Самые важные инженерные инновации 2019 года

Все 100 новинок для Best of What's New 2019, таким образом.

Возможно, мы уже устали слышать о климатическом кризисе, но вот в чем дело: это по-прежнему самая важная проблема, с которой мы сталкиваемся сегодня. Хорошая новость заключается в том, что многие компании используют новые методы, чтобы разумнее использовать ограниченные ресурсы планеты. Модернизированные паруса вскоре могут дать судоходной отрасли толчок к экономии топлива, а механические деревья вскоре будут очищать воздух от углекислого газа. Потребители могут даже внести свою лепту, сев на поезд искусственного мяса или купив джинсы, окрашенные более экологичным индиго. Конечно, в этом году инженеры-победители изобретают не только новые формы контроля ущерба - в списке есть и несколько не самых простых удовольствий, как для любителей "Звездных войн", так и для фанатов роботов.

Трудно заставить любителя мяса по-настоящему насладиться вегетарианским бургером, но будущее нашей планеты зависит от того, будут ли люди есть меньше коров и больше растений. Конечно, мы могли бы есть больше фасоли и бобовых, но компания Impossible Foods знает, что когда вам хочется гамбургера, подойдет только говядина - или, скорее, гема, железосодержащий компонент гемоглобина. Молекулы гема - это большая часть того, что придает мясу мясной вкус, поэтому инженеры калифорнийской компании создали дрожжевые клетки, которые производят большое количество этого вещества. Их версия 2.0, доступная в некоторых продуктовых магазинах и сетях быстрого питания, сочетает соевые и картофельные белки (без пшеницы, что делает ее безглютеновой) для текстуры, а также кокосовое и подсолнечное масла для имитации жирности говядины. В итоге он получается примерно таким же здоровым, как и настоящий гамбургер; в нем даже содержание железа и белка такое же. В результате получается настолько убедительная котлета, что давние вегетарианцы могут от нее отвратиться. И действительно, это может быть то, что нужно, чтобы обратить американцев, любящих мясо, к более рациональному питанию.

Допустим, вы дизайнер видеоигр, и вам нужно создать виртуальный пейзаж с тихим озером и заснеженной горой. На создание такого изображения вручную уйдет целая вечность, но с помощью программного обеспечения GauGAN от Nvidia вы сможете нарисовать основные формы, а затем позволить нейронной сети визуализировать остальное в фотореалистичных деталях. Предварительная версия для потребителей делает только стоп-кадры (и вам придется самостоятельно вставлять рисунки персонажей), но игровой гигант Nvidia уже создал демо-версию с использованием исключительно графики, созданной искусственным интеллектом. Они надеются сэкономить тысячи часов времени на разработку для будущих дизайнеров.

Создатели Диснейленда хотели бы, чтобы вы забыли, что находитесь в Диснейленде. Их новейший 14-акровый участок в Анахайме, штат Калифорния, который открылся в мае этого года, вместо этого помещает вас на построенную по чертежам планету Батуу, где вы можете разделить улицы с аниматронными дроидами и свистящими лазерами. Вы можете управлять "Тысячелетним соколом" из симулятора кабины пилота или отправиться за пределы планеты в бездорожных спасательных капсулах, в которых вам покажется, что вы падаете со звездного разрушителя. Благодаря сочетанию архитектуры, искусственной среды обитания и вымышленных языков вы почувствуете себя так, будто попали прямо во вселенную "Звездных войн".

Лес из 1 200 механических "деревьев", созданный компанией Silicon Kingdom Holdings и учеными Университета штата Аризона, способен вытянуть из воздуха больше углекислого газа, чем любое из созданных человеком до него. Вместо дерева в этих металлических колоннах (конкретный материал пока не разглашается) используются диски из сорбента, который может поглощать в три раза больше углекислого газа, чем его вес при прохождении через него ветра. Кластер из 12 штук может ежедневно поглощать метрическую тонну газа из атмосферы; целая партия, подобная пилотной, которую SKH планирует установить в Калифорнии, может удалять до 36 500 метрических тонн в год. Это почти 1 844 американских домохозяйств.

Меньше, чем за пару ноутбуков, каждый может принести домой роботизированную руку со встроенными алгоритмами, которые обучают ее складывать белье, убирать в ванной или разгружать посудомоечную машину. Если громоздкой и маломощной руке не хватает точности, она компенсирует это необычным, похожим на человеческое восприятием: Он использует визуальные и тактильные датчики для определения расстояния и мягкого давления через захваты. В настоящее время Blue работает исключительно в лабораториях Калифорнийского университета в Беркли, но в ближайшие несколько лет его планируют поставлять в домашние хозяйства, где он может найти такое же применение, как сегодня смартфоны.

