Наукові відкриття 2023 року: відкриваючи нові горизонти
2023 рік став багатим на цікаві наукові відкриття та винаходи, які назавжди змінять наш світ. Щороку вчені та інженери працюють над різними проєктами, щоб зробити наше життя кращим. Розповімо про найцікавіші наукові відкриття та винаходи 2023 року.
Проривні технології у світі
CRISPR для зниження рівня холестерину
Холестерин – важливий елемент нашого організму, але тільки в певних кількостях. Підвищений рівень холестерину може призвести до атеросклерозу, інфаркту, інсульту та інших серцево-судинних захворювань.
Нещодавно дослідники почали досліджувати можливість використання генної терапії з використанням технології CRISPR для зниження рівня холестерину. CRISPR (кластеризовані регулярно інтервали коротких повторень) – це технологія, яка дає змогу змінювати гени в клітинах, включно з видаленням або заміною. Наукові дослідження показали, що зміна гена PCSK9, може знизити його рівень у крові.
За допомогою технології CRISPR, дослідники можуть втрутитися в гени, які кодують білок PCSK9, щоб знизити його рівень в організмі. Це може бути зроблено шляхом рибонуклеопротеїну (RNP), який містить RNA-молекулу, спеціально розроблену для молекулярної адресації конкретного гена. Цей RNP доставляється в клітину, де він може точково змінювати гени, пов’язані з обробкою холестерину.
Хоча ця технологія ще на стадії досліджень, вона має потенціал для використання в лікуванні захворювань, пов’язаних із високим рівнем холестерину в крові.
Нейромережі для генерації зображень
Нейромережі – це комп’ютерні системи, які імітують роботу мозку людини, а саме – здатність до навчання та аналізу інформації. Однією з областей застосування нейромереж є генерація зображень. Ця технологія може використовуватися в мистецтві, дизайні, рекламі та технічному проєктуванні.
Однією з найвідоміших нейромереж для генерації зображень є генеративно-змагальна мережа (GAN). Вона складається з двох частин: генератора і дискримінатора. Генератор генерує зображення на основі навчальних даних, а дискримінатор визначає, наскільки ці зображення схожі на реальні. Генератор і дискримінатор навчаються взаємодіяти один з одним, поки генератор не почне генерувати зображення, які можуть обдурити дискримінатор і вважати їх реальними.
Головна перевага GAN – здатність генерувати зображення з високим ступенем реалістичності та багатогранністю. Наприклад, нейромережа може створювати зображення пейзажів, облич, предметів та інших об’єктів на основі вже наявних даних. Це дає можливість використовувати її для створення віртуальних світів, ігор, для дизайну і технічного проектування.
RISC-V
RISC-V – це відкрита архітектура процесорів, розроблена в Каліфорнійському університеті в Берклі. Ця архітектура заснована на скороченому наборі команд (RISC) і дозволяє розробникам створювати свої власні процесори на основі цієї архітектури без необхідності купувати ліцензійні продукти у великих виробників процесорів.
RISC-V має кілька переваг перед іншими архітектурами процесорів. По-перше, це відкрита архітектура, яка може використовуватися і змінюватися будь-ким охочим. Це прискорить розвиток інновацій і створить більш ефективні процесори.
По-друге, RISC-V має дуже малий набір команд, що робить його більш ефективним. На відміну від інших архітектур, RISC-V має лише кілька базових команд, які можуть бути ефективно оптимізовані для конкретних завдань.
По-третє, RISC-V має дуже модульну структуру, що дає змогу розробникам створювати власні процесори, які містять лише необхідні модулі. Це спрощує розробку та оптимізацію процесорів, а також дає змогу скоротити вартість виробництва.
Наразі, RISC-V застосовується у вбудованих системах, серверах, суперкомп’ютерах і мобільних пристроях. Ця архітектура стала конкурентом для традиційних архітектур ARM і x86.
Однак, RISC-V все ще перебуває на ранній стадії розвитку і має кілька обмежень. Наприклад, існує брак фахівців, які можуть розробляти процесори на основі цієї архітектури.
