22 прорывных технологии 2022 года

Звучит по-детски просто. Если в мире становится слишком жарко, почему бы не дать ему немного тени? Известно, что пыль и пепел, выбрасываемые вулканами в верхние слои атмосферы, обладают охлаждающим эффектом: извержение горы Пинатубо в 1991 году охладило Землю на целых 0,5° C в течение четырех лет. Солнечная геоинженерия, также известная как управление солнечным излучением, вполне сознательно делает то же самое.

Возникают сомнения. Это сработает? Как это повлияет на количество осадков и погодные условия? И не подорвет ли это усилия по сокращению выбросов парниковых газов? Попытки проверить идею наталкиваются на ожесточенное противодействие со стороны политиков и активистов. Однако, в 2022 году группа из Гарвардского университета надеется провести отложенный эксперимент под названием SCoPEX. Он включает запуск воздушного шара в стратосферу с целью высвобождения 2 кг материала (вероятно, карбоната кальция), а затем измерение того, как он рассеивается, реагирует и рассеивает солнечную энергию.

Сторонники технологии утверждают, что важно понимать методику, если необходимо выиграть для мира чуть больше времени для сокращения выбросов. Гарвардская группа учредила независимую консультативную комиссию для рассмотрения моральных и политических последствий. Независимо от того, состоится это испытание или нет, ожидайте ожесточенных споров.

Тепловые насосы

На поддержание тепла в зданиях зимой приходится около четверти мирового потребления энергии. В большинстве случаев отопление зависит от сжигания угля, газа или нефти. Если мир хочет достичь своих целей по изменению климата, статус-кво обязан измениться. Наиболее многообещающей альтернативой является использование тепловых насосов — по сути, холодильников, работающих в обратном направлении.

Вместо того, чтобы откачивать тепло из помещения для его охлаждения, тепловой насос нагнетает тепло извне, нагревая его. Поскольку они просто перемещают имеющееся тепло, такие устройства могут быть очень эффективными: на каждый киловатт потребляемой электроэнергии тепловые насосы могут отдавать 3 кВт тепла, что делает их более дешевыми в эксплуатации, чем электрические радиаторы. А включение теплового насоса в обратном направлении охлаждает дом, а не нагревает его.

Gradient, базирующаяся в Сан-Франциско, является одной из нескольких компаний, предлагающих тепловой насос, который может обеспечивать как обогрев, так и охлаждение. Его устройства в форме седельных сумок могут быть установлены в окнах, вместо кондиционеров, и поступят в продажу в 2022 году.

Самолеты на водороде

Электрификация автомобильного транспорта — это одно. Другое дело — самолеты. Аккумуляторы подходят только для небольших самолетов при коротких перелетах. Но может ли электричество от водородных топливных элементов, которые выделяют только воду, помочь? Пассажирские самолеты, которые должны пройти испытания с водородными топливными элементами в 2022 году, включают среди прочего двухместный самолет, который строится в Делфтском технологическом университете в Нидерландах. ZeroAvia, базирующаяся в Калифорнии, планирует завершить испытания 20-местного самолета и планирует к концу года подготовить водородную силовую установку для сертификации. Компания Universal Hydrogen, также из Калифорнии, надеется, что ее 40-местный самолет поднимется в воздух в сентябре 2022 года.

Прямой захват углекислого газа

Углекислый газ в атмосфере вызывает глобальное потепление. Так почему бы не высосать его с помощью машин? Несколько стартапов используют технологию прямого захвата воздуха (DAC). В 2022 году канадская компания Carbon Engineering приступит к строительству крупнейшего в мире завода по производству DAC в Техасе, способного улавливать 1 млн тонн CO2 в год. Швейцарская фирма ClimeWorks в 2021 году открыла завод DAC в Исландии, который закапывает весь собранный CO2 уже в минеральной форме с мощностью 4 тыс тонн в год. У американской фирмы Global Thermostat есть два пилотных завода. DAC может сыграть жизненно важную роль в борьбе с изменением климата. Идет гонка за снижение затрат и расширение технологии.

