Каждый из нас хотя бы раз в жизни читал фантастическую книгу или смотрел фильм о светлом – или не очень – будущем. И какой бы вариант развития человечества ни описывался в этих произведениях, их объединяло одно: технические средства, созданные фантазией авторов и намного превосходящие все привычное для нас. Роботы, летающие машины, солнечные батареи, снабжающие энергией целые города, доспехи солдат, обеспечивающие в случае необходимости полную невидимость, компактные устройства, позволяющие жить под водой – все это еще недавно виделось нам делом далекого будущего. Однако сегодня наука и техника развиваются настолько стремительно, что практически каждый день какая-нибудь «фантастическая» вещь становится реальностью. И люди постепенно привыкают, что будущее, которого он так ждали, уже наступило.
Еще пару-тройку десятков лет назад мобильные телефоны, портативные компьютеры или огромные библиотеки, умещенные на крошечный носитель, относились исключительно к миру фантастики. Сегодня же компактной «трубкой», позволяющей связываться с людьми из любой точки мира, планшетом или электронной книгой уже никого не удивишь. Да и виртуальная реальность, предсказанная писателями и сценаристами еще в прошлом веке, уже соседствует с привычным для нас миром. Вполне возможно, что скоро и другие вещи из фильмов о будущем станут доступны всем желающим.
За миг до взлета
Японских инженеров из Токио и Нагои, должно быть, в юности очень впечатлил летающий скейтборд Марти Макфлая – героя снятого в далеком 1985 году фильма «Назад в будущее». И недавно они заявили, что вскоре представят общественности подобное устройство.
Сложно предположить, каков был принцип работы киношного прототипа, однако находчивые японцы выбрали в качестве подъемной силы для своего изобретения… звук. Вернее, ультразвук частотой 20 кГц, практически неслышимый для человеческого уха. По их идее, звуковые волны смогут достичь такой интенсивности, что будут отталкивать от земли материальные объекты. Правда, на то, чтобы поднять человека, мощности устройства пока не хватает. Но первые опыты оказались вполне успешными: инженерам удалось сделать так, чтобы несколько винтов и гаек, небольшая деревяшка, мелкие электронные устройства и даже капля воды зависли в воздухе.
Однако заставить объекты левитировать, то есть зависать, не касаясь опоры, и «научить» их перемещаться – это разные вещи. Для того чтобы «скейтборд Марти Макфлая» действительно летал, к нему пришлось добавить еще один направленный излучатель ультразвука, генерирующий звуковой луч, который «отталкивается» от земли под углом, тем самым приводя зависшее в воздухе устройство в движение.
Означает ли это, что скоро на прилавках магазинов появятся летающие средства передвижения? Вполне вероятно. Правда, произойдет это не завтра: для того чтобы поднять человека, требуется гораздо больше энергии, чем для левитации гайки или капли воды. Однако энтузиасты из Японии упорно работают над улучшением своего изобретения, и это позволяет надеяться, что достаточно скоро каждый из нас сможет полетать наяву.
«Тритон» на батарейках
Создатель этого устройства, скорее всего, свою идею тоже почерпнул из кино. Правда, снятого несколько позже – в 1999 году. Вернее, из крохотного момента, незначительной детали, придуманной авторами фильма «Звездные войны. Эпизод I: Скрытая угроза». Перед тем как нырнуть в озеро, герои вставляют в рот загубники, к которым прикреплены небольшие устройства, обеспечивающие людей воздухом.
Насколько удобнее, чем громоздкое снаряжение для погружений! Не нужно таскать на спине тяжелые баллоны, нет никаких трубок! Должно быть, именно об этом задумался дизайнер Джебьюн Йон из Кореи. И не просто задумался, а взялся за разработку подобного устройства. И у него получилось! С помощью корейского ноу-хау – кислородного респиратора Triton – люди смогут в полном смысле этого слова дышать под водой.
Из школьного курса биологии мы знаем, что рыбы дышат кислородом, растворенным в воде. Теперь Джебьюн Йон научил людей делать то же самое. Его устройство состоит из пластикового загубника, который достаточно прикусить, чтобы включить респиратор, и двух деталей, отходящих от него в стороны и представляющих собой что-то вроде искусственных рыбьих жабр. Сквозь небольшие щели в них попадает вода – прямо на фильтры, отверстия которых меньше молекулы воды и не пропускают ее к дыхательным органам человека. Кислород же проходит свободно и в достаточном количестве для дыхания взрослого человека. А «отработанная» вода просто выбрасывается обратно, освобождая место для новой порции.
При этом Triton может не просто снабжать человека кислородом, но еще и делать запас, с помощью миниатюрного компрессора нагнетая живительный газ в резервуар под давлением. Разумеется, надолго этого не хватит, зато пополнить можно прямо в воде. Работает компрессор от маленькой, но очень емкой батареи, которая сама по себе удивительна.
