2023 год обещает быть богатым на интересные научные открытия и изобретения, которые навсегда изменят наш мир. Каждый год ученые и инженеры работают над различными проектами, чтобы сделать нашу жизнь лучше. Расскажем о самых интересных научных открытиях 2023 года, которые сделают наш мир лучше.
Прорывные технологии в мире
CRISPR для снижения уровня холестерина
Холестерин – важный элемент нашего организма, но только в определенных количествах. Повышенный уровень холестерина может привести к атеросклерозу, инфаркту, инсульту и другим сердечно-сосудистые заболевания.
Недавно исследователи начали исследовать возможность использования генной терапии с использованием технологии CRISPR для снижения уровня холестерина. CRISPR (кластеризованные регулярно интервалы коротких повторений) — это технология, которая позволяет изменять гены в клетках, включая удаление или замену. Научные исследования показали, что изменение гена PCSK9, может снизить его уровень в крови.
С помощью технологии CRISPR, исследователи могут вмешаться в гены, которые кодируют белок PCSK9, чтобы снизить его уровень в организме. Это может быть сделано путем рибонуклеопротеина (RNP), который содержит RNA-молекулу, специально разработанную для молекулярной адресации конкретного гена. Этот RNP доставляется в клетку, где он может точечно изменять гены, связанные с обработкой холестерина.
Хотя эта технология еще в стадии исследований, она имеет потенциал для использования в лечении заболеваний, связанных с высоким уровнем холестерина в крови.
Нейросети для генерации изображений
Нейросети – это компьютерные системы, которые имитируют работу мозга человека, а именно – способность к обучению и анализу информации. Одной из областей применения нейросетей является генерация изображений. Эта технология может использоваться в искусстве, дизайне, рекламе и техническом проектировании.
Одной из самых известных нейросетей для генерации изображений является генеративно-состязательная сеть (GAN). Она состоит из двух частей: генератора и дискриминатора. Генератор генерирует изображения на основе обучающих данных, а дискриминатор определяет, насколько эти изображения похожи на реальные. Генератор и дискриминатор обучаются взаимодействовать друг с другом, пока генератор не станет генерировать изображения, которые могут обмануть дискриминатор и приняться за реальные.
Главное преимущество GAN – способность генерировать изображения с высокой степенью реалистичности и многогранностью. Например, нейросеть может создавать изображения пейзажей, лиц, предметов и других объектов на основе уже существующих данных. Это дает возможность использовать ее для создания виртуальных миров, игр, для дизайна и технического проектирования.
RISC-V
RISC-V – это открытая архитектура процессоров, разработанная в Калифорнийском университете в Беркли. Эта архитектура основана на сокращенном наборе команд (RISC) и позволяет разработчикам создавать свои собственные процессоры на основе этой архитектуры без необходимости покупать лицензионные продукты у крупных производителей процессоров.
RISC-V имеет несколько преимуществ перед другими архитектурами процессоров. Во-первых, это открытая архитектура, которая может использоваться и изменяться любым желающим. Это ускорит развитие инноваций и создаст более эффективные процессоры.
Во-вторых, RISC-V имеет очень малый набор команд, что делает его более эффективным. В отличие от других архитектур, RISC-V имеет только несколько базовых команд, которые могут быть эффективно оптимизированы для конкретных задач.
В-третьих, RISC-V имеет очень модульную структуру, что позволяет разработчикам создавать собственные процессоры, содержащие только необходимые модули. Это упрощает разработку и оптимизацию процессоров, а также позволяет сократить стоимость производства.
Сейчас, RISC-V применяется в встроенных системах, серверах, суперкомпьютерах и мобильных устройствах. Эта архитектура стала конкурентом для традиционных архитектур ARM и x86.
Однако, RISC-V все еще находится на ранней стадии развития и имеет несколько ограничений. Например, существует нехватка специалистов, которые могут разрабатывать процессоры на основе этой архитектуры.
Телемедицина для проведения абортов
Телемедицина – это метод предоставления медицинских услуг, который использует технологии связи для проведения консультаций и обследований пациентов на расстоянии. В последнее время телемедицина стала широко использоваться для проведения абортов.
Аборт – это медицинская процедура, которая позволяет прервать беременность. В некоторых странах, особенно в развивающихся, аборты могут быть запрещены законом или доступны только в ограниченных случаях. В этом случае, телемедицина может стать альтернативным способом проведения абортов.