Вертикальное земледелие

Возникает новый вид сельского хозяйства. Вертикальные фермы выращивают растения на лотках, уложенных друг на друга в закрытой контролируемой среде. Эффективное светодиодное освещение сделало процесс дешевле, хотя затраты на электроэнергию остаются обузой. Вертикальные фермы могут быть расположены близко к клиентам, что снижает транспортные расходы и выбросы. Использование воды сведено к минимуму, а растения защищены от нападения насекомых, поэтому пестициды здесь не нужны.

В Великобритании Jones Food Company откроет в 2022 году самую большую в мире вертикальную ферму площадью 13 750 квадратных метров. Американская компания AeroFarms откроет свою самую большую вертикальную ферму в Даневилле, штат Вирджиния. Другие фирмы тоже будут расширяться. Nordic Harvest расширит свой завод недалеко от Копенгагена и построит новый в Стокгольме. Компания Plenty из Калифорнии откроет новую крытую ферму недалеко от Лос-Анджелеса. Вертикальные фермы в основном выращивают ценные листовые овощи и зелень, но некоторые предпочитают помидоры, перец и ягоды. Теперь задача состоит в том, чтобы улучшить их экономику.

Контейнеровозы с парусами

Суда производят 3% выбросов парниковых газов. Горящее морское бункерное топливо, грязный дизельный осадок, также способствует образованию кислотных дождей. Ничего из этого не было проблемой в эпоху парусов — вот почему паруса возвращаются в высокотехнологичной форме, чтобы сократить расходы и выбросы.

В 2022 году компания Michelin из Франции оснастит грузовое судно надувным парусом, что, как ожидается, снизит расход топлива на 20%. Японская судоходная компания MOL планирует установить на корабль телескопический жесткий парус в августе 2022 года. Итальянская компания Naos Design планирует оснастить восемь судов поворотными и складными жесткими “крыльями”. Другие подходы включают воздушные змеи, “всасывающие крылья”, в которых размещаются вентиляторы, и гигантские вращающиеся цилиндры, называемые роторами Флеттнера. По данным Международной ассоциации виндшипов, к концу 2022 года количество крупных грузовых судов с какими-либо парусами увеличится в четыре раза — до 40. Если Европейский Союз включит судоходство в свою схему торговли выбросами углерода в 2022 году, как и планировалось, это придаст этим необычным технологиям дополнительный импульс.

VR тренировки

Большинство людей не делают достаточного количества упражнений. Многие хотели бы, но не хватает мотивации. Гарнитуры виртуальной реальности (VR) позволяют людям играть в игры и сжигать калории в процессе, когда они бьют или режут встречные фигуры, или приседают и трясутся, чтобы уклоняться от препятствий. VR-тренировки стали более популярными во время пандемии, когда были закрыты закрытые тренажерные залы и была выпущена мощная недорогая гарнитура Oculus Quest 2. Усовершенствованная модель и новые фитнес-функции появятся в 2022 году. А в Европе может быть выпущено популярное приложение для тренировок в виртуальной реальности Supernatural, доступное только в Северной Америке. Может ли приложение-“убийца” для виртуальной реальности помочь в поддержании физической формы?

Вакцины от ВИЧ и малярии

Впечатляющий успех вакцин против коронавируса на основе матричной РНК (мРНК) знаменует собой золотую эру разработки вакцин. Moderna разрабатывает вакцину против ВИЧ на основе той же технологии мРНК, которая используется в ее высокоэффективной вакцине против коронавируса. В 2021 году она вступила в раннюю стадию клинических испытаний, а предварительные результаты ожидаются в 2022 году. Компания BioNTech, со-разработчик вакцины против коронавируса Pfizer и BioNTech, работает над вакциной на основе мРНК от малярии, клинические испытания которой, как ожидается, начнутся в 2022 году. мРНК-вакцины против ВИЧ и малярии, разработанные в Оксфордском университете, также выглядят многообещающими.

Костные имплантаты, напечатанные на 3D-принтере

В течение многих лет исследователи разрабатывали методы создания искусственных органов с помощью 3D-печати биологических материалов. Конечная цель — взять несколько клеток у пациента и создать полностью функциональные органы для трансплантации, тем самым избавившись от длинных списков ожидания, тестирования на совпадение и риска отторжения.

