Современные изобретения

Через несколько дней закончится очередное десятилетие, и это отличный повод выбрать наиболее яркие научные открытия человечества.

За последние десять лет ученые достигли значительного прогресса в понимании человеческого тела, планеты и космоса.

Они впервые сфотографировали «черную дыру», обнаружили потенциально обитаемые планеты, создали вакцины от страшных заболеваний, отправили автоматические аппараты к астероидам, изобрели многоразовые ракеты.

ЭП собрала 16 наиболее ярких научных открытий уходящего десятилетия.

Искусственное мясо

5 августа 2013 года в Лондоне был представлен первый гамбургер, содержащий 140 грамм культивированного мяса. Оно было создано группой профессора Марка Поста из университета Маастрихта.

Бургер, на изготовление которого потребовалось два года и 325 тыс долл, состоял из 20 тыс тонких полос мышечной ткани коровы, выращенных в нидерландской лаборатории.

Повар Ричард Макгоун приготовил гамбургер перед телекамерами. Эксперты, диетолог Ханни Рутцер и автор исследований о будущем продуктов питания Джош Шонвальд посчитали, что мясо слишком сухое и обезжиренное.

С 2013 года лабораторная мясная индустрия значительно выросла: стартапы New Age Meats и Memphis Meats разрабатывают новые продукты питания.

Первая в истории посадка на поверхность кометы

i.pinimg.com

Запущенный в 2004 году космический аппарат «Розетта» Европейского космического агентства в 2014 году приблизился к цели своей миссии — комете 67P/Чурюмова-Герасименко.

Затем спускаемый аппарат «Розетты» — «Филы» — совершил первую в истории мягкую посадку на поверхность кометы.

«Филы» должен был подойти к комете с относительной скоростью около 1 м/с и при контакте с поверхностью выпустить два гарпуна. Слабая гравитация кометы не способна удержать аппарат, он мог просто отскочить.

После посадки модуль занялся определением параметров ядра кометы, исследованием его химического состава и изучением активности кометы.

В 2014 году была опубликована статья 67P/Churyumov-Gerasimenko, a Jupiter family comet with a high D/H ratio. В ней было отмечено высокое, более чем в три раза по сравнению с земными океанами, содержание тяжелой воды во льду кометы. Этот результат противоречит принятой теории, что вода Земли имеет кометное происхождение.

Составлена рекордно подробная карта эпигенома человека

В 2015 году крупная международная коллаборация исследователей завершила проект картирования человеческого эпигенома, задачей которого было проанализировать 111 эталонных тканей организма. Результаты этой работы опубликованы в 20 отдельных статьях, вышедших в последнем номере Nature.

Почему это важно и что такое эпигеном? Эпигеном («над геном») — совокупность меток, которые управляют чтением ДНК, но которые не меняют последовательности ДНК.

Эпигеном состоит из химических веществ и белков, которые могут присоединяться к ДНК и изменять ее функцию, включая и выключая гены. Окружающая среда и образ жизни человека — курение, еда — могут вызывать смертельные изменения в эпигеноме, которые способны вызывать рак.

Картирование эпигенома поможет ученым понять, как развиваются опухоли и распространяется рак.

Частный космический корабль пристыковался к МКС

В мае 2012 года корабль Dragon, разработанный SpaceX, был пристыкован к модулю «Гармония» в рамках демонстрационной миссии SpaceX COTS Demo Flight 2/3. Dragon стал первым частным космическим кораблем, пристыкованным к Международной космической станции.

Ранее столь сложные технологии могли осваивать только государственные компании из США, России, Японии и стран ЕС.

Семь лет спустя SpaceX впервые запустила пилотируемую версию «Дракона» — Crew Dragon, но без экипажа в рамках демонстрационного полета.

Первая ступень ракеты совершила мягкую посадку

В 2015 году после запуска на орбиту 11 спутников Orbcomm-G2 первая ступень ракеты-носителя Falcon 9 FT впервые успешно приземлилась на площадку посадочной зоны 1.

После восстановления первая ступень была успешно запущена в космос в 2017 году.

Искусственный интеллект обыграл человека в стратегическую игру Go

В 2015 году программа AlphaGo, разработанная компанией Google DeepMind, выиграла матч у профессионального игрока на стандартной доске.

Эта победа ознаменовала собой важный прорыв в области ИИ: большинство специалистов по искусственному интеллекту считало, что подобная программа не будет создана ранее 2020 года.

В марте 2016 года программа выиграла со счетом 4:1 у профессионала высшего ранга Ли Седоля.

Создана синтетическая ДНК

ДНК всех живых существ состоит из двух типов пар аминокислот: A-T (аденин — тимин) и G-C (гуанин — цитозин). Этот четырехбуквенный алфавит составляет основу всей генетической информации в мире природы.

