Некоторые технологии вроде солнечной энергетики, знакомые нам уже не первый год, пережили мощнейшие прорывы в этом году; другие, о которых вы слышали — квантовая телепортация, например — стали лучше. Давайте пройдемся по списку значимых технологий уходящего 2014 года.

Солнечная энергия

Солнечная энергия

Отчет Министерства энергетики США говорит о следующем: «2014 год знаменует собой важную веху в истории американской солнечной энергии». Пять новых солнечных электростанций (три в Калифорнии, одна в Неваде и одна в Аризоне) заработали в 2014 году. Поскольку из-за рубежа к нам все доходит с небольшим запозданием, можем поздравить заокеанских коллег и понадеяться, что к нам чистая энергия тоже будет постепенно приходить.

Крупнейшая в мире солнечная электростанция заработала в начале этого года в пустыне Мохаве (Калифорния) и начала вырабатывать 392 мегаватта энергии; этого достаточно, чтобы электрифицировать 140 000 домов.

Солнечная энергия — и это тоже стоит отметить — значительно упала в цене. Успехи в технологиях, которые лежат в основе солнечных панелей, увеличение производственного плана в Китае — все это постепенно приводит к тому, что возобновляемая энергия становится все более конкурентоспособной с природным газом, особенно на фоне падения цены на ископаемое топливо. По данным Forbes, полный цикл несубсидированной солнечной энергии обходится примерно в 13 центов за киловатт-час, тогда как энергия продвинутых угольных электростанций — 12 центов за киловатт-час.

Не стало сюрпризом и возрастание объемов добычи электроэнергии на солнечных электростанциях. По состоянию на сентябрь 2014 года объем добычи солнечной энергии в США составил 15,9 гигаватт установленной мощности, этого достаточно для снабжения электроэнергией 3,2 миллиона домов, пишет Forbes. Это в два раза больше, чем было в 2013 году.

Эффективность тоже растет. В этом году ученые из Университета Нового Южного Уэльса поставили рекорд, создав солнечные батареи, преобразующие 46% солнечной энергии в электричество — это самая высокая конверсия на сегодняшний день.

Этот год был хорошим для солнечной энергии, и он не будет последним. Солнечная энергия постепенно будет падать в цене и расти в объемах добычи. Настанет день, когда мы перестанем жечь уголь и газ ради света в домах.

3D-печать

3D-печать

Этот год был также богат новостями из сферы 3D-печати, которая расползается по всему миру «мысью по древу». Если вы не в курсе, 3D-принтеры используют вязкий пластик вместо чернил для печати. Работая с цифровым файлом, 3D-принтер строит трехмерный объект, распечатывая его послойно. После того как «чернила» высыхают, объект затвердевает.

В уходящем году технология использовалась для печати почти всего, что только можно представить: стулья, одежда, беспилотники, автомобили, секс-игрушки, дома, электроника, биологические части типа протезов и частей черепа и даже еда.

Трехмерная печать даже в космос вышла. Прошлым летом первый 3D-принтер, разработанный для печати в условиях микрогравитации, был доставлен на Международную космическую станцию, а уже в ноябре был распечатан первый объект. В будущем печатные компоненты или даже еда, которые можно будет распечатать в космосе, значительно упростят загрузку космических аппаратов — достаточно будет принтеров и «чернил».

Дополненная реальность

Дополненная реальность

Добавьте графику, звуки, иллюзию касания или даже запах в ваш мир — и вы получите дополненную реальность. Google Glass, которые накладывают графику поверх мира с помощью линз, — только один пример. С момента появления очков от Google на публике, дополненная реальность приобретает популярность. Хотя, безусловно, ее рост переживает некоторую стагнацию в определенных моментах: мир замер перед прыжком в мир дополненной и виртуальной реальности.

Недавно Jaguar Land Rover анонсировала использование технологии наложения графики на лобовое стекло, которая будет предоставлять не только навигационную информацию, но также данные о пешеходах или других автомобилях, которых водитель может не заметить. Похожая технология также будет демонстрироваться в розничных магазинах, позволяя покупателям примерить одежду виртуально.