Эту микробатарею смело можно назвать аккумулятором нового поколения. При размере, который в 30 раз меньше, чем у батарей аналогичной емкости, она еще и способна заряжаться примерно в 1000 раз быстрее!
Картины без холста
В наше время инженеры едва ли не каждый день радуют жадных до всяческих новинок потребителей новыми изобретениями. Но о пользе некоторых из них можно спорить до хрипоты. Одним из таких «спорных» устройств, например, стал 3doodler. Впрочем, этот оригинальный предмет, живо напоминающий о трехмерных голографических изображениях, заменивших в книжном «будущем» рисунки и фотографии, может, и не решит глобальных проблем человечества, но уж точно принесет много радости креативным людям и развлечет детвору. А заодно и существенно облегчит работу представителям ряда творческих профессий – например, модельерам, архитекторам или дизайнерам интерьеров.
О том, что такое 3d-принтер, знает сегодня каждый. Эти устройства давно завоевали популярность и все активнее используются в промышленности, медицине и даже кулинарии. Однако следует признать, что пока они довольно громоздкие и весьма дорогие, так что приобрести себе их сможет далеко не каждый. Да и пользоваться ими нужно еще научиться.
Зато 3doodler гораздо компактнее и дешевле – сейчас он стоит около 75 долларов, но его разработчики, компания Wobbleworks, обещают: вскоре их разработка начнет выпускаться массово, так что цена упадет еще сильнее. А его использование не требует никаких специальных навыков, разве что умения рисовать.
Конечно, и возможностей у этого устройства поменьше – ведь это отнюдь не принтер, а всего-навсего ручка, с помощью которой можно создавать трехмерные изображения. Небольшой – сравнимый по габаритам с толстым маркером – приборчик работает практически по тому же принципу, что и клеевой пистолет. Он заправляется быстро засыхающими обычными или био-чернилами, которые можно не только наносить на любую поверхность, но и рисовать ими замысловатые фигуры прямо в воздухе, предоставив будущей 3d-конструкции лишь точку опоры.
Дворец из принтера
Впрочем, и сама технология 3d-печати не стоит на месте. Принтеры, способные производить объемные «изображения», находят все новые области применения. Недавно у профессора Бероха Хошневиса из Университета Южной Калифорнии (США) возникла идея использовать такое устройство… в строительстве! Он предлагает буквально «печатать» целые здания или их части, которые потом будет легко смонтировать – как конструктор «лего».
Это напоминает уже даже не научную фантастику, а восточные сказки о джиннах, возводящих чудесные дворцы в мгновение ока. По задумке профессора Хошневиса, по периметру участка, где планируется построить дом, должны быть уложены рельсы. Прямо на них – смонтированы специальные подъемные краны, на которых вместо тросов с крюками будут закреплены гигантские сопла 3d-принтеров. Именно они будут слой за слоем «печатать» стены и перекрытия будущего здания в соответствии с программой. Чернилами для этих устройств послужит бетонная смесь, а благодаря тому, что сопла смогут менять направление, этот гигантский принтер сможет возводить не только прямоугольные «дома-коробки», но и изогнутые стены, вычурные фасады с колоннами – словом, все, что архитекторы заложат в его программу: от типовой «коробки» до сказочного замка. Конечно, потребуются еще дополнительные манипуляторы, которые будут укладывать балки и коммуникации.
Это изобретение действительно способно произвести революцию в строительной отрасли. Дело в том, что возведение зданий – начиная с одноэтажных домиков и заканчивая небоскребами – до сих пор «ручная работа». Да, подъемные краны, бетономешалки и многие другие приспособления сильно облегчили труд строителей, но все-таки автоматизация еще толком не проникла в эту сферу. В результате строительство до сих пор остается весьма долгим, дорогим и трудоемким процессом. А обратившись к статистике, мы поймем, что он еще и не безопасен: именно на стройках рабочие чаще всего получают травмы и гибнут.
В этой ситуации так называемое контурное строительство открывает перед людьми совершенно новые перспективы. В первую очередь, возведение зданий может быть ускорено в десятки раз. Так, профессор Хошневис утверждает, что даже сейчас с помощью его устройства можно будет возвести 2-этажный дом площадью 700 м2 всего за сутки! Причем без трудоемких работ – для управления строительным принтером необходима всего пара обученных специалистов. К тому же сократится расход материалов – специалисты оценивают экономию примерно в 30%. Да и стоимость этого строения в результате будет примерно на четверть ниже.
К слову, подобным образом специалисты NASA предлагают возводить сооружения на Луне и Марсе. Правда, следует учитывать, что требования к домам для первых внеземных колонистов совершенно особые, так что процесс придется еще доработать. Тем не менее, специалисты из аэрокосмического агентства весьма заинтересовались исследованиями профессора Хошневиса и даже выступили спонсором его проекта.