Однако в 2017 году ученые изобрели две новые буквы, неестественную пару оснований X-Y, которые они интегрировали в генетический алфавит бактерий E. coli.

Флойд Ромесбург, который руководил исследованием, считает, что его изобретение может улучшить методы лечения болезней. Например, изобретение может изменить способ разложения белков в организме, помогая лекарствам дольше оставаться внутри человека.

Команда Ромесбурга размышляет, как сделанное открытие может помочь в лечении рака и создании лекарств от аутоиммунных заболеваний.

Автопилот для автомобиля

В сентябре 2017 года Audi объявила, что выпустила первый в мире автономный автомобиль «третьего уровня».

Это означает, что ноги, руки и глаза человека не нужны для управления машиной.

Седан A8 может передвигаться полностью автономно. Человек ему нужен только в случае плохой погоды или отсутствия дорожной разметки.

Для сравнения: водители Tesla с функцией Autopilot должны быть готовы в любой момент взять управление автомобилем в свои руки, поэтому им рекомендуется постоянно следить за дорогой.

Спустя два месяца Waymo — автономное подразделение транспортных средств Alphabet, материнской компании Google, — объявило, что тестирует в Аризоне (США) минивэны с автономным управлением в Аризоне без людей за рулем. В 2018 году Waymo запустило первую полностью автономную службу такси в США.

Содержание СО2 в атмосфере Земли достигло пика за 800 тыс лет

В 2018 году ученые обнаружили, что содержание двуокиси углерода в атмосфере достигло самого высокого уровня за 800 тыс лет.

Когда ТЭС сжигают уголь, в атмосферу планеты выбрасываются парниковые газы: углекислый газ и метан. Они накапливаются в атмосфере и задерживают тепло.

2016 год был самым жарким за всю историю метеонаблюдений. Тем не менее, климатологи ожидают, что 2019 год станет вторым самым жарким годом за всю историю 140-летнего наблюдения. Июль уже стал самым жарким месяцем в истории.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) предупредила, что сокращение выбросов парниковых газов в следующем десятилетии имеет решающее значение для избежания наихудших последствий серьезного изменения климата.

Ледяной покров Антарктики и Гренландии тает беспрецедентно быстро

i.ytimg.com

Исследование, проведенное в апреле 2019 года, показало, что ледяной покров Гренландии теряет в среднем 286 млрд тонн льда в год. Два десятилетия назад среднегодовой показатель составлял всего 50 млрд тонн.

В 2012 году Гренландия потеряла более 400 млрд тонн льда.

Антарктида в последнее десятилетие теряла в среднем 252 млрд тонн льда в год, тогда как в 1980-х годах — всего 40 млрд тонн.

Части ледника Туэйтс в западной Антарктиде отступают на 800 метров в год. Опубликованное в июле исследование показало, что таяние этого ледника, вероятно, приближается к необратимой точке, после которой весь ледник может рухнуть в океан. Если это произойдет, глобальный уровень моря может подняться более чем на 0,45 метра.

Телескопу впервые удалось сфотографировать «черную дыру»

Беспрецедентная фотография показывает сверхмассивную «черную дыру» в центре галактики Мессье-87, которая находится на расстоянии около 54 млн световых лет от Земли. Масса «черной дыры» эквивалентна 6,5 млрд солнц.

Хотя изображение несколько размыто, оно показывает, как выглядят «черные дыры»: темные сферы, окруженные светящимся кольцом света.

Ученые десятилетиями бились над тем, чтобы запечатлеть «черную дыру» на камеру. Проблема заключалась в том, что «черные дыры» искажают пространство-время, из-за чего ничто не может вырваться из их гравитационного притяжения, даже свет. Тем не менее, спустя много лет ученым удалось сделать фото.

В Google создали квантовый компьютер

В 2019 году инженеры Google создали квантовый компьютер. Он может за три минуты выполнить вычисление, на которое самому быстрому суперкомпьютеру в мире потребуется 10 тыс лет.

Успешная разработка квантовых компьютеров поможет совершить технологический прорыв в сфере создания искусственного интеллекта и разработки лекарств.

Первая высокоэффективная вакцина против малярии

В начале 21 века на малярию заболевали 350-500 млн человек в год, из них 1,3-3 млн умирали. Ожидалось, что смертность вырастет вдвое на протяжении следующих 20 лет.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в год происходит 124-283 млн случаев заражения малярийными плазмодиями и 367-755 тыс смертей от заболевания.

До сих пор эффективность вакцины против малярийного плазмодия оставалась низкой: 31-56%. Однако после трех десятилетий исследований создана новая вакцина, ее эффективноть — более 90%.

Первая эффективная вакцина против лихорадки Эбола

Вспышки эпидемии зафиксированы в Центральной и Западной Африке, летальность — 25-90%. В декабре 2019 года ВОЗ провела предварительную квалификацию вакцины против лихорадки Эбола, что поможет ускорить ее лицензирование.