Одним из методов телемедицины для проведения абортов является удаленная консультация с врачом и дистанционное проведение медицинских обследований. При этом пациенты могут получить все необходимые медицинские консультации, рекомендации и инструкции, а также пройти все необходимые медицинские обследования на расстоянии. Врачи могут использовать видеоконференции для проведения консультаций и дистанционного наблюдения за процессом проведения аборта.
Одним из преимуществ телемедицины для проведения абортов является ее доступность. Врачи могут работать на расстоянии и предоставлять медицинские услуги пациентам, которые находятся в удаленных или труднодоступных районах. Кроме того, это позволяет пациентам сохранять свою конфиденциальность и избежать неприятных ситуаций при посещении клиник в глазах общества.
Органы «по требованию»
Трансплантация органов – это процедура, которая спасает миллионы жизней. Однако, донорские органы всегда не хватает. Это приводит к тому, что многие люди вынуждены ждать несколько лет, чтобы получить нужный им орган. Однако, в последнее время появились технологии, которые могут решить эту проблему. Это так называемые «органы по требованию».
Органы по требованию – это искусственные органы, созданные из клеток пациента, которые заменяют поврежденный или неисправный орган. Такие органы создаются при помощи тканевой инженерии, которая использует биоматериалы, клетки и факторы роста, чтобы создать новые органы.
Технологии тканевой инженерии, которые используются для создания органов по требованию, существуют уже несколько лет. Однако, только недавно они стали доступны для массового использования. Сегодня, органы по требованию уже успешно используются в медицинской практике для трансплантации почек, печени, сердца и других органов.
Одним из преимуществ органов по требованию является то, что они создаются из клеток пациента, что уменьшает риск отторжения и предотвращает необходимость в длительной иммуносупрессивной терапии. Кроме того, использование органов по требованию сокращает время ожидания на трансплантацию, что может спасти жизни тысячам людей, ожидающим органы.
Электрификация транспорта
В последние годы мы наблюдаем увеличение количества электромобилей на дорогах. Этот тренд называется электрификацией транспорта и является ключевым компонентом экологически устойчивой транспортной системы. Электрификация транспорта — это замена традиционных топливных систем на электромоторы и аккумуляторы.
Преимущества электрических автомобилей очевидны. Во-первых, они не выбрасывают вредные вещества в окружающую среду и не ухудшают качество жизни людей, живущих в городах. Во-вторых, электрические автомобили не производят шума, что делает их более комфортными для водителей и пассажиров. В-третьих, электрические автомобили намного эффективнее по расходу топлива, что означает, что водители экономят на заправке.
Электрификация транспорта имеет далеко идущие последствия для экономики и окружающей среды. Переход на электрический транспорт может уменьшить зависимость от нефтяных компаний и снизить цену на энергию. Кроме того, электрические автомобили могут помочь сократить уровень выбросов углекислого газа – проблемы, которую мир старается решить в борьбе с изменением климата.
Однако, переход на электрический транспорт все еще представляет вызовы. В настоящее время страны стремятся развивать инфраструктуру для зарядки электрических автомобилей, чтобы сделать электрический транспорт доступным и удобным для использования. Кроме того, цена на электрические автомобили все еще высока, что ограничивает доступность этой технологии.
Космический телескоп Джеймса Уэбба
Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) — это один из наиболее ожидаемых космических проектов, который может изменить наше понимание Вселенной. JWST — это научный инструмент, предназначенный для исследования далеких галактик и звездных систем во вселенной.
Телескоп назван в честь Джеймса Уэбба, который был администратором Национального управления аэронавтики и космической администрации (NASA) с 1961 по 1968 годы. JWST был запущен 25 декабря 2021 года на борту ракеты Ариан 5 в космос из космического центра Гайана.
Одна из особенностей JWST – способность наблюдать в инфракрасном диапазоне, что позволит ему исследовать самые дальние уголки Вселенной и увидеть те объекты, которые не могут быть увидены другими космическими телескопами. Телескоп также оборудован большим зеркалом диаметром 6,5 метров, которое сделает его наиболее мощным космическим телескопом в истории.
Ожидается, что JWST принесет открытия в области космической астрономии и поможет нам лучше понять происхождение Вселенной, формирование звезд и галактик, а также поиск жизни во вселенной.
Молекулярная антропология
Молекулярная антропология — это наука, которая использует генетические методы и технологии для изучения происхождения, эволюции и распределения человеческих популяций. В последние годы молекулярные методы стали незаменимым инструментом для изучения истории нашего рода и его ближайших родственников. В 2023 году ожидается, что молекулярная антропология продолжит расширять свои границы и принесет множество открытий.
