Del:
10 Cool Sci-Fi Technologies invaderer vores virkelighed
Cool teknologi, der engang var forbeholdt science fiction, invaderer vores virkelighed i et fremskyndende tempo. I nogle tilfælde har vores jordbundne videnskabsmænd bevist, at tilsyneladende umulige teknologier kan udvikles, men de har stadig nogle forhindringer for at overvinde først. I andre tilfælde er disse teknologier allerede her.
10Squishy Robots
Hvis du har set filmen Terminator 2 så har du set T-1000 roboten presset gennem stramme områder ved at skifte til en væske. Det kunne også reparere sig på den måde. Nu har forskere fra Massachusetts Institute of Technology lavet deres egen version af den formskiftende T-1000 en realitet.
Forsvaret Advanced Research Projects Agency (DARPA) ønskede deformerbare (eller "squishy") robotter, der virkede som en blæksprutte. Det betyder, at de kunne presse gennem stramme rum og forstørre efterfølgende for at bevæge sig rundt i et større rum. I en kirurgisk indstilling ville en squishy robot være i stand til at bevæge sig til et bestemt punkt i en menneskekrop uden at skade blodkar eller organer. Så kunne det udføre den nødvendige kirurgiske opgave. I en søg-og-redningsoperation kunne en squishy robot klemme sig gennem rubble for at finde overlevende.
For at opnå disse mål havde forskerne brug for et materiale, der kunne skifte mellem en hård tilstand (når roboten ville håndtere værktøjer eller udføre andre opgaver) og en blød tilstand (når roboten ville presse under eller mellem objekter). Som Anette Hosoi, en MIT-professor, sagde i en pressemeddelelse, "Du kan ikke bare lave en skål med Jell-O, fordi hvis Jell-O skal manipulere et objekt, ville det simpelthen deformere uden at lægge stort pres på ting det forsøgte at flytte. "
I sidste instans valgte forskerne et lavpris polyurethanskum, der kunne presse til en ekstremt lille størrelse og udvide til sin normale form bagefter. Derefter overtrukkede de den med voks, der er billig tilgængelig i håndværksbutikker. Ved at anvende medium varme til ledninger, der løber langs coatede skumstivere, kan voksen morph fra en hård skal til en blød overflade. Strømmen kunne tændes og slukkes efter behov. Når der blev lagt varme på voks, ville robotten også automatisk reparere sig selv.
9Mind kontrol af livløse objekter
I "Spock's Brain", en episode fra originalen Star Trek serie, en smuk Eymorg hentede hjernen fra Mr. Spocks krop og brugte den til at styre ting som luftcirkulation i det underjordiske kompleks, hvor hendes folk levede. Hvis man fjerner en persons hjerne for at køre en bygning, kan det virke fjernet, men at kontrollere en livløs genstand med dine tanker er blevet virkelighed.
Målet med et projekt kaldet "Brainflight", som finansieres af EU, er at kontrollere et fly, der kun bruger signaler fra en menneskelig hjerne. Forskerne vil gøre flyve lettere, billigere fra et træningssynspunkt og tilgængeligt for flere mennesker. De mener, at dette vil øge sikkerheden ved at reducere byrden på nuværende piloter.
De indledende testresultater har været utroligt korrekte. Mens der er påsat en hætte med elektroencephalografi (EEG) elektroder fastgjort, bliver en pilots hjernebølger omdannet til kommandoer til flyet. Piloten rører aldrig udstyret eller kontrollerne. I stedet synes de at bevæge sig selv. Men det er ikke noget at læse, bare signalbehandling bestemt af en algoritme udviklet af forskerne. Placeringen af flyet vil gentagne gange korrigere, indtil det lander jævnt - hele gennem tankekontrol.
Syv personer med forskellige niveauer af erfaring deltog i flysimulator test. En deltager havde ingen reel cockpit oplevelse, men alle var præcise nok i deres tankekommandoer til at passere den flyvende del af en pilots licens test. Mange af deltagerne var endda i stand til at lande jævnt under forhold med dårlig synlighed.