Телемедицина для проведення абортів
Телемедицина – це метод надання медичних послуг, який використовує технології зв’язку для проведення консультацій та обстежень пацієнтів на відстані. Останнім часом телемедицина стала широко використовуватися для проведення абортів.
Аборт – це медична процедура, яка дає змогу перервати вагітність. У деяких країнах, особливо в тих, що розвиваються, аборти можуть бути заборонені законом або доступні тільки в обмежених випадках. У цьому випадку, телемедицина може стати альтернативним способом проведення абортів.
Одним із методів телемедицини для проведення абортів є віддалена консультація з лікарем і дистанційне проведення медичних обстежень. При цьому пацієнти можуть отримати всі необхідні медичні консультації, рекомендації та інструкції, а також пройти всі необхідні медичні обстеження на відстані. Лікарі можуть використовувати відеоконференції для проведення консультацій і дистанційного спостереження за процесом проведення аборту.
Однією з переваг телемедицини для проведення абортів є її доступність. Лікарі можуть працювати на відстані та надавати медичні послуги пацієнтам, які перебувають у віддалених або важкодоступних районах. Крім того, це дає змогу пацієнтам зберігати свою конфіденційність і уникнути неприємних ситуацій під час відвідування клінік в очах суспільства.
Органи “на вимогу”
Трансплантація органів – це процедура, яка рятує мільйони життів. Однак, донорських органів завжди не вистачає. Це призводить до того, що багато людей змушені чекати кілька років, щоб отримати потрібний їм орган. Однак, останнім часом з’явилися технології, які можуть вирішити цю проблему. Це так звані “органи на вимогу”.
Органи на вимогу – це штучні органи, створені з клітин пацієнта, які замінюють пошкоджений або несправний орган. Такі органи створюються за допомогою тканинної інженерії, яка використовує біоматеріали, клітини і фактори росту, щоб створити нові органи.
Технології тканинної інженерії, які використовуються для створення органів на вимогу, існують уже кілька років. Однак, тільки нещодавно вони стали доступні для масового використання. Сьогодні, органи на вимогу вже успішно використовуються в медичній практиці для трансплантації нирок, печінки, серця та інших органів.
Однією з переваг органів на вимогу є те, що вони створюються з клітин пацієнта, що зменшує ризик відторгнення і запобігає необхідності в тривалій імуносупресивній терапії. Крім того, використання органів на вимогу скорочує час очікування на трансплантацію, що може врятувати життя тисячам людей, які очікують на органи.
Електрифікація транспорту
Останніми роками ми спостерігаємо збільшення кількості електромобілів на дорогах. Цей тренд називається електрифікацією транспорту і є ключовим компонентом екологічно стійкої транспортної системи. Електрифікація транспорту – це заміна традиційних паливних систем на електромотори та акумулятори.
Переваги електричних автомобілів очевидні. По-перше, вони не викидають шкідливі речовини в навколишнє середовище і не погіршують якість життя людей, що живуть у містах. По-друге, електричні автомобілі не виробляють шуму, що робить їх комфортнішими для водіїв і пасажирів. По-третє, електричні автомобілі набагато ефективніші за витратою палива, що означає, що водії заощаджують на заправці.
Електрифікація транспорту має далекосяжні наслідки для економіки та навколишнього середовища. Перехід на електричний транспорт може зменшити залежність від нафтових компаній і знизити ціну на енергію. Крім того, електричні автомобілі можуть допомогти скоротити рівень викидів вуглекислого газу – проблеми, яку світ намагається вирішити в боротьбі зі зміною клімату.
Однак, перехід на електричний транспорт все ще представляє виклики. Наразі країни прагнуть розвивати інфраструктуру для зарядки електричних автомобілів, щоб зробити електричний транспорт доступним і зручним для використання. Крім того, ціна на електричні автомобілі все ще висока, що обмежує доступність цієї технології.