Одним из направлений исследований в молекулярной антропологии в 2023 году будет изучение генетического разнообразия населения Земли. С помощью современных генетических методов ученые смогут установить, какие генетические факторы влияют на здоровье и наследственные болезни в различных группах населения. Также будет исследоваться влияние социокультурных факторов на генетическое разнообразие и распределение генов в разных популяциях.
Другим направлением исследований станет изучение эволюции человеческого генома. Ученые попытаются выяснить, какие гены были изменены или приобретены в процессе эволюции, и как это отразилось на физических и ментальных характеристиках человека. Кроме того, исследования будут направлены на определение того, какие мутации генов приводят к заболеваниям, и как их можно лечить или предотвращать.
Переработка батарей
Переработка батарей — это важный процесс, который позволяет восстановить ценные материалы и уменьшить количество отходов. С развитием электромобильной индустрии и увеличением числа электронных устройств, которые используют литий-ионные батареи, переработка становится все более актуальной проблемой. В 2023 году ожидаются новые открытия в области переработки батарей, которые помогут улучшить эффективность и экологическую безопасность процесса.
Одним из направлений исследований в переработке батарей в 2023 году будет использование новых технологий и материалов для улучшения процесса извлечения ценных материалов из литий-ионных батарей. Например, исследователи могут использовать методы химического разложения, чтобы извлечь металлы, такие как кобальт, никель и литий, из старых батарей. Также исследуется возможность использования роботизированных систем для автоматизации процесса переработки.
Другим направлением, будет изучение возможности повторного использования батарей. Большинство литий-ионных батарей, которые сейчас используются в электромобилях и электронных устройствах, могут быть использованы только один раз, после чего они становятся непригодными для дальнейшего использования. Исследователи будут искать способы повторного использования батарей, например, для хранения энергии в домах и зданиях.
Ещё одним важным направлением будет разработка более эффективных и экологически безопасных методов переработки. Сейчас большинство процессов переработки батарей включают использование опасных химических веществ и процессов, которые могут привести к загрязнению окружающей среды. Исследователи будут работать над разработкой новых методов, которые будут безопасны для окружающей среды и общества в целом.
Главные открытия в российской науке
Новые механизмы работы ДНК
ДНК — это молекула, которая содержит наш генетический код и определяет нашу фенотипическую характеристику. В России проводятся многочисленные исследования, направленные на изучение новых механизмов работы ДНК, которые могут привести к значительным прорывам в области медицины и биотехнологии.
Одним из интересных направлений исследований в России является изучение эпигенетических механизмов, которые определяют, как гены выражаются в клетке. Эпигенетические изменения могут происходить в течение нашей жизни из-за разных факторов, таких как окружающая среда и питание. Исследования в этой области могут привести к новым методам лечения заболеваний, включая рак.
Другим интересным направлением исследований в России является изучение механизмов ДНК-репликации. Репликация — это копирование ДНК перед делением клетки. Изучение механизмов репликации может привести к новым методам лечения заболеваний, связанных с нарушением этого процесса, например, с синдромом Дауна.
Кроме того, в России проводятся исследования, направленные на изучение механизмов работы генов, которые связаны с различными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Изучение этих механизмов может привести к разработке методов диагностики и лечения этих заболеваний.
В России также проводятся исследования, связанные с использованием ДНК в биотехнологии. Например, исследователи ищут способы использования ДНК для производства лекарств и других важных биологических молекул.
Обратно на Луну
В этом году Россия планирует запустить первый лунный космический зонд с 1976 года. Миссия «Луна-25» – важное событие, так как это первый аппарат, который приземлится на Южном полюсе Луны, а не в районе экватора, как это было ранее.
Основными целям миссии являются: отработка безопасной технологии мягкой посадки, исследование состава и строения лунного грунта на Южном полюсе, включая поиск воды.
Запуск коллайдера NICA
Конец этого года станет временем запуска коллайдера NICA учеными Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Это самая масштабная установка класса мегасайенс в России, на которой уже проводятся исследования, но еще не на полной мощности.
Коллайдер будет использоваться для воссоздания состояния, в котором находилась наша Вселенная в первые мгновения своего существования. Он даст толчок развитию физики элементарных частиц, и поможет расширить наши знания в радиобиологии, космической медицине, материаловедении, переработке ядерных отходов и в других областях науки.
Лекарство для миллионов
В начале текущего года сообщалось, что ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета разработали препарат, способный бороться с болезнью Альцгеймера. Метод заключается в ограничении утраты связей между клетками, что помогает мозгу сохранять память. Эффективность нового лекарства уже доказана на животных.
