Чуть больше сотни лет назад лавина научных открытий и изобретений навсегда изменила картину мира. На дорогах появились автомобили, в домах – электрические лампочки и телефоны, человек покорил небо и спустился в морскую пучину…
С тех пор многое изменилось – сконструированы новые приборы, разрабатываются космические технологии, развивается Интернет, – однако в главном мир до сих пор оставался таким, каким люди сделали его в конце XIX века. Надолго ли? Ведь наука открывает перед человечеством новые горизонты. Уже сегодня специалистами в совершенно разных областях создано множество вещей, которые в недалеком будущем полностью изменят облик нашей планеты.
Что побуждает человека изобретать, заниматься наукой, искать ответы на вопросы? Отчасти – простое любопытство, без которого мы вряд ли вообще обрели бы разум. Однако очень часто новые технологии становятся ответом на изменяющиеся условия, решением проблем, которые грозят человечеству бедой.
И одной из этих проблем, по мнению демографов, в самом скором времени станет перенаселение.
Вертикальные фермы
Ученые уже давно бьют тревогу: мол, через несколько десятков лет люди начнут испытывать недостаток ресурсов. И речь даже не идет об истощающихся запасах нефти и газа: скоро нам перестанет хватать самого основного – пахотных земель. Человечеству будет грозить голод.
Эти опасения имеют под собой все основания. По прогнозам демографов, уже к 2050 году население планеты вырастет почти в полтора раза – нас станет 10 млрд.! И чтобы обеспечить всех этих людей пищей, потребуется около 10 млрд. гектаров сельскохозяйственных угодий в дополнение к уже имеющимся. А между тем, практически каждый клочок пригодной к обработке земли давно освоен. А 15% некогда урожайных пашен, по словам специалистов, совершенно истощены. Чтобы удовлетворить растущие аппетиты человечества, придется вырубать леса, осушать болота – и экологическая катастрофа будет неминуема…
Однако выход известен уже сегодня. Идея возведения в мегаполисах так называемых вертикальных ферм приобретает все большую популярность в кругах специалистов по сельскому хозяйству, экологов и архитекторов.
Впервые эта концепция была озвучена профессором микробиологии и экологии Колумбийского университета Диксоном Деспомьером в апреле 2007 года. В статье ученого, опубликованной в New York Magazine, говорится, что специалистам понадобится всего 10 лет на разработку и внедрение проекта сельскохозяйственных комплексов нового поколения. Они, по замыслу ученого, соединят в себе все новейшие сельскохозяйственные тенденции и разработки в области строительства так называемых «зеленых» зданий. Идея заключается в том, чтобы, используя энергию солнца и ветра, создать в гигантской многоэтажной ферме-теплице идеальные условия для выращивания овощей, фруктов и злаков. Более того, в таких же комплексах планируется разводить и животных, которые будут получать корма с местных гидропонных «грядок», а заодно обеспечивать их удобрениями.
Промышленное разведение сельскохозяйственных культур в закрытом помещении связано с множеством проблем. Например, довольно сложно обеспечить необходимое количество почвы. Но для проекта, разработанного Деспомьером и его последователям, это и не потребуется: вертикальные фермы планируется делать целиком гидропонными или аэропонными.
Оба эти метода обеспечивают возможность культивировать растения без почвы. В первом случае их корни погружаются в воду, в которой растворены все минералы и питательные вещества, необходимые для роста и вызревания плодов. Во втором все еще необычнее: корни растения остаются совершенно открытыми, их только опрыскивают питательным раствором, не давая пересыхать или «голодать».
В чем же преимущества вертикальных ферм? По словам ученых, работающих в группе профессора Деспомьера, их множество. В первую очередь, многоэтажные здания дадут возможность получить высокие урожаи, используя сравнительно небольшую площадь. Кстати, высокая урожайность гидропонного способа культивации растений уже частично подтверждена. На экспериментальной вертикальной гидропонной ферме, возведенной во Флориде, с одного акра (около 4000 кв. м) земли, занятой под застройку, уже сегодня получают такой же урожай, как обычные фермеры с 30 акров! И это, по мнению специалистов, только начало. Ведь на ферме, не зависящей от смены сезонов и капризов погоды, можно собирать по 2–3 урожая в год! И растения будут застрахованы от болезней и вредителей.
