینی ها از جوهر نانولاتکس برای ایجاد علائم جاده ای استفاده می کنند تا بتوانند شرایط ترافیکی در سراسر دنیا را ردیابی کنند. این به طور چشمگیری شرایط محیطی ، ایمنی و جریان ترافیک را بهبود می بخشد.

یکی دیگر از کاربردهای مهم فناوری نانو در شهرهای هوشمند ، استفاده از مواد نانو در رنگ های زیستی است که به طور کلی دارای دو عملکرد خاص هستند. یکی رنگ هایی است که به عنوان پوشش های ضد خوردگی عمل می کند و دیگری جذب آلاینده های هوا و تبدیل آنها به گازهای سازگار با محیط زیست مانند اکسیژن است.

از آنجا که پراکندگی شهری باعث افزایش آلودگی هوا می شود ، رنگ های بیولوژیکی بهترین راه برای از بین بردن آلودگی هوا هستند.

منابع آب و انرژی مبتنی بر نانو

باتری یکی از مواردی است که نانومواد انقلابی در آن ایجاد کرده است. مواد نانو به باتری ها کمک می کند تا علاوه بر ایمنی طولانی مدت ، کارایی بیشتری داشته و در سیستم های بزرگتر نیز مورد استفاده قرار گیرند. یکی از مهمترین موارد استفاده باتری در وسایل نقلیه است. البته باتری های ماشین برقی امروزی خیلی دیر شارژ می شوند و خیلی زود تخلیه می شوند.

باتری های نانومواد ، سلول های سوختی و خازن های هیبریدی لیتیوم یون ، وسایل نقلیه آینده را شکل می دهند. زیرا آنها چرخه بهتری دارند و بعداً شارژ می شوند ، که باعث کارآیی بیشتر آنها می شود و می تواند انرژی بیشتری را نیز ذخیره کند.

از نانومواد حتی می توان در وسایل ذخیره انرژی در الکترونیک آینده استفاده کرد. وقتی نوبت به ذخیره انرژی می رسد ، اگر ابزارها از نانومواد ساخته شده باشند ، عمر طولانی تر و کاربردهای بیشتری دارند.

در مناطقی از جهان مانند آفریقا ، آسیای میانه و کالیفرنیا ، کمبود آب با فناوری های جدید نانو قابل رفع است. این فناوری در حال تبدیل منابع آب در شهرهایی است که شرایط جوی نامساعد و کمبود آب دارند. امروزه بیش از 2 میلیارد نفر در جهان بدون دسترسی به آب تمیز زندگی می کنند و فناوری نانو این کمبود را جبران می کند.

غذاهای مبتنی بر نانو

در حال حاضر از نانومواد در بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود ، اما دانشمندان به دنبال راهی برای استفاده از این فناوری در تهیه غذا نیز هستند. بدیهی است که قبل از این ، مطالعات ایمنی و استاندارد سازی باید در این زمینه انجام شود تا برای بدن انسان یا محیط زیست مضر نباشد ، اما با وجود توسعه و وجود فن آوری های جالب و مهیج ، نانومواد حتی می توانند طعم ، بافت و رنگ مواد. این ماده برای کپسول سازی ویتامین ها و مواد مغذی و همچنین افزودن مواد مغذی به نوشیدنی ها استفاده می شود. بدون تغییر طعم یا رنگ.

فناوری نانو همچنین می تواند کمک زیادی به کاهش نمک و شکر لازم در غذا کند. اروپا قبلاً در تولید گوشت و ماهی مبتنی بر نانوذرات در آزمایشگاه پیشرفت چشمگیری داشته است تا از ورود آنتی بیوتیک ها و ذرات پلاستیک به زنجیره غذایی جلوگیری کند ، بنابراین انتشار دی اکسید کربن ، تولید زباله و تأثیر روی. چرا کنید. با این حال ، فناوری نانو نیز تأثیر بسزایی در محیط و فضای سبز و طبیعت خواهد داشت.