Вакцина поставляется в дополнение к двум экспериментальным методам лечения, которые значительно повышают показатели выживаемости.

Два новых метода лечения, REGN-EB3 и mAb-114, представляют собой смесь антител, которые вводятся в кровоток людей. Эти методы спасли 90% новых инфицированных пациентов в Конго.

Ученые впервые зафиксировали предсказанные Эйнштейном гравитационные волны

Гравитационные волны порождаются движением массивных тел с переменным ускорением и распространяются в пространстве со скоростью света. Ввиду относительной слабости гравитационных сил эти волны имеют весьма малую величину, с трудом поддающуюся регистрации.

Тем не менее, еще в 1915 году Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн. Он думал, что они будут слишком слабыми, чтобы их можно было уловить на Земле.

Современные инструменты обнаружения доказали обратное. С их помощью физики в 2016 году обнаружили гравитационные волны от столкновения двух «черных дыр» на расстоянии миллиардов световых лет.

За экспериментальное обнаружение гравитационных волн была присуждена Нобелевская премия по физике 2017 года.

Изучение гравитационных волн позволит существенно приблизить исследования к моменту Большого взрыва, проверить инфляционную модель Вселенной и разрешить другие насущные проблемы теоретической физики и космологии.

Астрономы запустили в космос телескоп для исследования экзопланет

В декабре 2019 года Европейское космическое агентство запустило на орбиту космический телескоп «Хеопс» (Cheops), предназначенный для поиска и изучения экзопланет транзитным методом.

Основные цели «Хеопса» — планеты с массами от Венеры до Нептуна у соседних с Солнечной системой звезд. Задача миссии — не столько поиск планет, сколько изучение уже найденных. Цели для исследования выбираются из данных, собранных наземными проектами по поиску экзопланет SuperWASP и HAT-P.

Ученые выберут кандидатов для изучения с помощью больших телескопов — будущего европейского супертелескопа E-ELT или преемника «Хаббла» «Джеймса Вебба».

Достоверно подтверждено существование 4 133 экзопланет в 3 073 планетных системах. Общее количество экзопланет в галактике Млечный путь оценивается 100 млрд, из которых 5-20 млрд, возможно, являются «землеподобными».

Около 34% солнцеподобных звезд имеют планеты, сравнимые с Землей. Общее количество планет вне Солнечной системы, напоминающих Землю и обнаруженных до августа 2016 года, составляет 216.

Роспатент назвал топ-10 самых интересных патентов на изобретения за 2019 год. Возглавляет данный список лекарственное средство от вируса Эбола, об этом РИА Новости со ссылкой на пресс-службу ведомства.

«Роспатент собрал топ-10 наиболее интересных изобретений 2019 года, по мнению экспертов ведомства. Большинство из них будут полезны в медицине. Ряд изобретений включают в себя использование новых технологий, например искусственного интеллекта, big data», — рассказал собеседник агентства.

На первом месте в списке оказалась разработка Новосибирского института органической химии имени Н. Н. Ворожцова СО РАН и государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» — средство для подавления вируса Эбола. В отличие от существующих аналогов данное средство обладает низкой токсичностью, отметили в Роспатенте.

В пятерку самых интересных изобретений также попали средство для удаления из крови белковых комплексов, которые вызывают развитие атеросклероза, комплекс оказания экспресс-помощи лицам с высоким риском сердечных проблем и штамм (микроорганизм), позволяющий очищать акватории водоемов и береговую линию от нефти и нефтепродуктов.

Будущее уже наступило, просто оно неравномерно распределено. Прямо сейчас кто-то может жевать растительный бургер, привезенный роботом-курьером, и слушать музыку через солнцезащитные очки. А кто-то — учиться делать операции в дополненной реальности. Это реальные технологии уходящего 2019 года, и страшно представить, что будет дальше.

Nash.live рассказывает о десяти самых интересных изобретениях 2019 года — по нашему мнению.

Читайте также: Онлайн-пытки и «цифровые дельфины». Хакер — про мифы и ужасы даркнета

Протез с искусственным интеллектом (BrainRobotics AI Prosthetic Hand)

Протез компании BrainRobotics позволяет владельцу и искусственному интеллекту учиться друг у друга, благодаря чему с каждым использованием он становится более реалистичным. Бионическая рука может совершать неограниченные движения и захваты — один из бета-тестеров даже успешно сыграл в фортепианном дуэте. В этой модели BrainRobotics использует восемь многоканальных электромиографических датчиков на запястье — так протез быстрее обрабатывает мышечные сигналы от руки пользователя и обеспечивает более точный контроль.

«Мы надеемся, что наше изобретение дает пациентам возможность контролировать протез так же, как они используют свои настоящие руки», — сказал президент компании BrainCo Макс Ньюлон.