Однако метод еще предстоит протестировать на токсичность, мутацию и побочные эффекты. Клинические испытания будут начаты после определения оптимальной дозировки для человека, и, возможно, начнутся уже в этом году. Важность появления такого препарата трудно переоценить, так как, по оценкам ученых СПбПУ, к 2050 году болезнь Альцгеймера может быть диагностирована у более чем 140 миллионов человек.
Новые химические элементы
В ближайшее время из Объединенного института ядерных исследований в Дубне, подмосковье, может поступить еще одно важное объявление: возможно, здесь будет обнаружен новый элемент периодической таблицы.
В период 2020-2022 годов в России удалось впервые в мире получить пять изотопов сверхтяжелых элементов: лоуренсий-264, сиборгий-268, хассий-272, дармштадтий-276 и московий-286. Конечная цель всех проведенных опытов — получение 119-го и 120-го элементов таблицы Менделеева. Российские ученые уже находятся на финишной прямой в этом деле.
Новые изобретения 2023 года
Тактильный дисплей
Крупнейшие компании на рынке уже давно обеспечивают свои устройства функциями для людей с ограничениями слуха и зрения, однако новый гаджет Dot Pad от Dot Incorporation обещает стать действительно инновационным продуктом для слабовидящих. Это устройство представляет собой подвижный экран, состоящий более чем из 2700 выдвижных штырьков, которые создают графическое изображение в тактильной форме и переводят текст в шрифт Брайля.
Dot Pad может использоваться с любым гаджетом, от смартфона до компьютера, и подключается к ним по Bluetooth. Однако на данный момент устройство поддерживает только устройства Apple.
Многофункциональный экзоскелет
Многие пытались создать качественные экзоскелеты, но только компания Bionic представила доступный вариант, который уже был награжден на международной выставке разработок. Это экзоскелет Cray X, который крепится на спине и уменьшает нагрузку на поясницу и бедра во время подъема и переноски тяжестей. Кроме того, электроника отслеживает степень усталости носителя и разгружает его при долгой ходьбе. Есть также приложение, связанное с экзоскелетом, которое фиксирует статистику и дает рекомендации.
Графеновый обогреватель
Компания Graphene Square из Южной Кореи представила новое устройство Graphene Radiator, которое использует графен для обогрева. На данный момент это лишь прототип, однако он уже был протестирован и соответствует ожиданиям разработчиков. Это устройство похоже на камин, но не является обычным камином, а является виртуальным, создающим голограмму живого огня на системе из стекол, а обогрев обеспечивается электричеством. Благодаря графеновому генератору, устройство оказывается дешевле аналогов примерно на треть.
Антихраповая подушка и кровать
Компания 10minds из Южной Кореи представила в этом году новое решение для проблемы храпа — подушку Motion Pillow. Это устройство содержит несколько аудиодатчиков и надувных секций, которые позволяют улучшить качество сна.
Как работает Motion Pillow: если человек начинает храпеть, датчики фиксируют это и с помощью специальных секций меняют положение головы. Это происходит по определенной системе, которая помогает расширить дыхательные пути и улучшить качество сна. Устройство появится на рынке в середине 2023 года.
«Умная» коляска
В мире научных открытий в 2023 году появилась детская коляска GlüxKind Ella, разработанная немецкой компанией GlüxKind Technologies, которая обладает полной автономией. Она преодолевает препятствия, двигается по склонам и использует автоматический тормоз. Коляска может самостоятельно двигаться рядом с владельцем, если в ней нет ребенка. Хотя пока неизвестно, появится ли она на российском рынке, в ближайшие месяцы GlüxKind Ella будет доступна для покупки на европейских прилавках.
Прозрачный дисплей
«Зачем?» — возможно спросит обычный человек. «А потому что это круто!» — ответит компания LG, которая разработала прозрачный дисплей LG OLED T для своих новых моделей телевизоров. Особенность такого дисплея – он не ограничивает обзор, а изображение на нём видно только с одной стороны. Пока не очень понятно, зачем такая технология нужна телевизорам, когда она, казалось бы, может быть полезна скорее для компьютерных мониторов в офисах и открытых пространствах. Сотрудник может видеть всё, что находится за экраном, но содержимое дисплея доступно только ему.
Однако, если такая технология уже существует, то её применение будет расширено в будущем.