زندگی مبتنی بر نانو

ما در جهانی زندگی می کنیم که با یک انقلاب رسانه دیجیتال روبرو هستیم که در آن داده ها کلید بسیاری از فناوری های نسل جدید در فضاهای شهری است. فناوری نانو به ما امکان می دهد تا از این داده ها استفاده کرده و مردم خود را در زمان واقعی آگاه و آموزش دهیم.

خانه ها ، لباس ها و حتی بدن ما می تواند این داده های مبتنی بر نانو را در زمان واقعی دریافت کند تا در مورد سلامتی ، انرژی ، غذا ، حمل و نقل ، زیرساخت ها ، منابع آب ، آموزش ، امنیت ، ارتباطات و امور اقتصادی هوشمندانه عمل کنیم. حتی فرهنگ و میراث فرهنگی ما نیز با کمک این فناوری محافظت می شود. فناوری های نانو ویژگی های منحصر به فردی دارند که می توانند برای محافظت از میراث فرهنگی و اماکن باستانی مورد استفاده قرار گیرند.

بنابراین با تمام ابزارها و فناوری های هوشمندی که در آینده ای دور در اطراف ما وجود خواهند داشت ، به راحتی می توان گفت که زندگی هوشمندانه ای در شهرهای هوشمند خواهیم داشت.

ما در حال ورود به یک دوره هیجان انگیز از این جهان هستیم و فناوری نانو با تلفیق و همگرایی با هوش مصنوعی ، اطلاعات دیجیتالی و یادگیری ماشین ، ما را به سمت آینده ای هوشمند و پایدار سوق می دهد.

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو ، فناوری نانو این روزها به نوآوری دانشمندان در تولید مواد نانو فوق میکروسکوپی بسیار انعطاف پذیر ، رسانا و با دوام کمک زیادی کرده است. این نانومواد در نهایت به دستگاه های نانو یا ذرات ریزی تبدیل می شوند که منجر به پیشرفت های باورنکردنی در علم ، صنعت و به طور کلی همه جنبه های زندگی ما می شود.

تا به امروز ، بیشتر فناوری های نانو بر روی به روزرسانی فن آوری های موجود تمرکز داشته اند تا مواد را کوچکتر ، سریعتر یا سبک تر کنند ، اما اکنون ما وارد دوره ای هیجان انگیز می شویم که فناوری نانو به طور چشمگیری طرز فکر ما را تغییر می دهد. در مورد چگونگی کار کردن ، زندگی و بازی و همچنین ایمنی و سلامتی محیط زیست ما. تا حدی که بنیاد جهانی نانو آن را به عنوان علمی بسیار كوچك و مفید برای همه تعریف كرده است.

پل استنارد ، رئیس بنیاد جهانی نانو ، معتقد است که فناوری نانو با تلفیق و همگرایی با هوش مصنوعی ، اطلاعات دیجیتالی و یادگیری ماشین ، ما را به آینده ای هوشمند و پایدار می رساند.

فناوری نانو چه تاثیری بر شهرهای هوشمند خواهد گذاشت؟

اگر پیشرفت های اخیر جامعه و علم را مهمترین پیشرفت امروز جهان بدانیم ، باید بگوییم که در آینده شهرهای هوشمند توسعه می یابند تا بتوانند جمعیت بیشتری را در خود جای دهند و بسیاری از فرایندهای شهری را به صورت خودکار و خودکار انجام دهند. فناوری نانو در حال حاضر با گسترش در حوزه های مختلف ، جنبه های مختلف زندگی شهری را تحت تأثیر قرار داده است و این امر در سالهای آینده آشکارتر خواهد شد.