8Weather modifikation
På Star Trek: The Next Generation og andre sci-fi shows, tegnene undertiden omtalte "videnskabelige" teknikker, der ville stoppe tornadoer eller ændre vejret på andre måder. Men de var bare kreationer fra en forfatters fantasi. Selv i vores verden udgør nogle mennesker konspirationsteorier om vejrmodifikation. Nå, de er ved at få noget rigtigt at tale om.
Forskere fra University of Central Florida og University of Arizona forbedrer en måde at skyde en høj-energi laserstråle ind i skyerne for at producere regn eller lyn på efterspørgsel. Andre forskere har været i stand til at forårsage en elektrisk begivenhed i skyerne, selv om de ikke kunne udløse en lynnedslag.
Florida og Arizona forskerne står over for mindst et par problemer. Først måtte de sørge for, at denne type høj-energi laserstråle ikke fizzle ud før den nåede målet. De havde også brug for at sigte bjælken fra en sikker afstand for at undgå at blive ramt af lynnedslag. For at løse disse problemer besluttede de at bruge en sekundær laserstråle til at omslutte og opretholde den primære stråle med høj intensitet. Med den sekundære laser, der fungerer som et energibeholder, kunne den primære laserstråle bevæge sig meget længere end før. Det er som at bruge en laser forlængerledning for at nå skyerne.
Med deres metode har de forlænget laserens rækkevidde fra 25 centimeter til mindst to meter. Men de tror, det er muligt at gå 50 meter (165 ft) eller mere. Dette ville give os mulighed for at kontrollere regn og lyn over et stort område.
7Traktorbjælker
Traktorbjælker, der bruger energi til at trække objekter mod dig eller dit skib, bliver almindeligt anvendt i science fiction, især i Star wars og Star Trek. Men i lang tid syntes det at være i strid med fysikkens love i den virkelige verden. For nylig udviklede forskere ved Australian National University en traktorbjælke på vand.Ifølge lederen af holdet, Dr. Horst Punzmann, "regnede de ud en måde at skabe bølger, der kan tvinge en flydende genstand til at bevæge sig mod bølgens retning." Med andre ord trækker denne bølgegenererede traktorstråle element til det.
Ved hjælp af en bølgetank regnede forskerne ud, hvordan man kunne bevæge en pingpongkugle i den retning, de ønskede ved at manipulere frekvensen og størrelsen af de dannede bølger. De opdagede, at disse tredimensionale bølger forårsager strøm på vandets overflade i forskellige mønstre. Et af disse mønstre er en traktorbjælke, der bør være nyttig ved at indeholde olieudslip eller manøvreringsgenstande, der går i vandet.
Fysikere ved University of Dundee har også udviklet en akustisk traktorstråle, der er i stand til at bevæge en genstand på 1 centimeter i størrelse. Indtil nu er kun mikroskopiske genstande blevet flyttet med denne type stråle. Forskerne kunne bruge ultralydsenergi til at udøve kraft bag objektet og flytte det mod ultralydsenheden. De mener, at denne teknologi vil fremme anvendelsen af ultralyd i sundhedsvæsenet betydeligt.
6Tricorders
En anden Star Trek Enheden er tricorderen, en håndholdt scanner, som ofte blev brugt af Dr. McCoy til at scanne patienter, når han lavede en medicinsk diagnose. Andre tegn brugte tricorders til at scanne efter livsformer eller til at analysere planetoverflader. I vores verden eksisterer teknologien nu for at gøre bestemte typer tricorders til en særskilt mulighed i den nærmeste fremtid.
På University of Southampton udvikler forskere en håndholdt medicinsk scanner, der bruger elektroniske komponenter som kemiske sensorer. Det ville muliggøre diagnosticering af proteinprøver fra en patients sengelag på samme dag. Disse scannere reducerer omkostningerne og den tid, der er nødvendig for at få en patient til at behandle dem ved at eliminere behovet for at sende prøver til et laboratorium.
Andre forskere ved University of Missouri udvikler en anden type tricorder, der bruger en strålekilde så lille som en tyggestok. Deres tricorder ville være en håndholdt røntgenscanner, der kunne bruges til medicinske røntgenstråler, til bekæmpelse af terrorisme eller endog til interplanetarisk udforskning.