Правда, не все приняли изобретение с радостью. У этой медали есть и оборотная сторона: внедрение «строительных принтеров» может обернуться безработицей – ведь квалифицированные каменщики, операторы подъемных кранов и рабочие многих других специальностей при таком раскладе окажутся просто не нужны. Однако автор проекта успокаивает: при возведении «распечатанных» домов тоже потребуется пресловутая ручная работа, хотя и несколько другого плана. Так что одно-единственное изобретение в перспективе приведет к появлению десятков новых, еще не существующих профессий.
Электричество без розеток
Даже в самом полезном изобретении немного толку, если оно не применяется на практике. В этом отношении примером для всего мира может служить Китай: быстро развивающаяся экономика Поднебесной просто не может себе позволить такой роскоши – взять и положить на полку какую-нибудь разработку. Особенно такую, которая способна сэкономить огромное количество ресурсов и денег.
Одна из них – «зеленые» фонари уличного освещения – уже завоевывает место под солнцем на улицах Шанхая. Причем Солнце в данном случае действительно необходимо: работает новинка именно на солнечной и ветровой энергии, как оборудование из далекого будущего, описанное во множестве фантастических произведений. Солнечно-ветровые панели нового поколения с яркими, но потребляющими мало энергии светодиодными лампочками устанавливают пока в основном на парковках и вдоль шоссе, ведущих в город. Причем их даже не нужно включать: «умные» встроенные датчики самостоятельно заставляют фонари загораться с наступлением темноты.
Однако и это еще не все. Батареи, на которых работает эта уличная подсветка, на удивление эффективны и функционируют даже в пасмурную погоду. Так что энергии фонарям не просто хватает – ее может оказаться даже слишком много. Впрочем, предприимчивые китайцы решили эту проблему самым очевидным образом – подключили панели к городской системе электроснабжения, чтобы «лишняя» энергия отправлялась туда.
Разумеется, на достигнутом жители Шанхая не остановятся: они планируют постепенно перевести на такие фонари весь город. И то, что раньше было солидной статьей расходов для городского бюджета, вполне возможно, обернется уже в самом ближайшем будущем солидной прибылью. А заодно и побережет экологию, нагрузка на которую в современном мире все выше.
«Чернила» из-под крана
Впрочем, Поднебесная действительно внимательно относится к состоянию окружающей среды, и китайские ученые разрабатывают все больше технологий, учитывающих воздействие на экологию. Но одно из их недавних изобретений выделяется на общем фоне.
Историки утверждают, что бумага пришла к нам из Китая. А недавно химики из Цзилиньского университета в Чанчуне совершили это изобретение заново. На свет появилась бумага нового состава, приспособленная для того, чтобы на ней можно было писать обыкновенной водопроводной водой! Во внутренний слой каждого листа ученые поместили экологически чистый краситель. Попадая на него, влага впитывается, растворяет «чернила» и заставляет их проступать наружу в виде яркой, хорошо видимой пигментации. Дополнительным бонусом является то, что исписанные листы можно снова сделать чистыми и использовать повторно. Для этого достаточно просто нагреть бумагу – например, прогладив ее утюгом.
Автор идеи и создатель этой новинки Шон Сяо-Ань Чжан объяснил, что его разработка преследовала две цели. Во-первых, снизить нагрузку на экологию – когда его изобретение получит распространение, людям понадобится гораздо меньше бумаги, поскольку ее можно будет использовать много раз. А это значит, ее производство – а значит, и вырубку лесов – можно будет существенно уменьшить. Да и потребление чернил сократится – а ведь их производство отнюдь не безвредно для экологии.
Второй целью китайского ученого стало снижение стоимости печати – и он достиг ее. Оказалось, что при массовом производстве такая бумага будет обходиться дешевле, чем традиционная вкупе с чернилами. По подсчетам специалистов, цена каждого печатного листа упадет примерно в 17 раз!
Какое фантастическое произведение приходит на ум в связи с этим изобретением? Пожалуй, это целый ряд книг, описывающих мир, где заботятся об окружающей среде и берегут планету, на которой живут.
Это лишь немногие из вещей, появление которых шаг за шагом приближает нас к будущему. Но с каждым днем их все больше. Уже сегодня мы живем в мире, где возможен конкурс человекоподобных роботов – как раз такой недавно прошел в американском Майами. А уже завтра мы, возможно, увидим на улицах наших городов «умные» машины, которым не требуется водитель: достаточно задать им конечную точку маршрута – и они сами привезут туда своих пассажиров. А учитывая, что каждое изобретение сегодня стараются поскорее поставить на поток, совсем скоро каждому человеку станут доступны многие новинки, о которых мы сегодня можем только мечтать.
Мир меняется – с этим уже никто не может поспорить. То, что еще недавно казалось далеким будущим, становится нашим настоящим. И многочисленные изобретения талантливых разработчиков делают его светлым и радостным. Ведь каждая из этих новинок направлена на то, чтобы сделать жизнь людей легче, комфортнее и безопаснее.