Прошло уже несколько десятилетий с тех пор, как джинсовая ткань окрашивалась с использованием растительного индиго. Сегодня производители используют синтетическую порошковую версию, для производства которой требуется в 100 раз больше нефти. Модная биотехнологическая компания Tinctorium, напротив, получает краситель из генетически модифицированных бактерий кишечной палочки, которые принимают сахар и выделяют молекулярный предшественник индиго. Затем это вещество соединяется с ферментом для получения настоящего химического пигмента. Пока что индиго использовалось для окрашивания шарфа и хлопковой пряжи; в следующем году Tinctorium испытает его на брюках, а после этого, надеюсь, на тех маминых джинсах, на которые вы положили глаз.

3 декабря 2018 года 80 пассажиров путешествовали на пароме без экипажа между двумя островами финского архипелага. Капитан находился в 31 миле от парома и был на связи в случае чрезвычайной ситуации. Благодаря тому, что паромы совершают поездки от точки к точке, не требующие сложных указаний, они могут стать идеальным вступлением в мир автономного вождения. Модуль SVAN, использующий лазеры, радары и компьютерное зрение для навигации по акватории, может быть установлен на любом судне, что может помочь судоходной отрасли сократить расходы на персонал. Что еще более важно, система может предотвратить 75-95 процентов аварий на море, которые происходят из-за ошибок человека-оператора.

Цыплята-самцы довольно бесполезны для птицеводства: Они не могут откладывать яйца или достаточно быстро нагуливать жир, чтобы производить крылышки по 5 центов, поэтому фермеры ежегодно забивают 6 миллиардов таких цыплят впустую. Компания Respeggt нашла способ решить эту проблему: проделать в скорлупе отверстие шириной 0,3 миллиметра, всосать каплю эмбриональной мочи и проверить ее на наличие сульфата эстрона - гормона, который вырабатывают только самки. Затем мужские эмбрионы перерабатываются в корм для животных, а женские отправляются в инкубатор. Берлинцы уже могут купить картонные коробки с печатью Respeggt, но весь остальной мир все еще находится в очереди.

Хрупкие предметы нижнего белья, которые вы выбрасываете и заменяете раз в две недели, колготки обязательно порвутся, если только они не сделаны из легкого полимера с прочностью на разрыв, сравнимой со сталью. Запатентованные волокна Sheertex прядены из того же материала, что используется в альпинистских веревках и пуленепробиваемых жилетах; они настолько прочны, что для их производства требуются специальные вязальные машины (стандартные ломались от любого давления). Вы можете просунуть в них каблук, не порвав их, что делает их гораздо более выгодным вложением средств, чем более одноразовая альтернатива - как для вас, так и для планеты.

Карта HZMB выглядит почти как гоночная трасса-амфибия. Дорога длиной 18 с лишним миль ведет водителей из Макао и Чжухая, расположенных у побережья Китая, через залив в Гонконг - или наоборот. Автомобили должны пересечь два пограничных контроля и два искусственных острова, затем промчаться по подводному туннелю, в то время как над головой проплывают контейнеровозы. Весь мост выдерживает ветры со скоростью 125 миль в час (жизнь тайфуна) и толчки землетрясения магнитудой 8 баллов. Если не считать этих ужасов, то поездка над Южно-Китайским морем будет неспешной.

Эти гладкие крылатые паруса совсем не похожи на своих полотняных предшественников - и это хорошо. Высокий и широкий профиль позволяет им захватывать ветер с разных направлений, а затем направлять эту энергию в двигатель. Они не смогут обеспечить энергией все путешествие, но в среднем они позволяют снизить расход топлива на судне на 30 процентов. Если хотя бы небольшая часть из примерно 90 000 судов в мире перейдет на такие паруса, это позволит сократить значительную часть из более чем 5 миллионов баррелей бункерного топлива, которое суда сжигают ежедневно. А поскольку складные паруса могут быть модернизированы и работать автономно, они могут помочь как контейнеровозам, так и пассажирским судам.

Большинство людей, представляя себе квинтэссенцию небоскреба, думают о стали, бетоне и стекле. Но башня Мьёса, спроектированная компанией Voll Arkitekter, опровергает этот образ: Ее 18 этажей полностью деревянные. Норвежское чудо, в котором разместились роскошные квартиры и офисы, сделано из клееной древесины - материала, состоящего из тонких листов склеенных между собой пиломатериалов. Такая конструкция повышает огнестойкость и, в отличие от стали, сохраняет целостность конструкции во время пожара. Возобновляемый материал также позволяет владельцам высотных зданий сократить выбросы углекислого газа, а отсутствие бетона уменьшает зависимость от песка - удивительно ограниченного ресурса.