Профессор Деспомьер уверен: человечеству стоит перевести все сельское хозяйство в такой многоэтажный формат. А освободившиеся земли, по его замыслу, следует засадить лесом и тем самым восстановить экологический баланс, который уже пошатнулся по вине человека.
Кроме того, вертикальные фермы помогут человечеству сэкономить пресную воду. Сегодня сельское хозяйство потребляет основную массу этого ценного ресурса. Гидропоника же, согласно подсчетам экспертов, снизит его потребление аж в 10 раз! Почему? Все очень просто. Вода, которую сегодня используют для полива растений, только частично достается им. Еще часть испаряется или стекает в ручьи и реки, то есть расходуется зря. А заодно уносит с собой органические и минеральные вещества, которые загрязняют водоемы и усугубляют без того острую проблему. На гидропонных же фермах вода будет использоваться по так называемому закрытому циклу – очищаться, заново смешиваться с питательными веществами и возвращаться на «грядки». Что же касается аэропоники, то, по расчетам специалистов, для нее потребуется еще меньше воды.
То же можно сказать и о снижении энергетических затрат на производство сельхозпродукции. Ведь при традиционном земледелии поле нужно распахать и засеять, а затем – собрать урожай и доставить его к потребителю. И все это делают машины, которые требуют заправки. И это не считая прополки, борьбы с вредителями и прочего ухода за растениями – что тоже редко делают вручную.
Новые комплексы планируется размещать прямо в городах, таким образом снимается проблема доставки. Кроме того, на вертикальных фермах не придется обрабатывать землю – гидропонные «грядки» и так всегда готовы к высаживанию растений.
Разумеется, энергия будет тратиться и там – на работу автоматов, которые, согласно замыслу разработчиков, должны следить за микроклиматом в здании, обеспечивать циркуляцию воды и воздуха и выполнять множество других задач. Однако эту проблему решат солнечные батареи и ветряки на крыше. А в подвалах планируется разместить установки по переработке продуктов жизнедеятельности животных и растений в удобрения и биогаз. Кстати, это попутно решит проблему отходов.
Между прочим, концепция «зеленых» зданий интересует экологов и архитекторов не только в приложении к сельскому хозяйству. Сегодня существует множество проектов жилых домов, отелей и офисов, использующих энергию ветра и солнца и создающих иллюзию близости к природе.
Одну из таких идей предложила архитектор Джоанна Борек-Клемент. Она спроектировала систему небоскребов Sky-Terra. Их крыши будут представлять собой огромные прогулочные зоны, до которых не доберется городской смог. Более того, эти парки соединятся галереями, по которым жители домов смогут прогуливаться или перебираться, например, из дома на работу в соседнее здание.
К тому же сельскохозяйственные комплексы будут предельно автоматизированы, а значит, снизится количество людей, занятых в производстве пищи. Это тем более актуально, что все больше жителей деревень стремится в мегаполисы и предпочитает осваивать «городские» профессии. Так что традиционным земледелием скоро некому станет заниматься. Ну а творческий подход архитекторов к решению задач, поставленных перед ними экологами и агрономами, дополнит городские пейзажи новыми удивительными сооружениями.
Несколько вертикальных ферм уже спроектированы. Одну из них планируется возвести в Нью-Йорке, на острове Рузвельта. 160-метровый небоскреб Dragonfly – «Стрекоза», – спроектированный бельгийцем Винсентом Каллебо, будет выглядеть как пара сложенных стрекозиных крыльев. На каждом из 132 этажей здания планируют выращивать одну определенную культуру.
Не менее интересен проект, разработанный шведско-американской компанией «Plantagon». Здесь внутри высокого купола разместится платформа, поднимающаяся вверх по спирали. На ней и будут размещены гидропонные установки.
А вот южнокорейские архитекторы представили проект животноводческой вертикальной фермы. На каждом этаже-платформе будет расти какая-то кормовая культура. Сначала туда будут выпускать крупный рогатый скот, затем коз или овец, которые могут пастись там, где коровам уже нечего делать. А в это время на свободных этажах начнут готовить новые «пастбища».
Электрические костюмы
Угроза перенаселения и голода – дело совсем недалекого будущего. Но гораздо раньше, как полагают специалисты, человечество может столкнуться с энергетическим кризисом.