Scanneren selv ville være størrelsen af en mobiltelefon. Ud over at reducere lægeudgifterne kan denne tricorder medføre behov for røntgendiagnosticering til patienter i fattige fjerntliggende områder. Det kan også bruges til tandrøntgenstråler, der reducerer patientens eksponering for stråling.
For at bekæmpe terrorisme kunne denne tricorder søge last for våben og andre ulovlige genstande ved indgangssteder i et land. Desuden kan disse scannere være designet med sensorer til at hjælpe med at udforske planeter, enten vores egne eller andre, hvis de anvendes på interplanetære prober.
5Biometriske betalinger med venescanning
Det er almindeligt i science fiction at bruge retina scanninger eller andre biometriske metoder til at få adgang til tophemmede oplysninger, ligesom med Project Genesis på Star Trek II: Khan 's vrede. Nu har Fredrik Leifland, ingeniørstuderende på Sveriges Lunds Universitet, taget dette koncept og anvendt det på biometriske betalinger, der har adgang til sikre bankkonti. Fra april 2014 var der 15 restauranter og butikker i Sverige, der brugte Leiflands veinscanningsteknologi til at tage betalinger fra en kundes bankkonto. På det tidspunkt var omkring 1.600 kunder aktivt ved at bruge systemet som et alternativ til at betale kontant eller kreditkort.
Denne veinscanning betalingsmetode skal være let, hurtig og sikker. Som Leifland sagde i en Lunds universitetsartikel, "Hver enkelt persons vene mønster er helt unik, så der er virkelig ingen måde at bedrage med dette system på. Du har altid brug for din hånd scannet til en betaling for at gå igennem. "
Tilmelding til håndbetalinger synes at være ret let. Du går til en butik med en vene-scanning terminal. Derefter indtaster du nogle personligt identificerende oplysninger og scanner din hånd tre gange. Du får en tekstbesked med et aktiveringslink. Endelig udfylder du et registreringsskema med alle de nødvendige bankoplysninger, og du er god til at gå.
4Robonauter med pladsben
Menneskelige robotter har været en grundpille i science fiction film, tv, bøger og tegneserier. De kører gamuten fra Astro Boy til C-3PO og videre. I den virkelige verden har vi Robonaut, en robot designet af General Motors og NASA, som vi fortalte dig om før.
Men den menneskelige Robonaut 2 (R2) tager nu det næste skridt. R2-roboten ombord på International Space Station (ISS) havde oprindeligt kun et hoved og en torso med to arme og hænder. Det betød, at astronauterne skulle tage arbejde på roboten.
Men det skifter - nu har R2 klatret ben for at overtage flere opgaver fra astronauterne. Dette er den første robonaut i rummet, der er mobil. R2 vil begynde med at arbejde inde i rumstationen med det endelige mål at kunne arbejde uden for stationen. NASA ønsker at sende stadig mere sofistikerede robonauts, hvor mennesker går i rummet. Hvorvidt astronauter har til hensigt at gå til en måne eller en planet, vil robonauts være nyttige. De kan gå ud for mennesker for at få tingene klar, gå sammen med mennesker for at hjælpe med hverdagens levevis og udforskning, eller forblive uden mennesker for at bevare tingene i rummet.
3Deflector Shields
University of Leicester studerende skrev et interessant papir om muligheden for at skabe Star wars-type deflector skjold til beskyttelse af et rumskib fra fjendens laser ild i dagens verden. Ifølge disse studerende skal du bruge et stærkt magnetfelt til at indeholde et tæt, super-varmt plasmafelt omkring dit skib. For at aflede højere frekvenser af laserstråling, ville du have brug for tættere plasma i dit skjold.
Dette kan virke utroligt, men vi bruger allerede en lignende teknik med radiokommunikation og radar.Du ser, ionosfæren, der omgiver vores planet, er et plasmafelt. Det afspejler radiotransmissioner og radar tilbage til jorden, ligesom et skjold omkring et rumskib ville aflede laserbrand.