Для мышц и тканей человеческих органов достижение этой цели еще далеко. Но кости менее сложны. Два стартапа, Particle3D и ADAM, надеются, что к 2022 году будут доступны для имплантации человеку кости, напечатанные на 3D-принтере. Обе компании используют минералы на основе кальция для печати своих костей, которые изготавливаются на заказ на основе компьютерной томографии пациентов. Испытания Particle3D на свиньях и мышах показали, что костный мозг и кровеносные сосуды превратились в имплантаты в течение 8 недель. ADAM заявляет, что его имплантаты, напечатанные на 3D-принтере, стимулируют естественный рост костей и постепенно разлагаются, в конечном итоге замещаясь костной тканью пациента. Исследователи говорят, что если все пойдет хорошо, на очереди кровеносные сосуды и сердечные клапаны, напечатанные на 3D-принтере.

Летающие электрические такси

Долгое время считавшиеся чем-то вроде фантастики летающие такси или электрические самолеты с вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL), как их называет молодая индустрия, становятся серьезными. Несколько компаний по всему миру активизируют испытательные полеты в 2022 году с целью сертифицировать свои самолеты для коммерческого использования в ближайшие год или два. Компания Joby Aviation, базирующаяся в Калифорнии, планирует построить более десятка своих пятиместных автомобилей с дальностью полета 150 миль. Volocopter из Германии стремится предоставить услуги воздушного такси на Олимпийских играх 2024 года в Париже. Среди других претендентов — eHang, Lilium и Vertical Aerospace. Следите за небом.

Космический туризм

После выдающегося для космического туризма 2021 года, когда череда усилий, поддерживаемых миллиардерами, подняла десятки людей в небо, на 2022 год возлагаются большие надежды. Virgin Galactic сэра Ричарда Брэнсона обогнала Blue Origin Джеффа Безоса в июле (причем оба миллиардера находились на собственных космических кораблях в суборбитальном полете). В сентябре компания Илона Маска SpaceX отправила 4 пассажиров в многодневный орбитальный круиз вокруг Земли.

Все три компании надеются привлечь больше туристов в 2022 году, который обещает стать первым годом, когда больше людей отправится в космос в качестве платных пассажиров, чем в качестве государственных служащих. Но Virgin Galactic модифицирует свой аппарат, чтобы сделать его более сильным и безопасным, и ожидается, что он не будет летать до второй половины 2022 года, а коммерческое обслуживание начнется лишь в четвертом квартале. Blue Origin планирует больше рейсов, но не сообщила, когда и сколько. Со своей стороны SpaceX заключила сделку по отправке туристов на Международную космическую станцию. Что на очереди? Луна.

Дроны для доставки

Им требуется больше времени, чем ожидалось, чтобы оторваться от земли. Но новые правила, вступившие в силу в 2021 году, помогут поднять эту индустрию на более высокий уровень в 2022 году. Manna, ирландский стартап, доставляющий книги, еду и лекарства в графстве Голуэй, планирует расширить свои услуги в Ирландии и Великобритании. Wing, дочерняя компания Google, осуществляет тестовые поставки в Америку, Австралию и Финляндию и расширит свою службу доставки от торгового центра до дома, запущенную в конце 2021 года. Болгарский стартап Dronamics начнет использовать крылатые дроны для переброски грузов между 39 европейскими аэропортами.

Более тихий сверхзвуковой самолет

В течение полувека ученые задавались вопросом, может ли изменения формы сверхзвукового самолета снизить интенсивность его звукового удара. Только недавно компьютеры стали достаточно мощными, чтобы запускать моделирование, необходимое для претворения в жизнь этих теорий снижения шума.

В 2022 году NASA X-59 QueSST (сокращение от “Quiet Supersonic Technology”) совершит свой первый испытательный полет. Что особенно важно, это испытание будет проводиться над сушей, в частности, на базе ВВС Эдвардс в Калифорнии. Конкорд, первый и единственный в мире коммерческий сверхзвуковой авиалайнер, не мог летать быстрее звука при полете над землей. Ожидается, что звуковой удар X-59 будет составлять всего одну восьмую от звука “Конкорда”. На уровне 75 воспринимаемых децибел это будет эквивалентно далекой грозе — больше похоже на звуковой “удар”. Если это сработает, НАСА надеется, что регулирующие органы смогут снять запрет на сверхзвуковые полеты над сушей, открывая новую эру коммерческих полетов.