С каждым годом в наших домах появляется все больше высокотехнологичных приборов. Какой цивилизованный человек сегодня может представить свою жизнь, например, без холодильника? Или, скажем, без телевизора, ставшего для многих символом домашнего уюта и вечернего отдыха. Стиральная машина, микроволновая печь, кондиционер, компьютер призваны облегчить жизнь человека. Но при этом потребляют уйму электроэнергии! Прибавьте многочисленные гаджеты – и вы получите просто огромные затраты энергии. При этом не стоит забывать и о том, что электричество используется не только в домах и офисах. Общественный транспорт – метро, трамваи, троллейбусы – питается от той же городской сети. Электричество приводит в действие станки на заводах, кассовые аппараты в магазинах, медицинские приборы в больницах… Словом, если грянет энергетический кризис, человечество окажется беспомощным.
Проблему дефицита электроэнергии сейчас решают все кому не лень. Ученые ищут способы наиболее эффективно использовать силу ветра и воды, солнечный свет и даже огромную мощь землетрясений, вулканов и цунами. Однако, возможно, все намного проще?
Задумывались ли вы о том, сколько электроэнергии потребляют мелкие гаджеты? Казалось бы, совсем немного. Но это по отдельности. А если у каждого члена семьи по мобильнику? А если у кого-то еще и электронная книга, аудиоплеер, фотоаппарат? Получается не так уж мало. Но скоро все эти приборы смогут работать, не заряжаясь от городской электросети. В результате нагрузка на энергетику будет существенно снижена. Где же гаджеты будут брать электроэнергию? В буквальном смысле, у вас в кармане!
Сегодня множество физиков, неравнодушных к проблеме энергетического кризиса, занимаются разработкой одежды, которая сможет производить электричество. Так, группа ученых из Университета Уэйк-Форест создала особую ткань, которая способна аккумулировать энергию, вырабатываемую… человеческим телом! Вернее, получать ее из разницы температур между различными частями тела. А она может быть достаточно значительной: например, под мышкой ткань станет на 6–10 градусов теплее, чем на манжете рубашки. И этого будет вполне достаточно для того, чтобы зарядить мелкий электроприбор. А встроив соответствующий разъем в карман или за лацкан пиджака, можно будет «подкормить» гаджет прямо на ходу.
Сегодняшние инженеры буквально каждый день изобретают не только альтернативные способы зарядки имеющихся устройств, но и совершенно новые гаджеты. Например, японские ученые разработали на радость педагогам настоящий электронный кляп, работающий на расстоянии. Этот прибор, направленный на человека, записывает его речь и тут же передает обратно с задержкой в 1-2 миллисекунды. В результате у болтуна рассинхронизируются слуховые и речевые центры в мозгу – и ему приходится замолчать.
Другая группа инженеров избрала сходный путь. Однако вместо разницы температур они решили использовать энергию трения, которое возникает при движении. Примерно так же вырабатывается статическое электричество. Для того чтобы получать энергию этим способом, ученые предложили вплести в ткань нановолокна из оксида цинка. Человеку, носящему костюм из такого материала, достаточно будет небольшой пробежки, чтобы зарядить мобильный телефон или плеер. Правда, у этой одежки есть и один недостаток: попадать в ней под дождь крайне нежелательно. А уж как ее стирать, не вызывая короткого замыкания, и вовсе непонятно.
А вот исследователи из Института физической электроники в Штутгарте создали синтетическое волокно, которое начинает проводить электричество, как только на него упадет свет. Трехслойные кремниевые нити, соединенные с проводящими электродами, покрыты специальным заряженным составом. Как только на него попадают фотоны, электроны начинают двигаться вглубь волокна, где содержится бедный этими частицами слой – и таким образом создается электрический ток, опять-таки достаточный для зарядки 1–2 гаджетов.
А у ткани, разработанной компанией «Eleksen», есть уже даже имя собственное – Elektex. Правда, она не вырабатывает электричество, зато позволяет эффективно его использовать. Из этого материала шьют так называемую «умную одежду».