تقریباً همه شهرهای جهان از فناوری های جدید استفاده می کنند ، اما بیشتر تمرکز آنها بر تقویت مدل ها یا زیرساخت های موجود است. در حالی که شهرهای هوشمند واقعی نه تنها قادر به اجرای فن آوری های موجود و شبکه های زیرساخت هوشمند در آینده نخواهند بود ، بلکه انقلابی در شهرنشینی نیز ایجاد خواهند کرد. به عنوان مثال ، با ورود نانومواد مانند گرافن ، باتری های گرافن و حسگرهای نانو تولید شده اند که از زیرساخت های جاده ای استفاده می کنند و علاوه بر شارژ وسایل نقلیه در حال حرکت ، ترافیک را مدیریت می کنند و از اطلاعات به گونه ای استفاده می کنند که انرژی کمتری از مردم گرفته می شود و وسایل نقلیه شهری.

شهرهای هوشمند

شهرها بیشتر و بیشتر خودکار می شوند تا جایی که در نهایت به شهرهای هوشمند تبدیل می شوند. با این حال ، هنوز توصیف بهتری از شهرهای هوشمند وجود ندارد. از طریق استفاده از فن آوری های هوشمند ، شهرها به سمت اتوماسیون ، اینترنت اشیا ، داده های بزرگ و الگوریتم های یادگیری ماشین در حال حرکت هستند و با گذشت هر روز ، شاهد تغییرات زیادی از توسعه زیرساخت های موجود به مرحله متلاشی شده زندگی شهری.

در جایی که از این شبکه های هوشمند به طور گسترده استفاده می شود ، داده های جاسازی شده و ابزارهای یادگیری ماشین را پیدا می کنیم که به انقلاب صنعتی چهارم (صنعت 4.0) شکل می دهند. انقلاب صنعتی چهارم این امکان را دارد که بسیاری از فرایندهای صنعتی را تحت الشعاع قرار دهد ، از تولید محصول گرفته تا فرایندهای مهندسی ، که در نهایت منجر به تغییر یا به عبارت دیگر تحول مستقیم در زندگی شهری خواهد شد.

چگونه فناوری نانو شهرها را هوشمندتر می کند؟ / با "علم فوق العاده کوچک" + قسمت اول وارد دنیای مهیج شوید

این انقلاب شامل توانایی پیش بینی و بهبود شرایط نگهداری ، نظارت اتوماتیک بر فضای داخلی ساختمان ، از تجهیزات گرمایش و سرمایش و رطوبت گرفته تا مراقبت های بهداشتی شخصی و محیطی و همچنین نرم افزارهای کارآمدتر برای ردیابی است. برای اهداف امنیتی طراحی شده است.

از دیگر جنبه های شهر هوشمند که در هیچ یک از دسته های فوق قرار نمی گیرند ، نظارت دقیق بر سلامت سازمانی ساختمان ها و شبکه های هوشمند ترافیک در اطراف شهرها خواهد بود.

از این موارد می توان برای بسیاری از اهداف دیگر استفاده کرد ، از جمله حفاظت و حفاظت از یک شهر از نظر زیست محیطی و اقتصادی. یکی از مهمترین عوامل در شهرهای هوشمند اتصال سنسورهای شهری است. تمام مناطق و قسمتهای شهر هوشمند ذکر شده در بالا مربوط به طیف وسیعی از سنسورها است که اطلاعات محلی محلی را ارائه می دهند و با اتصال به اینترنت می توانند این اطلاعات را در مسافت های طولانی انتقال دهند.

این اطلاعات فقط یک بار ارسال می شود ، اما همزمان توسط نرم افزار مربوطه ذخیره می شود تا استخراج شود و برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

شهرها خیلی زود هوشمند می شوند

فناوری نانو از تمام قدرت علمی خارق العاده خود در این زمینه استفاده می کند و به این حسگرهای کوچک امکان مدیریت حجم زیادی از اطلاعات را روی سیستم عامل های مختلف می دهد. به عنوان مثال ، جهان اکنون به سمت فناوری نسل پنجم در حال حرکت است ، اما این شبکه های جدید مبتنی بر تفکر قدیمی هستند ، نه تفکر شهر هوشمند! شهرهای هوشمند در حال ظهور از جهان برای انتقال اطلاعات بیشتر در مقیاس شبکه های نسل پنجم در مقیاس صنعتی با تکیه بر کابل های فیبر نوری پیشرفته هستند. این فناوری اکنون قبل از پیاده سازی توسط فناوری نانو رد می شود.