Мотоциклетный шлем, созданный Fusar Technologies, включает систему дисплея, носимого на голове, функции записи видео и голосового управления. Вы даже можете купить маску для подводного плавания, которая оснащена встроенным дисплеем с указателем времени погружения, глубины, температуры воды и многого другого.

Нейрокомпьютерные интерфейсы

Пилот

О чем вы думаете? Ученые все лучше и лучше интерпретируют сигналы мозга и преобразуют их в компьютерные команды. Не так давно ученые нашли способ, с помощью которого человек может управлять курсором на экране силой мысли. С тех пор наука ушла далеко вперед.

В мае команда Института динамики летных систем и Берлинского технологического института разработала технику, которая позволила пилоту точно управлять самолетом на симуляторе, не трогая рычаги и штурвал.

Полет на симуляторе — это хорошо и весело, однако есть и более благородные способы использования нейрокомпьютерных интерфейсов. Если точнее, управление протезом, подключенным к нервной системе человека. Так называемые нейропротезы становятся все более и более совершенными, дают инвалидам возможность двигать искусственными конечностями так, как если бы они были естественными.

В октябре две группы ученых — Case Western Reserve University в Кливленде и Университета Чалмерса в Швеции — сообщили об успехе: они научили двух пациентов с протезами конечностей осторожно схватывать предметы и даже «ощущать» текстуру этих объектов.

Нейрокомпьютерный интерфейс также был разработан и учеными штата Огайо, чтобы помочь парализованному человеку шевелить рукой, используя собственные мысли. Ученые имплантировали компьютерный чип в мозг человека и затем использовали нейронный мост для перенаправления мозговых сигналов к рукаву, который передает электрические сигналы к предплечью и руке человека. После некоторой практики человек смог управлять рукой силой мысли.

Если этого мало, японский производитель экзоскелетов Cyberdyne анонсировал в этому году, что работает над экзоскелетом, который позволит людям ходить, определяя электрические импульсы на теле человека, когда мозг носителя будет отправлять сигнал конечности двигаться.

Но самое, наверное, громкое событие в этой сфере уходящего года произошло в Бразилии на церемонии открытия World Cup Games, когда человек с параличом нижних конечностей, используя управляемый силой мысли экзоскелет, сделал первый удар.

Экзоскелеты

TALOS

Раз уж мы заговорили об экзоскелетах, давайте продолжим. В этом году американские военные представили костюм TALOS. Этот костюм защищает владельца от пуль, позволяет ему поднимать тяжести и поставляется с арсеналом технологий, которые наблюдают за окружающей средой. Этот костюм — не только для военных.

Работники судостроительной компании Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering стали носить экзоскелеты, которые помогают им поднимать тяжелые вещи. Похожие манипуляторы были разработаны учеными Массачусетского технологического института: работники склада могут поднимать тяжелые грузы самостоятельно.

Также в этом году было анонсировано новое состязание под названием Cybathlon. Суть такова, что участие в нем принимают люди с ограниченными возможностями при содействии передовых технологий типа роботизированных конечностей и экзоскелетов. Соревнования проводятся при поддержке ETH Zurich и Шведского национального центра исследований робототехники. Первое мероприятие состоится в 2016 году.

Датчики активности

FitBIt

Носимые технологии, а именно трекеры активности — вроде фитнес-браслетов — усилили свои позиции на потребительском рынке. Если в прошлом году их выбор был невелик, в этом году выбор огромен. Basic Peak, FitBit, Garmin, Jawbone, Microsoft, Fitbit Flash — список можно продолжать.

Что интересно в этом всем, так это не выбор, а данные, которые эти браслеты собирают. Впервые в истории ученые смогли получать тонны информации о том, как люди двигаются в течение дня, от мала до велика. Ушли в прошлое опросы, которые ученые составляли с ручкой и бумагой, отдельно измеряя параметры каждого человека — теперь в их распоряжении есть фактически точные данные, собираемые с помощью датчиков. Появилась возможность проанализировать, как люди двигаются, спят, стоят, лежат и прочее.