Пока протез на стадии бета-теста. Ожидается, что он будет стоить 10-15 тыс. долларов — относительно недорого, если сравнивать с похожими устройствами.

Кулер, который делает воду из воздуха (GENNY)

Устройство израильской компании Watergen собирает влагу из воздуха и через сложный процесс фильтрации и многоуровневой очистки превращает в чистую питьевую воду — даже в районах с высоким загрязнением воздуха. Хотя внешне GENNY напоминает кулер, он способен производить до 26 литров воды в день. Для работы ему нужны только электричество или солнечный свет.

Создатели говорят, что Watergen сможет обеспечить водой засушливые районы в странах третьего мира, места стихийных бедствий (большие аналоги GENNY уже используются в этих целях), мобильные больницы и автономные военные базы. Они напоминают, что к 2025 году две трети мира столкнутся с нехваткой питьевой воды, и Watergen может быть решением назревающей катастрофы. Стоимость аппарата — около 1500 долларов.

Роботы-доставщики в Лос-Анджелесе (Serve Postmates)

Американская логистическая компания Postmates (доступна в 3, 5 тыс. городов) начала трудоустраивать первых роботов-курьеров — Serve. Курьер выглядит как электрическая желтая тележка с глазами, у которой есть дисплей для видеочата и кнопка помощи. Он может перевозить до 22 килограммов товаров на расстояние до 40 километров без подзарядки. Доставщик полуавтономный и передвигается по тротуарам с помощью своих камер и технологии Лидар (получение и обработка информации через активные оптические системы), но за ним все равно удаленно наблюдает человек-пилот. Клиенты открывают грузовой люк с помощью телефона или кода доступа.

Первых роботов «выпустили» на улицы Лос-Анджелеса и Сан-Франциско. По словам Postmates, доставщики-роботы уменьшают воздействие на окружающую среду и увеличивают продажи ресторанов.

Посмотреть эту публикацию в Instagram

Публикация от Chris Reilly (@filmreilly) 5 Дек 2019 в 1:15 PST

Очки со звуком (Bose Frames)

Эти очки предназначены для тех, кто одновременно хочет слушать музыку и не хочет полностью «выпадать» из окружающей обстановки, надевая наушники. В каждую дужку солнцезащитных очков Bose Frames вшита крошечная аудиосистема, звук из которой могут слышать только владельцы.

Очки подключаются к телефону через Bluetooth и могут при желании пользователя передавать звуковые уведомления. На дужке есть кнопка для паузы, перемотки и Siri. Чтобы выключить очки, их нужно убрать в чехол или карман. Стоят Bose Frames 200 долларов.

Растительный бургер (Impossible Burger 2.0)

Американская компания Impossible Foods «проапгрейдила» свой вегетарианский бургер, превратив его в Impossible Burger 2.0. с поджаристой, ароматной и сочной альтернативой говяжьей котлете, которая ничем не отличается от настоящей (кроме того, что сделана из растительных белков). В этом году компания начала поставлять свои растительные бургеры в Burger King и продавать в продуктовых магазинах на западном и восточном побережьях США. Impossible Foods планирует запустить и другие «мясные» продукты — курицу и рыбу. Пока, по словам представителей компании, единственный их конкурент — это корова.

Ученые прогнозируют, что в 2050 году люди будут есть на 70% больше мяса, чем в 2005 — значит, выращивание животных ради мяса будет еще больше вредить окружающей среде. В Impossible Foods считают, что использование животных для приготовления мяса — доисторическая и разрушительная технология, от которой пора отказаться:

«Мы делаем мясо из растений, чтобы нам больше никогда не приходилось использовать животных. Так мы сможем есть столько мяса, сколько захотим, и спасти лучшую планету в известной Вселенной».

Солнечный парус (LightSail 2)

LightSail 2 доказал, что полеты в космосе возможны без топлива, а концепция солнечного паруса реальна. Это первый в истории маленький космический корабль, который приводится в действие солнечным светом — он смог самостоятельно повысить свою орбиту на 2 километра только благодаря свету. Фотоны света, попадая на парус, передают ему небольшой импульс, который увеличивает его скорость.

Аппарат создали специалисты Планетарного общества (неправительственная организация, которая занимается популяризацией науки). Его размер — 11×11×34 сантиметра, а площадь паруса в разложенном виде — 32 кв.м. Он состоит из четырех треугольников, соединенных рамами из кобальтового сплава. Полотно паруса сделано из майлара — пленки синтетического полиэфирного волокна, которое отличается высокой механической прочностью и устойчивостью к высоким температурам.

LightSail 2 запустили с мыса Канаверал 25 июня этого года. Сейчас парус находится на орбите и передает на Землю технические данные и фотографии.