Selvom den krævede magnetstyrke til en deflektor er mulig i dag, er der i det mindste et par problemer, som skal overvinnes for at beskytte et rumskib. For det første ville størrelsen af den nødvendige strømkilde være så stor, at der ikke ville være meget plads tilbage i dit rumskib. Vores videnskab har endnu ikke udviklet en strømkilde, der er gennemførlig i størrelse. Det andet problem er, at piloter ville blive effektivt blindet af skjoldet. Ethvert skjold, der afbøjer lysstråling, forhindrer også lyset i at komme til piloten. Så medmindre Force styrer dig, ville du have brug for en anden lyskilde, der ligger uden for lysstrålingens frekvens. Et ultraviolet kamera ville være en mulighed.
Selvom vi ikke er klar til at engagere den kejserlige flåde endnu, er der andre applikationer til denne type teknologi, som vi kunne bruge her på Jorden. For eksempel foreslår Leicester-studerende i stedet for at afbøde strålingen at fælde den til brug sammen med en fusionsreaktor.
2Cloaking Devices
I fiktion er apparater i mange former, fra Romulan-kappeanordningen i Star Trek der kunne skjule et rumskib til Harry Potters usynlighedskappe, til den perfekt kamuflerede predator, der passer ind i sit jungle-miljø.
Vi er ikke i stand til at skjule et rumskib endnu, men der udvikles ægte cloaking teknologier i dagens verden for lys, lyd, berøring og varme. Mange af disse teknologier forventes at anvende kunstige metamaterialer, som bryder lyset på en sådan måde, at en genstand gøres usynlig. Siden vi sidst talte om metamaterialer, har forskere udviklet en måde at bruge ufokuseret laserlys som nåle til at hjælpe med at producere metamaterialer på nanoskalaen. Metamaterialer er også ved at blive udviklet til at dække lyd og berøring.
Der er stadig mange forhindringer at overvinde, før metamaterialer bliver en del af vores daglige virkelighed. Et problem er omkostninger. En anden er skalerbarhed. Men forskere gør fremskridt på dette område ved at arbejde på en teknik, der hedder nanotransferudskrivning, der vil gøre større swaths af metamateriale.
Der er en slags kappe, der er en realitet i dag. Ifølge ingeniører ved National University of Singapore er en Predator-lignende enhed mulig lige nu i et vist omfang. Disse ingeniører har skabt en enhed, som samtidig kan skabe illusion af camouflage og gøre nogen "usynlig" ved at blokere deres termiske signatur. Det betyder, at personen ikke kan spores af deres krops varme signatur.
Denne metode til cloaking soldater er omkostningseffektiv, fordi den bruger naturlige, selvopvarmende materialer i stedet for mere komplicerede metamaterialer. Den termiske kappe er klar til at gå til militære applikationer og kan let skaleres, hvis det er nødvendigt. Forskere arbejder også på en camouflage enhed, der vil se farve og matche den, så en genstand kan blande sig med omgivelserne som en blæksprutte gør.
1Rosie Robot Maid
Selv tegnefilm kan inspirere teknologi. Rosie Roboten var en pige, som rumsalderen Jetsons hyrede til at gøre deres husarbejde. I begyndelsen af 1960'erne, da tegneserien luftede, syntes det som en futuristisk fantasi. Men i dag er vi et stort skridt tættere på virkeligheden af, at nogen er i stand til at købe eller leje en billig robot til at feje op eller endda opdage en gaslækage. Du vil simpelthen kontakte en robot hjælper facilitet, fortælle dem, hvad du har brug for, og om en time ville de give en grundlæggende robot til at fuldføre din opgave.
Det er visionen om forskere, der har udtænkt robotter, som kan samle sig selv og gå eller krybe væk for at gøre deres job uden menneskelig indgriben. Disse ingeniører opbyggede en selvmonteringsrobot, der kan sammensætte sig om fire minutter ved at bruge lidt mere end papir og et børns legetøj kaldet Shrinky Dinks, som er plader af fleksibel plast, der krymper, når de opvarmes til små hårde plader. Denne metode er mønsteret efter den måde, aminosyrer selv samler i proteiner med forskellige funktioner. Disse robotter kunne bruges på jorden og i rummet, selv om de ikke er helt klar til prime tid. Forskerne vil eksperimentere med materialer, der er stærkere og har brug for mindre varme til at arbejde.