Космічний телескоп Джеймса Вебба
Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) – це один із найочікуваніших космічних проєктів, який може змінити наше розуміння Всесвіту. JWST – це науковий інструмент, призначений для дослідження далеких галактик і зоряних систем у Всесвіті.
Телескоп названо на честь Джеймса Вебба, який був адміністратором Національного управління аеронавтики і космічної адміністрації (NASA) з 1961 по 1968 роки. JWST запустили 25 грудня 2021 року на борту ракети Аріан 5 у космос із космічного центру Гайана.
Одна з особливостей JWST – здатність спостерігати в інфрачервоному діапазоні, що дасть йому змогу досліджувати найдальші куточки Всесвіту і побачити ті об’єкти, які не можуть бути побачені іншими космічними телескопами. Телескоп також обладнаний великим дзеркалом діаметром 6,5 метрів, яке зробить його найпотужнішим космічним телескопом в історії.
Очікується, що JWST принесе відкриття в галузі космічної астрономії і допоможе нам краще зрозуміти походження Всесвіту, формування зірок і галактик, а також пошук життя у всесвіті.
Молекулярна антропологія
Молекулярна антропологія – це наука, яка використовує генетичні методи і технології для вивчення походження, еволюції та розподілу людських популяцій. Останніми роками молекулярні методи стали незамінним інструментом для вивчення історії нашого роду та його найближчих родичів. У 2023 році очікується, що молекулярна антропологія продовжить розширювати свої кордони і принесе безліч відкриттів.
Одним із напрямів досліджень у молекулярній антропології у 2023 році буде вивчення генетичної різноманітності населення Землі. За допомогою сучасних генетичних методів учені зможуть встановити, які генетичні чинники впливають на здоров’я та спадкові хвороби в різних групах населення. Також досліджуватиметься вплив соціокультурних чинників на генетичну різноманітність і розподіл генів у різних популяціях.
Іншим напрямком досліджень стане вивчення еволюції людського геному. Науковці спробують з’ясувати, які гени були змінені або набуті в процесі еволюції, і як це позначилося на фізичних і ментальних характеристиках людини. Крім того, дослідження будуть спрямовані на визначення того, які мутації генів призводять до захворювань, і як їх можна лікувати або запобігати.
Переробка батарей
Переробка батарей – це важливий процес, який дає змогу відновити цінні матеріали та зменшити кількість відходів. З розвитком електромобільної індустрії та збільшенням кількості електронних пристроїв, які використовують літій-іонні батареї, переробка стає дедалі актуальнішою проблемою. У 2023 році очікуються нові відкриття в галузі переробки батарей, які допоможуть поліпшити ефективність і екологічну безпеку процесу.
Одним із напрямів досліджень у переробці батарей у 2023 році буде використання нових технологій і матеріалів для поліпшення процесу вилучення цінних матеріалів з літій-іонних батарей. Наприклад, дослідники можуть використовувати методи хімічного розкладання, щоб витягти метали, такі як кобальт, нікель і літій, зі старих батарей. Також досліджується можливість використання роботизованих систем для автоматизації процесу переробки.
Іншим напрямком буде вивчення можливості повторного використання батарей. Більшість літій-іонних батарей, які зараз використовуються в електромобілях і електронних пристроях, можуть бути використані тільки один раз, після чого вони стають непридатними для подальшого використання. Дослідники шукатимуть способи повторного використання батарей, наприклад, для зберігання енергії в будинках і будівлях.
Ще одним важливим напрямком буде розробка більш ефективних та екологічно безпечних методів переробки. Наразі більшість процесів переробки батарей включають використання небезпечних хімічних речовин і процесів, які можуть призвести до забруднення навколишнього середовища. Дослідники працюватимуть над розробкою нових методів, які будуть безпечні для довкілля та суспільства загалом.
Нові винаходи 2023 року
Тактильний дисплей
Найбільші компанії на ринку вже давно забезпечують свої пристрої функціями для людей з обмеженнями слуху та зору, однак новий гаджет Dot Pad від Dot Incorporation обіцяє стати дійсно інноваційним продуктом для людей з вадами зору. Цей пристрій являє собою рухомий екран, що складається з більш ніж 2700 висувних штирьків, які створюють графічне зображення в тактильній формі і переводять текст у шрифт Брайля.