«Сама идея того, что для управления космическим кораблем можно не использовать ничего, кроме фотонов, удивительна. Мне кажется, это очень романтично — плавать в солнечных лучах», — заявил генеральный директор Планетарного общества Билл Най.

Виртуальная хирургия (Osso VR software)

Теперь студенты-медики могут учиться делать операции в виртуальной реальности. Цель такого программного обеспечения — дать начинающим врачам виртуальный опыт работы в операционной.

«Даже после четырехлетнего обучения в колледже, четырехлетней медицинской школы и пяти лет ординатуры в среднем 30% выпускников по-прежнему не могут работать самостоятельно», — объяснил идею генеральный директор Osso VR Джастин Барад.

Обучение в виртуальной реальности уже используют в больницах по всей территории США. В компании анонсируют, что с помощью Osso VR хирурги в развивающихся странах, таких как Камбоджа и Эфиопия, смогут дистанционно учиться у лучших специалистов мира.

Первый ноутбук-планшет со сгибаемым экраном (Lenovo ThinkPad X1 Foldable)

Складной 13,3-дюймовый ноутбук с гибким OLED-дисплеем может быть ноутбуком, книгой или планшетом — в зависимости от того, что вам нужно. Он будет работать на операционной системе Windows 10, как полноценный ПК. Всю поверхность устройства занимает сенсорный экран с разрешением 2K, пользователи могут открывать и сворачивать виртуальную клавиатуру или использовать физические клавиатуру и мышь. При сгибании пополам ноутбук превращается в лэптоп с двумя 9,6-дюймовыми дисплеями. С помощью чехла-подставки сгибаемый ThinkPad X1 можно устанавливать на стол для работы в режиме ПК. Гаджет поддерживает стилус Wacom, который идет в комплекте.

Флагман от Lenovo должен появиться на рынке в 2020 году и минимум на несколько месяцев опередить нашумевший Microsoft Surface Duo.

Перерабатываемый пластик (PureCycle Technologies)

Компания PureCycle Technologies напоминает, что только 9% всего пластика удалось переработать — а он никогда не разлагается полностью. PureCycle Technologies применяет новый метод восстановления использованного полипропилена (полимер, который чаще всего используют для упаковки продуктов), отделяя его от запахов, цветов и загрязняющих примесей и превращая в чистые бесцветные гранулы, которые можно использовать бесконечное количество раз и даже есть. Благодаря этой технологии вторичный полипропилен можно восстановить до исходного состояния — это обеспечит неограниченный рынок вторичного сырья и повысит спрос на полипропиленовые отходы.

«Мы берем пластик, который больше никогда не будет переработан, и делаем его пригодным для повторного использования», — объяснил генеральный директор PureCycle Майк Отворс.

Компания собирается открыть производство в 2021 году, но технология уже так популярна, что заказы расписаны на 20 лет вперед. Первый завод в округе Лоуренс, штат Огайо, будет перерабатывать 54 тыс. тонн полипропилена и выпускать более 48 тысяч тонн пластика в год.

Солнечная корова, которая дает энергию вместо молока (YOLK)

Солнечная корова — стартап, с помощью которого корейская компания YOLK борется с детским трудом в странах с высоким уровнем бедности и проблемами с доступом к электричеству. Это портативная станция зарядки, которая состоит из солнечных панелей и концентратора с десятками портативных аккумуляторов, выполненных в форме бутылочек с молоком. Днем солнечные панели заряжают батареи, а вечером их можно использовать как зарядные устройства.

Компания планирует устанавливать «коров» возле деревенских школ, чтобы дети после учебы могли брать батареи домой и возвращать на следующий день для подзарядки. Так как зарядить батареи можно только с помощью Solar Cow, их кража не имеет смысла. При использовании заряженных «бутылочек» семья экономит до 20% трат на электричество: одна батарея обеспечивает потребность в электроэнергии целого домохозяйства — зарядки ноутбуков, питания фонарика, радио или других бытовых приборов. YOLK поощряет родителей отправлять детей в школу вместо работы — пока ребенок учится, батарея будет заряжаться от Solar Cow.

В Кении и Танзании при пилотном запуске около 500 детей забрали батареи домой.

Бонус. Приманка для комаров от украинских изобретателей

Украинский стартап Mosquito Control Ltd (SEMCS) поедет на крупнейшую в мире выставку потребительской электроники CES 2020 (в ней участвуют Microsoft, Samsung, Toshiba, Sony, Intel и другие гиганты). Наши соотечественники придумали ловушку для комаров, которая устанавливается в местах их обитания и не вредит окружающей среде. Она имитирует живое существо с помощью CO2 и тепла и, по словам изобретателей, не вредит экосистеме, потому что уничтожает только самок комаров и только в местах обитания людей.