Ткань состоит из 5 слоев и по текстуре напоминает нейлон. Если на какой-то ее участок нажать, он становится электропроводным и может передавать определенные импульсы. В куртки и пиджаки, сшитые из Elektex, встраивают специальные микропроцессоры, которые реагируют на эти сигналы и передают их различным гаджетам, подключенным к одежде. Так с помощью куртки, например, можно управлять телефоном, аудиоплеером и т.д. Смысл этого изобретения, правда, не вполне понятен – ведь человек не станет постоянно носить одну и ту же куртку. Однако его популярность не подлежит сомнению: Eleksen уже заключила контракт с компанией «Spyder Active Sports», выпускающей спортивную одежду, а также с компанией «O’Neill». Последняя, кстати, планирует встроить в куртку из Elektex полноценную панель управления всеми гаджетами, которые человек носит с собой, и дополнить все это рюкзаком со встроенной солнечной батареей.
Впрочем, это не единственный вариант «умной одежды», который современные производители предлагают всем желающим. Например, финская компания «Myontec» начала выпускать для спортсменов и любителей фитнеса белье, которое контролирует работу мышц и отправляет данные на компьютер, где они записываются и анализируются. Так что скоро ваша футболка сможет нажаловаться тренеру, если вы, скажем, пропустите визит в спортзал.
Биометрические кошельки
Прогресс помогает человечеству решать проблемы – это факт. Но не менее верно и то, что иногда он сам порождает новые беды. Так, появление банковских карт и всевозможных электронных платежей сделало нашу жизнь проще и удобнее. Однако оно же создало опасность потерять все сбережения вместе с пин-кодом или электронным кошельком. Мошенники давно уже научились воровать кредитки и идентификационные данные интернет-кошельков и использовать их прежде, чем владелец счета что-то заметит. Именно это побудило людей к разработке системы, которую нельзя обмануть.
Идея, к которой обратились ученые, не нова – любители фантастических фильмов тысячу раз видели на экране, как герой прижимает к датчику большой палец – и перед ним открываются запертые двери, закодированные базы данных и электронные сокровищницы, полные денег. Но не все знают, что уже сегодня эта технология стала реальностью.
Первыми ее преимущества оценили сотрудники банков. И немудрено: перспективы для них открылись просто огромные! Ведь насколько удобнее клиентам не носить с собой пластиковую карту, которую легко потерять или сломать, а расплачиваться, просто проведя рукой перед датчиком. И при этом не бояться, что их данные украдут, – ведь украсть рисунок на ладони невозможно! Во всяком случае, так уверяют авторы технологии «биометрических платежей».
Сама технология, кстати, на удивление проста: для того чтобы снять биометрические данные, необходим всего лишь инфракрасный излучатель, который светит на ладонь, и датчик, фиксирующий рисунок мелких кровеносных сосудов, который у каждого человека уникален. Эта информация обрабатывается и сохраняется на защищенных серверах банков.
К слову, биометрические сканеры используются уже сравнительно давно. Так, в Японии ими оборудованы банкоматы. Правда, до недавних пор линии на ладони служили лишь дополнительным подтверждением принадлежности пластиковой карты. Однако в этом году Ogaki Kyoritsu Bank заявил, что в сентябре в 10 отделениях банка и в некоторых банковских киосках будут установлены банкоматы, не требующие карточек. Снять деньги можно будет, просто приложив ладонь к датчику и введя свою дату рождения и пин-код. Если эксперимент окажется успешным, банк обещает полностью перейти на биометрическую систему в кратчайшие сроки.
К чему такая спешка? Оказывается, причина – в катастрофе, произошедшей в Японии в марте 2011 года. Представители банка заявили: если случится новое землетрясение или цунами, клиент сможет получить доступ к своим деньгам, даже потеряв пластиковую карточку.
Остается только надеяться, что, пережив катастрофу, он не забудет пин-код и не поранит ладонь…
Впрочем, японцы не единственные, кто переходит на биометрические платежи. Турецкий Isbank планирует в скором времени установить в банкоматах и отделениях банков в общей сложности почти полторы тысячи сканеров для идентификации человека по рисунку сосудов в пальце руки. Тем самым турки поставят своеобразный рекорд – эта сеть биометрических банкоматов будет самой большой на всем континенте.
Между прочим, использовать для идентификации личности можно не только рисунок сосудов в ладони. Например, группа итальянских и голландских специалистов предложила оригинальный способ обезопасить владельцев дорогих телефонов от краж. Оказывается, движение, которым человек подносит трубку к уху, не менее уникально, чем, скажем, отпечаток пальца. Если «научить» смартфоны запоминать движения хозяина, то, попав в руки другого человека, они будут автоматически блокироваться.