Dot Pad може використовуватися з будь-яким гаджетом, від смартфона до комп’ютера, і під’єднується до них через Bluetooth. Однак наразі пристрій підтримує тільки пристрої Apple.
Багатофункціональний екзоскелет
Багато хто намагався створити якісні екзоскелети, але тільки компанія Bionic представила доступний варіант, який вже був нагороджений на міжнародній виставці розробок. Це екзоскелет Cray X, який кріпиться на спині та зменшує навантаження на поперек і стегна під час підйому та перенесення важких предметів. Крім того, електроніка відстежує ступінь втоми носія і розвантажує його під час довгої ходьби. Є також застосунок, пов’язаний з екзоскелетом, який фіксує статистику і дає рекомендації.
Графеновий обігрівач
Компанія Graphene Square з Південної Кореї представила новий пристрій Graphene Radiator, який використовує графен для обігріву. Наразі це лише прототип, проте він уже був протестований і відповідає очікуванням розробників. Цей пристрій схожий на камін, але не є звичайним каміном, а є віртуальним, що створює голограму живого вогню на системі зі скла, а обігрів забезпечується електрикою. Завдяки графеновому генератору, пристрій виявляється дешевшим за аналоги приблизно на третину.
Антихрапова подушка і ліжко
Компанія 10minds з Південної Кореї представила цього року нове рішення для проблеми хропіння – подушку Motion Pillow. Цей пристрій містить кілька аудіодатчиків і надувних секцій, які дають змогу поліпшити якість сну.
Як працює Motion Pillow: якщо людина починає хропіти, датчики фіксують це і за допомогою спеціальних секцій змінюють положення голови. Це відбувається за певною системою, яка допомагає розширити дихальні шляхи та поліпшити якість сну. Пристрій з’явиться на ринку в середині 2023 року.
“Розумний” візок
У світі наукових відкриттів у 2023 році з’явився дитячий візок GlüxKind Ella, розроблений німецькою компанією GlüxKind Technologies, який має повну автономію. Він долає перешкоди, рухається по схилах і використовує автоматичне гальмо. Коляска може самостійно рухатися поруч із власником, якщо в ній немає дитини. Хоча поки невідомо, чи з’явиться вона на українському ринку, найближчими місяцями GlüxKind Ella буде доступна для купівлі на європейських прилавках.
Прозорий дисплей
“Навіщо?” – можливо запитає звичайна людина. “А тому що це круто!” – відповість компанія LG, яка розробила прозорий дисплей LG OLED T для своїх нових моделей телевізорів. Особливість такого дисплея – він не обмежує огляд, а зображення на ньому видно тільки з одного боку. Поки що не дуже зрозуміло, навіщо така технологія потрібна телевізорам, коли вона, здавалося б, може бути корисною радше для комп’ютерних моніторів в офісах і відкритих просторах. Співробітник може бачити все, що знаходиться за екраном, але вміст дисплея доступний тільки йому.
Однак, якщо така технологія вже існує, то її застосування буде розширено в майбутньому.
Withings U-Scan: аналізатор сечі на унітазі
Withings U-Scan – це гаджет, який дасть змогу визначити стан здоров’я, проаналізувавши сечу та передавши результати через Wi-Fi. Гаджет кріпиться в унітазі й оцінює рівень метаболізму, дегідратацію організму, рівень вітаміну С та інші показники здоров’я. Картридж-аналізатор доведеться міняти раз на три місяці, а його вартість становить 30 євро за одиницю. Однак, вартість гаджета становить 500 євро, що може викликати у деяких споживачів сумніви. Проте, з появою нових продуктів на ринку, можна очікувати зниження ціни і поліпшення функціоналу.