Такая установка безопаснее обработки пестицидами и может сократить расходы на борьбу с насекомыми — на обработку половины акра пестицидами тратится 6 тысяч долларов, а ловушка со сменными частями стоит 2137 долларов. Разработчики также напоминают, что каждый год 300 миллионов людей заражаются болезнями, которые переносят комары.

Первая в мире экологически чистая зубная щетка

Другая команда из Украины, которая будет представлять свое изобретение на CES 2020, — Effa. Она разработала зубную щетку из переработанной бумаги и экологически чистых материалов, которая рассчитана на 30 дней. Вместо синтетических волокон используется инновационный нейлон, который быстро разлагается в природе. Она предназначена прежде всего для путешественников, гостиниц и авиакомпаний, которые каждый год выбрасывают 6 тонн зубных щеток. Обычная пластиковая щетка разлагается 500 лет.

«Каждая щетка которой вы пользовались, все еще существует в природе», — подчеркнула куратор проекта Дарья Василенко.

Effa планирует заменить все одноразовые пластиковые предметы гигиены бумажными и начать выпускать бумажные расчески, упаковки для шампуня, тюбики зубной пасты и так далее. В 2020 году компания начинает производство в Швеции. Предварительная стоимость каждой щетки — 60 центов. А стриминговый сервис Netflix хочет использовать щетки Effa на съемках.

Каждый год журнал TIME отмечает лучшие изобретения, которые делают мир лучше, умнее и даже интереснее. При составлении списка 2019 года номинации в различных категориях были запрошены у корреспондентов издания по всему миру и, кроме того, они собирались с помощью онлайн-заявок. Затем редакция TIME оценивала каждого претендента, основываясь на ключевых факторах, включая оригинальность, креативность, влияние, амбиции и эффективность. В результате был получен список из 100 революционных изобретений, которые меняют наш образ жизни, работы, игры и мышления.

Мы выбрали из этого объемного списка изобретения, относящиеся к здравоохранению, и решили вкратце представить их нашим читателям.

Учиться на медицинских ошибках.

Компания Surgical Safety Technologies. Operating Room Black Box

Ложиться на операцию уже страшно, тем более становится неуютно, если учесть, что из 300 миллионов операций, выполняемых по всему миру ежегодно, у примерно 50 миллионов прооперированных пациентов будут осложнения и примерно 3 миллиона из них умрут. И здесь врачам может помочь «Черный ящик для операционной» (Operating Room Black Box), разработанный хирургом Теодором Гранчаровым из больницы в Торонто (Канада). Подобно тому, как черный ящик самолета записывает данные в течение всего полета, чтобы отслеживать все, что идет не так, и улучшать общую безопасность, версия такого устройства для операционной записывает аудио, видео, жизненные показатели пациента, обратную связь с электронными хирургическими инструментами и многое другое. Затем больницы могут анализировать данные или использовать их в качестве учебного пособия. Black Box уже работает в нескольких европейских больницах с 2017 года и в следующем году начнет использоваться в США. В сфере хирургии, где до сих пор полагаются на бумажные контрольные списки, «Черный ящик» — это огромный шаг вперед.

Уменьшить количество неверных диагнозов

Компания Qlarity Imaging. QuantX.

Диагностика рака молочной железы до сих чаще производится по старинке. Несмотря на бурное развитие всех технологий 21 века, способных распознавать опухоли, окончательный диагноз в этой сфере все еще зависит от глаз и суждений рентгенолога. Только в США проводится 30 миллионов процедур скрининга на рак молочной железы, что может привести к появлению множества ложноотрицательных и не менее ложных положительных диагнозов. Система QuantX поддерживает рентгенологов с помощью программного обеспечения на основе технологии искусственного интеллекта, которое анализирует изображения МРТ для подтверждения или оспаривания диагноза. Система была одобрена американским регулятором отрасли здравоохранения (FDA) в 2017 году, когда клиническое исследование показало снижение количества пропущенных раковых заболеваний на 39% и повышение общей точности на 20%. В настоящее время система QuantX проходит дополнительные испытания в Чикагском университете и онкологическом центре Андерсона при Техасском университете, и в ближайшие месяцы планируется ее более широкое внедрение.

Справиться с мигренью

Компания Theranica. Nerivio.

Надеваемое на верхнюю часть руки, устройство Nerivio использует электронные импульсы, управляемые смартфоном, для беспроводной стимуляции нервного тракта организма при наступлении мигрени. Когда человек начинает чувствуют, что приближается приступ мигрени, пациенты надевают прибор, который откалиброван на использование импульсов с длиной волны, которая соответствует их боли. На данный момент прибор может использоваться только по рецепту врача и доступен только в определенных аптеках США и в ближайшее время в Израиле.