Но это дело хоть и недалекого, но все еще будущего. А вот в одной из школ американского штата Флорида система биометрических платежей действует уже сегодня. Проведя ладонью перед сканером, ученики расплачиваются за обеды в буфете.
Однако улучшение банковской системы – не единственный способ использования технологии биометрии. Сегодня во многих странах мира всерьез обсуждается идея так называемых «биометрических паспортов». Так, в Израиле в 2009 году начали создавать базу данных, основанную на этом принципе. Впрочем, правозащитные организации весьма резко высказываются против, обвиняя правительство во вмешательстве в частную жизнь. Политики отвечают просто: такая система поможет установить личность человека, не имеющего при себе документов, а также жертвы преступления, стихийного бедствия или теракта. Пока, правда, получение биометрического паспорта – дело добровольное. Но с 1 ноября 2013 года каждый израильтянин обязан будет предоставить государству свои отпечатки пальцев и другие данные.
Разумеется, у этого закона масса противников, в том числе и в правительстве. Так, депутат израильского парламента Шали Яхимович считает: «Биометрическая база данных опасна для общества. Она будет содержать огромное количество личных данных граждан, и все это может оказаться в руках криминальных элементов или агентов террора, и использовано во вред».
Госпоже Яхимович вторит министр, ответственный за работу госсектора, Михаэль Эйтан: «Номера кредитных карт, которые хакеры выложили в Интернет, можно поменять. Но что мы будем делать, если взломают биометрическую базу? Поменяем лица гражданам страны? Сделаем им всем новые отпечатки пальцев?»
Конечно, по словам изобретателей принципов биометрии, подделать данные или обмануть сканеры невозможно. А банки и госструктуры, создающие базы данных, уверяют: их сервера надежно защищены от взлома. Но в законодательстве некоторых стран есть статьи, указывающие, какое наказание должен нести человек за незаконный просмотр биометрических данных, – значит, прецеденты уже были. А что случилось однажды – может произойти снова.
Эти технологии, как и многие другие большие и маленькие изобретения, необратимо меняют облик нашего мира. И может статься, что через пару десятков лет мы не узнаем нашу планету. Поэтому остается только уповать на старое, доброе и неизменное присловье: «Что ни делается – все к лучшему».
Облик мира меняют не только знаковые изобретения – иногда не меньше впечатляют мелкие детали. Например, цвет или вкус любимого напитка.
Сегодня весь кофе, где бы он ни был собран, обжаривается по одной и той же технологии – «dark roast». Именно она обеспечивает готовому продукту темный цвет и более-менее одинаковый вкус. Однако сейчас некоторые производители тестируют новые технологии обработки, которые кардинально изменят любимый напиток. Например, способ обжарки, называемый «blonde roast», делает кофе… светлым! Уже сегодня новинку могут попробовать посетители кафе сети «Starbucks». Дальнейшие эксперименты направлены на то, чтобы обогатить или изменить вкус кофе. Так что, возможно, скоро он будет отдавать миндалем или даже апельсином!
Компьютеры играют все большую роль в жизни людей, в том числе в воспитании подрастающего поколения. А теперь на них возложены и еще некоторые функции, которые раньше должны были выполнять родители. Кому из нас в детстве не делали замечаний: «Сядь ровно! Держи спину прямо!» А вот современным мамам и папам достаточно установить своим детишкам специальный монитор – и компьютер будет сам следить за их осанкой и напоминать о правильной посадке при первой необходимости.
Человек всегда стремился сделать свою жизнь комфортнее. Например, супермаркеты и гипермаркеты, в которых можно приобрести все сразу, открываются именно для удобства покупателей. Но многие клиенты попросту теряются в этом изобилии и тратят уйму времени на поиск нужного товара.
Именно для них фирма «Chaotic Moon Labs» создала интеллектуальные тележки. Они считывают со смартфона покупателя список покупок и проводят его к каждой нужной витрине кратчайшим путем. Правда, попутно предлагают приобрести кучу дополнительных товаров – ну так куда ж без этого! Тем более что тележка потом сама подсчитает покупки и даже примет оплату!