3D-печатные дома

Архитекторы часто используют 3D-печать для создания масштабных моделей зданий. Но эту технологию можно масштабировать и использовать для создания настоящих построек. Материалы выбрасываются из сопла в виде пены, которая затем затвердевает. Слой за слоем печатается дом — либо на месте, либо в виде нескольких частей на фабрике, которые транспортируются и собираются.

В 2022 году компания Mighty Buildings, базирующаяся в Калифорнии, завершит строительство 15 экологически чистых домов, напечатанных на 3D-принтере, на Ранчо Мираж. И ICON, базирующаяся в Техасе, планирует начать строительство поселка из 100 домов, напечатанных на 3D-принтере, недалеко от Остина, что станет крупнейшим проектом в своем роде.

Техника сна

В Кремниевой долине это стало повальным увлечением. Не довольствуясь максимальной производительностью и производительностью в часы бодрствования, компьютерные фанаты теперь также оптимизируют свой сон, используя целый ряд технологий. К ним относятся кольца и повязки на голову, которые записывают и отслеживают качество сна, успокаивающие звуковые устройства, устройства для нагрева и охлаждения матрасов и умные будильники, которые разбудят вас в нужный момент. Google выпустил прикроватный планшет с отслеживанием сна в 2021 году, и ожидается, что Amazon последует его примеру в 2022 году. Это звучит безумно. Но плохой сон напрямую связан с болезнями, от сердечно-сосудистых до ожирения. И то, что Кремниевая долина делает сегодня, все остальные зачастую займутся завтра.

Индивидуальное питание

Диеты не работают. Растет количество свидетельств того, что метаболизм каждого человека уникален, и выбор продуктов питания тоже должен быть таким. Введите персонализированное питание: приложения, которые сообщают вам, что и когда есть, с использованием алгоритмов машинного обучения, тестов вашей крови и микробиома кишечника, данных о таких факторах образа жизни, как упражнения, и отслеживание уровня сахара в крови в реальном времени с помощью монет размером с монету. приспособления, прикрепленные к коже. После успешных запусков в Америке компании, специализирующиеся на персонализированном питании, присматриваются к другим рынкам в 2022 году. Некоторые также будут добиваться одобрения регулирующих органов в качестве средств лечения таких состояний, как диабет и мигрень.

Носимые трекеры здоровья

Дистанционные медицинские консультации стали обычным явлением. Это может изменить перспективы носимых трекеров здоровья, таких как Fitbit или Apple Watch. В настоящее время они используются в основном в качестве фитнес-трекеров для измерения пройденных шагов, скорости бега и плавания, частоты пульса во время тренировок и т.д. Но грань между потребительским и медицинским использованием таких устройств сейчас стирается, говорят аналитики консалтинговой компании Gartner.

Умные часы уже могут измерять оксигенацию крови, выполнять ЭКГ и определять фибрилляцию предсердий. Следующая версия Apple Watch, ожидаемая в 2022 году, может включать новые датчики, способные измерять уровни глюкозы и алкоголя в крови, а также артериальное давление и температуру тела. Rockley Photonics, компания-поставщик сенсорной техники, называет свою систему “клиникой на запястье”. Регулирование таких функций может занять некоторое время, но тем временем врачи, а не только пользователи, будут уделять больше внимания данным с носимых устройств.

Метавселенная

Слово “метавселенная”, введенное в 1992 году Нилом Стивенсоном в его романе “Снежная катастрофа”, относилось к устойчивому виртуальному миру, доступному через специальные очки, где люди могли встречаться, флиртовать, играть в игры, покупать и продавать вещи и многое другое. В 2022 году это означает сочетание видеоигр, социальных сетей и развлечений для создания новых захватывающих впечатлений, таких как плавание в любимой песне на онлайн-концерте. Такие игры, как Minecraft, Roblox и Fortnite, — все это ступеньки к появлению новой среды. Facebook переименовал себя в Meta, чтобы воспользоваться этой возможностью и отвлечься от других своих проблем.