Уменьшить боль при синусите

Компания Tivic Health. ClearUP Sinus Pain Relief

Почти 30 миллионов человек страдают от боли в носовых и лобных пазухах при синусите и аллергическом рините, не имея при этом удовлетворительного лечения. Недавно сертифицированное для использования устройство ClearUP использует слабые импульсы микротока для облегчения боли в пазухах. Небольшое портативное устройство легко скользит по внешней стороне носовых проходов — щеке, носу и брови — и генерирует электрические волны малого тока, которые стимулируют нервы под кожей, облегчая боль в носовой полости. Достаточно примерно пяти минут в день, чтобы успокоить нервы, связанные с пазухами, боль в которых может быть усугублена аллергией и инфекциями.

УЗИ в кармане

Butterfly iQ

Системы для медицинской визуализации обычно громоздкие и дорогие. Портативный УЗИ-сканер Butterfly iQ использует технологию, которая уменьшила весь функционал ультразвука до размеров чипа. В этом чипе возможности трех типичных УЗИ-датчиков интегрированы в единый двухмерный матричный массив, состоящий из тысяч микроэлектромеханических систем, т.е. один датчик используется для диагностики как близлежащих органов человека, так и находящихся глубоко в его теле.

Такая конструкция позволяет медицинским работникам просто подключить портативный зонд к своему телефону, диагностируя работу сердца, легких или исследуя растущий плод беременной женщины. При цене 1 999 долларов плюс 35 долларов ежемесячной подписки на программное обеспечение, уже разрешенный к использованию прибор в настоящее время применяется в более чем 20 странах — многие из которых не имеют доступа к более дорогим системам визуализации.

Упрощение скрининга

Компания General Electric Healthcare. Senographe Pristina with Dueta

Многие женщины избегают делать маммограммы, потому что они ненавидят, когда сжимают грудь для того, чтобы врачи могли получить изображения, с помощью которых можно обнаружить признаки рака. Система Senographe Pristina with Dueta позволяет пациенткам самостоятельно контролировать компрессию с помощью беспроводного пульта дистанционного управления. В результате, как показывают исследования, большинство женщин на самом деле оказывают большее давление, чем это делал бы врач, улучшая качество изображения.

Остановить пищевое отравление

Чтобы помочь остановить распространение болезней, передающихся через пищу, инженер-биомедик Кристин Шиндлер создала устройство PathSpot, которое использует свет и соответствующий алгоритм для сканирования рук на предмет их заражения вредоносными бактериями. Система может использоваться в ресторанах, работники которых должны перед началом работы подержать руки под сканером, который оценивает, нужно ли их обработать для устранения патогенных микроорганизмов, таких как кишечная палочка. Некоторые рестораны Chopt и Pokeworks входят в число 100 мест, которые начали использовать этот прибор с момента его коммерческого запуска в мае этого года.

В помощь медсестрам

Компания Diligent Robotics. Moxi

Медсестры — это основная и неотъемлемая часть коллектива, на которой держится жизнь любого медицинского «мира». Однако они также перегружены работой и всегда работают в сжатые сроки. На них ложится доставка лабораторных образцов, удаление загрязненного белья и выполнение множества рутинных поручений и в итоге им трудно найти время для самой важной задачи: общения со своими пациентами. Именно это учитывали специалисты компании Diligent Robotics, когда создавали Moxi, больничного робота. Имея руку, которой можно дотянуться до любого места, захват для удержания предметов и передвижную платформу для перемещения, Moxi может выполнять свои обязанности, в том числе и самостоятельно, без необходимости спрашивать у персонала. Это позволяет освободить медсестер от выполнения задач, не связанных с обращением к пациенту, на которые, как показывают исследования, в противном случае они тратят до 30% своей смены. Компания только что завершила годичные испытания в четырех больницах Техаса и в октябре вместе со своим первым партнером по стационарному обслуживанию в Далласе начала официальные продажи. Представители Diligent Robotics надеются разместить Moxi в большем количестве американских больниц к концу 2020 года.

Легкий доступ к врачу

Попасть на прием к врачу-терапевту не всегда легко, но создатели медицинского прибора TytoHome всего за $299 надеются с помощью своей разработки полностью отменить подобную поездку. С помощью этого компактного прибора можно проводить осмотр пациента на дому, который включает в себя прослушивание, только врач слышит все звуки, не выходя из своего кабинета в клинике, измерение температуры встроенным термометром, осмотр горла и подъязычного пространства с помощью встроенной в прибор камеры и специального инструмента для прижатия языка, а также осмотр ушей с использованием отоскопа. Tyto может в высоком разрешении делать снимки родинок, сыпи и других поражений кожи, что позволяет врачу провести предварительный дерматологический анализ. Аналогичные снимки можно делать и для диагностирования глазного заболевания, такого как конъюнктивит или глазные инфекции.