Withings U-Scan: анализатор мочи на унитазе
Withings U-Scan — это гаджет, который позволит определить состояние здоровья, проанализировав мочу и передав результаты по Wi-Fi. Гаджет крепится в унитазе и оценивает уровень метаболизма, дегидратацию организма, уровень витамина С и другие показатели здоровья. Картридж-анализатор придется менять раз в три месяца, а его стоимость составляет 30 евро за единицу. Однако, стоимость гаджета составляет 500 евро, что может вызвать у некоторых потребителей сомнения. Тем не менее, с появлением новых продуктов на рынке, можно ожидать снижения цены и улучшения функционала.
Имитатор голоса
Компания Acapela Group предлагает интересную идею для людей, которые рискуют потерять свой голос из-за различных прогрессирующих заболеваний, в результате чего постепенно теряются речевые функции. Компания предлагает сделать цифровой слепок своего голоса, что займет всего несколько минут и позволит искусственному интеллекту синтезировать голос человека. Это напоминает историю Стивена Хокинга, который использовал роботизированный голос после потери возможности говорить. Acapela Group уже запустила сервис, который позволяет записать слепок голоса, прослушать и корректировать результат, и оплатить только в случае необходимости использования слепка голоса. Существует два варианта оплаты: подписка на год за 99 евро или пожизненная лицензия за 999 евро. Сервис поддерживает более десятка языков, в том числе различные географические варианты.
SF (Super Fast) Battery
Компания SK разработала батарею для электромобилей, которая содержит 83% никеля в катоде и оснащена протоколом зарядки SK On. Благодаря этому, ее можно зарядить от 10% до 80% всего за 18 минут, что, по словам компании, обеспечит запас хода в 400 км.
Хотя технология не считается новой, SK смогла решить проблему возгорания батареи, которая ранее мешала использовать их в электромобилях. Новые батареи уже установлены на модели Hyundai IONIQ 5 и KIA EV6. Однако компания не сообщила о долговечности этих батарей.
Робот для сбора урожая в теплицах
Японские инженеры придумали простое, но удобное решение для сбора сладкого перца в оранжереях — робот, который ездит по кабелю между рядами. Робот способен самостоятельно находить спелые плоды перца, оценивая их со всех сторон, и срезать их, не требуя перестройки оранжереи. В отличие от американского проекта, где робот ездит на колесах и требует определенного расстояния между рядами, японская технология не имеет таких ограничений. Виртуальная карта плодов, создаваемая роботом, указывает их уровень спелости.
XiteSafety от HYUNDAI
Представлено простое, но эффективное решение для безопасности рабочих на стройплощадке. Датчики, закрепленные на специальной технике и касках рабочих, позволяют умному экскаватору избегать случайных травм работников. В случае использования не оснащенной техники, в кабину экскаватора устанавливается дополнительный датчик, который оповестит водителя о наличии рабочих под ковшом машины.
Робот SentiV
Существует сельскохозяйственный робот-скаут, который разрабатывается для обхода полей и выявления сорняков. К сожалению, он не способен самостоятельно удалить эти сорняки. Однако робот способен выявлять не только вредные растения для растений на грядках, но и для травы на газонах. В будущем я могу представить, как такие роботы будут ездить по полям, обнаруживая сорняки, а затем на их место прибудут роботы-пропалыватели или рабочие.
Робот из жидкого металла
Китайские и американские ученые создали робота, который может переходить из твердого состояния в жидкое и обратно, используя магнитоактивную материю (MPTM), способную изменять свое состояние под воздействием магнитного поля. Робот создан из магнитных неодим-железо-борных микрочастиц, интегрированных в галлий, который плавится при 29,8 градусах Цельсия, и может плавиться без использования источника тепла при заданных характеристиках магнитных полей.
Эта технология может быть использована для доставки лекарств в организм, извлечения инородных предметов из организма и заполнения винтовых патронов. Также, ученые продемонстрировали, как материал может управляемо перемещаться по печатной плате и монтироваться в труднодоступных местах, а также взбираться по стенам и преодолевать препятствия. Видео с прохождением металлической лего-фигурки сквозь решетку связывают с терминатором Т-1000.
Вывод
В 2023 году были сделаны множество научных открытий в различных областях науки. Были разработаны новые методы лечения болезней, созданы инновационные технологии, которые смогут повысить качество жизни человека. Важными достижениями стали открытия в области космических исследований, где были открыты планеты и галактики. В целом, научные открытия 2023 года подтверждают, что наука продолжает развиваться и находить новые пути решения сложных проблем, что даёт надежду на лучшее будущее.