Квантовые вычисления

Идея, которая существовала только на классных досках в 1990-х годах, превратилась в многомиллиардное соревнование между правительствами, техническими гигантами и стартапами: использование противоречивых свойств квантовой физики для создания нового типа компьютеров. Для некоторых видов математики квантовый компьютер может превзойти любую неквантовую машину, которая когда-либо была построена, быстро выполняя вычисления, используемые в криптографии, химии и финансах.

Но когда появятся такие машины? Одним из показателей возможностей квантового компьютера является количество кубитов. Китайская команда построила компьютер с 66 кубитами. Американская фирма IBM надеется достичь уровня в 433 кубитов в 2022 году и 1000 к 2023 году. Но существующие машины имеют фатальный недостаток: тонкие квантовые состояния, от которых они зависят, сохраняются всего лишь доли секунды. На это уйдут годы. Но если эту проблему удастся решить, квантовые вычисления могут стать коммерческой реальностью гораздо раньше, чем ожидалось.

Виртуальные инфлюенсеры

В отличие от человека, инфлюенсер никогда не опоздает на фотосессию, не напьется на вечеринке или не постареет. Это потому, что виртуальные влиятельные лица — это компьютерные персонажи, которые выкладывают товары в Instagram, Facebook и TikTok.

Самая известная — Микела Соуза, или “Лил Микела”, вымышленная 19-летняя американка бразильского происхождения с 3 миллионами подписчиков в Instagram. Ожидается, что в 2022 году на маркетинг лидеров мнений будет потрачено 15 миллиардов долларов, и количество виртуальных инфлюенсеров быстро растет. Айя Стеллар — межзвездный путешественник, созданный маркетинговым агентством Cosmiq Universe — приземлится на Земле в феврале. Она уже выпустила песню на YouTube.

Мозговые интерфейсы

В апреле 2021 года неудержимый Илон Маск взволнованно написал в Твиттере, что обезьяна-макака “буквально телепатически играла в видеоигру, используя мозговой чип”. Его компания Neuralink имплантировала в мозг обезьяны два крошечных набора электродов. Сигналы от этих электродов, передаваемые по беспроводной сети и затем декодируемые соседним компьютером, позволяли обезьяне перемещать экранную ракетку в игре в пинг-понг, используя только одну мысль.

В 2022 году Neuralink надеется испытать свое устройство на людях, чтобы позволить парализованным людям работать на компьютере. Другая фирма, Synchron, уже получила одобрение американских регулирующих органов на начало испытаний аналогичного устройства на людях. Его “минимально инвазивный” нервный протез вводится в мозг через кровеносные сосуды шеи. Помимо помощи парализованным людям, Synchron также рассматривает другие возможности, такие как диагностика и лечение состояний нервной системы, включая эпилепсию, депрессию и гипертонию.

Искусственные мясо и рыба

Уинстон Черчилль однажды подумал о “абсурдности выращивания целой курицы, чтобы съесть грудку или крылышки”. Спустя почти столетие около 70 компаний “выращивают” мясо в биореакторах. Клетки, взятые у животных, не причиняя им вреда, питаются супами, богатыми белками, сахарами, жирами, витаминами и минералами. В 2020 году Eat Just, стартап по производству искусственного мяса из Сан-Франциско, стал первой компанией, сертифицированной для продажи своей продукции в Сингапуре.

Ожидается, что в 2022 году к нему присоединятся несколько других фирм. В следующем году израильский стартап SuperMeat рассчитывает получить разрешение на коммерческие продажи культивированных куриных гамбургеров, выращенных по 10 долларов за штуку, по сравнению с 2500 долларами в 2018 году, компания говорит. Компания Finless Foods, базирующаяся в Калифорнии, надеется на получение разрешения на продажу культивированного голубого тунца, выращенного по цене 440 долларов за килограмм — по сравнению с 660 000 долларов в 2017 году. В стадии разработки находятся бекон, индейка и другие мясные культуры. Озабоченные экологией любители мяса скоро смогут получить свой стейк — и съесть его.