Імітатор голосу
Компанія Acapela Group пропонує цікаву ідею для людей, які ризикують втратити свій голос через різноманітні прогресуючі захворювання, внаслідок чого поступово втрачаються мовні функції. Компанія пропонує зробити цифровий зліпок свого голосу, що займе всього кілька хвилин і дасть змогу штучному інтелекту синтезувати голос людини. Це нагадує історію Стівена Гокінга, який використовував роботизований голос після втрати можливості говорити. Acapela Group уже запустила сервіс, який дає змогу записати зліпок голосу, прослухати й коригувати результат, і оплатити тільки в разі необхідності використання зліпка голосу. Існує два варіанти оплати: підписка на рік за 99 євро або довічна ліцензія за 999 євро. Сервіс підтримує понад десяток мов, зокрема різні географічні варіанти.
SF (Super Fast) Battery
Компанія SK розробила батарею для електромобілів, яка містить 83% нікелю в катоді та оснащена протоколом зарядки SK On. Завдяки цьому, її можна зарядити від 10% до 80% всього за 18 хвилин, що, за словами компанії, забезпечить запас ходу в 400 км.
Хоча технологія не вважається новою, SK змогла вирішити проблему загоряння батареї, яка раніше заважала використовувати їх в електромобілях. Нові батареї вже встановлені на моделі Hyundai IONIQ 5 і KIA EV6. Однак компанія не повідомила про довговічність цих батарей.
Робот для збирання врожаю в теплицях
Японські інженери придумали просте, але зручне рішення для збору солодкого перцю в оранжереях – робот, який їздить по кабелю між рядами. Робот здатний самостійно знаходити стиглі плоди перцю, оцінюючи їх з усіх боків, і зрізати їх, не вимагаючи перебудови оранжереї. На відміну від американського проекту, де робот їздить на колесах і вимагає певної відстані між рядами, японська технологія не має таких обмежень. Віртуальна карта плодів, створювана роботом, вказує їхній рівень стиглості.
XiteSafety від HYUNDAI
Представлено просте, але ефективне рішення для безпеки робітників на будмайданчику. Датчики, закріплені на спеціальній техніці та касках робітників, дають змогу розумному екскаватору уникати випадкових травм працівників. У разі використання не оснащеної техніки, в кабіну екскаватора встановлюється додатковий датчик, який сповістить водія про наявність робітників під ковшем машини.
Робот SentiV
Існує сільськогосподарський робот-скаут, який розробляється для обходу полів і виявлення бур’янів. На жаль, він не здатний самостійно видалити ці бур’яни. Однак робот здатен виявляти не лише шкідливі рослини для рослин на грядках, а й для трави на газонах. У майбутньому я можу уявити, як такі роботи їздитимуть полями, виявляючи бур’яни, а потім на їхнє місце прибудуть роботи-прополювачі або робітники.
Робот із рідкого металу
Китайські та американські вчені створили робота, який може переходити з твердого стану в рідкий і назад, використовуючи магнітоактивну матерію (MPTM), здатну змінювати свій стан під впливом магнітного поля. Робот створений з магнітних неодим-залізо-борних мікрочастинок, інтегрованих у галій, який плавиться за 29,8 градусів Цельсія, і може плавитися без використання джерела тепла за заданих характеристик магнітних полів.
Ця технологія може бути використана для доставки ліків в організм, вилучення чужорідних предметів з організму і заповнення гвинтових патронів. Також, вчені продемонстрували, як матеріал може керовано переміщатися друкованою платою і монтуватися у важкодоступних місцях, а також підійматися по стінах і долати перешкоди. Відео з проходженням металевої лего-фігурки крізь ґрати пов’язують із термінатором Т-1000.
Висновок
У 2023 році було зроблено безліч наукових відкриттів у різних галузях науки. Було розроблено нові методи лікування хвороб, створено інноваційні технології, які зможуть підвищити якість життя людини. Важливими досягненнями стали відкриття в галузі космічних досліджень, де було відкрито планети і галактики. Загалом наукові відкриття 2023 року підтверджують, що наука продовжує розвиватися і знаходити нові шляхи вирішення складних проблем, що дає надію на краще майбутнє.