Любопытно то, что пока не все знают, что делать с этим массивом точных данных. Возможно, поможет искусственный интеллект и глубокое машинное обучение?

Квантовые вычисления

Квантовая механика

Исследования в сфере квантовых вычислений пока находятся в зачаточном состоянии. Но в 2014 году мы услышали несколько жужжаний, гудков и электронных звуков, поступающих из комнаты с квантовым компьютером.

Все началось с данных, представленных Эдвардом Сноуденом, которые сообщили, что NSA строит «криптологически полезный квантовый компьютер». Такой компьютер был бы намного быстрее любых суперкомпьютеров, известных человечеству, и его было бы невозможно взломать, благодаря законам квантовой механики.

Также мы узнали в этом году, что не только NSA упорно трудится над созданием такого компьютера. В сентябре Google наняла физика Джона Мартиниса и его команду из Калифорнийского университета для разработки чипа квантового вычисления. В прошлом Google уже профинансировала исследования D-Wave Systems, канадской компании, которая обзавелась машиной с квантовыми качествами. И Microsoft запустила новую группу проектировщиков квантового аппаратного обеспечения в этом году, возглавляемую Бертоном Смитом, хорошо известным дизайнером суперкомпьютеров.

Но самая интересная новость пришла от команды ученых из Женевского университета, Лаборатории реактивного движения NASA и Национального института стандартов и технологий. В декабре они объявили, что телепортировали квантовое состояние частицы света — то есть направление, в котором она вращается — на 25 километров по оптоволокну, таким образом установив новый рекорд дальности успешной квантовой телепортации.

Термоядерный синтез

Термоядерный синтез

Энергия термоядерного синтеза долгое время находится в области исследований, которые всегда на десятки лет отстают от реальности. Но если бы она появилась у нас, планета получила бы безграничную и экологически чистую энергию.

Также в этом году было очень интересное и весьма загадочное объявление от Lockheed Martin. Ученые компании, хорошо известной на рынке передовых технологий, сообщили, что могут создать реактор, который достаточно мал, чтобы уместиться на крыше грузовика, но который сможет выдавать 100 мегаватт электроэнергии.

Ученые говорят, что через год они построят рабочий прототип, а через десять лет — реактор, который можно будет разместить на грузовике.

Маскировка

Невидимость

Технологии маскировки идут рука об руку с наукой, хотя остаются по сути вымыслом. У нас есть злые ромуланцы из «Звездного пути», которые могут прятать свои космические корабли; у нас есть плащ-невидимка Гарри Поттера, который делает носителя невидимым. В науке, однако, такие технологии маскировки все еще остаются новинкой.

До этого года большинство ученых уже добились определенного успеха по части сокрытия объектов из светового спектра, невидимого человеческому глазу. Они нашли способы укрывать трехмерные объекты от магнитных волн, звука, магнитного поля и даже делать целые города невосприимчивыми к сейсмическим волнам землетрясений.

Однако в этом году мы, наконец, узнали что-то совершенно новое. Ученые из Университета Рочестера использовали относительно недорогие компоненты, чтобы спрятать объект в видимом спектре. Вместо использования дорогих «метаматериалов», на которые возлагают надежды другие ученые, Джон Хоуэлл, профессор физики из Университета Рочестера, смог объединить четыре оптических линзы, чтобы изогнуть свет и направить его через центр. Не идеально, но решает сложнейшие проблемы простым путем.

Плавающие здания

Плавающие здания

Ледники тают, глобальное потепление неизбежно, температура растет, что нас спасет? Плавающие дома. В этом году мы наблюдали плавающие фермы, которые орошают урожай талым льдом; плавающие пляжи для Нью-Йорка; плавающие ядерные станции, которые будут устойчивы к цунами, а также подводные города.

Архитектурная фирма, базирующаяся в Нидерландах, Waterstudio, лидирует в этой области. Компания придумала несколько разных концепций, в том числе жилой дом, гостиницу, комплекс для людей с низким доходом и даже природный заповедник.

Что ж, 2014 год подходит к концу, а мы понемногу начинаем готовиться к открытиям 2015 года.