فناوری موج میلیمتر مبتنی بر نانو که توسط مهندسان ناسا برای شبکه نسل پنجم توسعه یافته است ، می تواند از امواج رادیویی برای انتقال داده ها بدون نیاز به زیرساخت یا ایجاد اختلال در سیستم های شهری استفاده کند. فناوری نانو از فناوری موج میلی متر برای ایجاد "شبکه فیبر مجازی" استفاده می کند که نیازی به زیرساخت ندارد و در انتقال داده ها تداخلی ایجاد نمی کند. این دستاورد به سرعت شهرها را به شهرهای هوشمند تبدیل می کند که مدیریت آنها بسیار کارآمدتر خواهد بود. جالب است بدانید که نصب و پیاده سازی شبکه فیبر مجازی بسیار سریعتر و آسان تر از روشهای فعلی است. این فناوری در بنیاد جهانی نانو در حال آزمایش است و به زودی در شهرهای هوشمند اجرا خواهد شد.

درست است که مهندسی و نرم افزار هستند که فرآیند را هوشمند می کنند ، اما شبکه های هوشمند برای حرکت بیشتر به اطلاعات دقیق تر نیاز دارند. حسگرهای ساخته شده از مواد نانو بسیار حساس تر از حسگرهای غیر نانو هستند و این نقطه آغازین است که با استفاده از داده های دقیق تر و کاربردهای نرم افزاری پیچیده تر ، نانو شهرهای آینده را شکل می دهد. با این حال ، روند بهبود شهرها به بخشهای بیشتری و همکاری نزدیک آنها احتیاج دارد و فناوری فناوری نانو بدون ایجاد اختلال در زیرساختهای دوره گذشته نوآوری ، شهرها را هوشمندتر می کند.

گرچه فناوری نانو آنقدر کوچک است که برای چشم انسان قابل مشاهده نیست ، اما به اندازه کافی قدرت دارد که می تواند اطلاعات زیادی تولید کند. نانومواد جدیدی که برای زندگی هوشمند ساخته شده اند همچنین می توانند از نظر انرژی ، امنیت ، تولید پایدار مواد غذایی ، مراقبت های بهداشتی ، آموزش ، رسانه ها ، مالی دیجیتال ، داده های بزرگ ، سیستم های حمل و نقل و منابع آب ، محیط ما را کنترل کنند.

اینترنت اشیا در راه است

حوزه دیگری که فناوری نانو در آن به هوشمندتر شدن شهرها کمک می کند ، اینترنت اشیا (IONT) است. IONT مفهومی مشابه اینترنت اشیا یا اینترنت اشیا دارد که متشکل از شبکه های حسگر به عنوان مراکز جمع آوری اطلاعات ، روترها به عنوان فرستنده های داده از راه دور و نرم افزار پیشرفته است.

در حالی که اینترنت اشیا زیر مجموعه ای از حجم گسترده ای از داده است که به شبکه های داده اینترنت اشیا نیز متصل می شود ، ابزاری پویا برای برنامه های نظارت بر محیط از راه دور ، شخصی سازی دارو ، تجهیزات پزشکی و مراقبت های بهداشتی اولیه است. در حقیقت ، فناوری با ظهور ابزارهای پیشرفته تشخیصی در خانه یا تلفن های همراه ، انقلابی در مراقبت های بهداشتی ایجاد خواهد کرد. این بدان معناست که در آینده با کمک این فناوری و از طریق تلفن های همراه قادر به تشخیص بیماری های خود خواهیم بود و در واقع این دستگاه ها سلامتی ما را به صورت واقعی یا بصورت آنلاین کنترل می کنند.