Система также проводит телемедицинские видеоконференции с врачом для мониторинга показателей в режиме реального времени. Как говорит генеральный директор компании Деди Гилад, «Он преобразует первичную медико-санитарную помощь, передавая здоровье в руки потребителей».

Забота о пожилых

Akara Robotics. Stevie

Люди в возрасте старше 65 лет — самая быстрорастущая возрастная группа в большинстве развитых стран мира, но рост численности персонала по уходу за престарелыми не поспевает за ними. Нехватка оплачиваемых работников по уходу за престарелыми только в США может превысить 150 000 человек к 2030 году — дефицит, который, по мнению дублинской компании Akara Robotics, могут помочь заполнить устройства на базе искусственного интеллекта. Компания разработала Stevie, роботизированного социального помощника, созданного для домов престарелых. У робота дружелюбное лицо, и он может быть адаптирован для игр, доставок и видеочатов. Во время первых испытаний, которые прошли в этом году в Вашингтоне, в пенсионном сообществе, исследователи обнаружили, что старикам больше всего нравится Stevie, когда он развлекает их историями и просто общается с ними. По словам Конора МакГинна, ведущего разработчика системы, эти особенности очень важны, так как они являются «вещами, которые, по нашему мнению, влияют на качество жизни людей».

Реалистичный протез

BrainRobotics. AI Prosthetic Hand

Протезированная рука BrainRobotics представляет собой нечто новое в этой сфере — это протез, использующий технологию искусственного интеллекта, который позволяет пользователю делать различные виды жестов и захватов. В отличие от других подобных устройств, в этом протезе используется алгоритм, который позволяет искусственной руке и пользователю учиться друг у друга, что дает устройству возможность становится более реалистичным с каждым использованием. В протезе также используются восемь многоканальных электромиографических датчиков в запястье, которые обрабатывают мышечные сигналы от руки пользователя, что дает возможность более точно контролировать захваты и движения рук. Несмотря на то, что продукт все еще находится в стадии тестирования, один бета-тестер смог с его помощью с большим успехом играть на фортепианном дуэте. Когда эта искусственная рука будет доступна потребителям, она будет стоить от $10,000 до $15,0000. Это относительно невысокая цена, учитывая, что подобные аппараты могут стоить значительно дороже.

Виртуальная хирургия

Osso VR

Виртуальная реальность может быть чрезвычайно полезна, когда речь заходит о подготовке начинающих водителей, пилотов и даже хирургов. Программное обеспечение Osso VR предназначено для предоставления врачам виртуальной операционной. Osso VR позволяет учиться у ведущих экспертов со всего мира, не покидая своих больниц. «Даже после многолетнего обучения в колледже и затем в ординатуре в среднем 30% выпускников все еще не могут работать самостоятельно», — говорит доктор Джастин Барад, генеральный директор Osso VR.

Osso VR в настоящее время используется в больницах по всему США, и вскоре такие системы получат хирурги в медицинских центрах в слаборазвитых странах, таких как Танзания, Камбоджа и Эфиопия.

Говорящий слуховой аппарат

Компания Starkey. Livio AI

Многие люди, которые в силу разных причин нуждаются в слуховом аппарате, избегают его использовать, опасаясь, что он свидетельствует об их немощи. Слуховые технологии Starkey Hearing Technologies решают эту проблему с помощью устройства, которое не только усиливает звук, но и снижает уровень фонового шума. Livio AI оснащен датчиками и программным обеспечением на основе искусственного интеллекта, которые позволяют ему также транслировать музыку, голосом отвечать на вопросы, как «умный» виртуальный помощник, и переводить разговоры с языка на язык. Это многофункциональное устройство способно обнаруживать падения (и сразу же предупреждать об этом близких), измерять физическую активность и отслеживать, как часто пользователь разговаривает с другими людьми в течение дня, что удобно для людей, которые могут оказаться в изоляции. С момента запуска в 2018 году, несмотря на его высокую цену, это самый продаваемый продукт компании, по словам Ачина Бхоумика, технического директора компании Starkey, который носит устройство, несмотря на то, что у него нет потери слуха. «Это лучше, чем нормальный слух», — говорит он.

Пройдите по дороге по технологиям и узнайте о 10 самых больших технологических изобретениях XXI века.

Автомобили с использованием водорода

Автомобили, работающие на водородном топливе, являются одним из самых важных изобретений XXI века. Это изобретение является прекрасной новостью для борьбы с глобальным потеплением. Данное удивительное создание не потребляет испокаемое топливо и это означает, что больше никогда не выпускается монооксид углерода. Эти автомобили работают на топливе, вырабатываемом возобновляемыми ресурсами, и не испускают ничего, кроме водяных паров. Топливо для этих автомобилей получается путем электролиза и т.п. Изобретение, ожидается, резко сократит сжигание ископаемого топлива в мире. Toyota Mirai 2015 года является одним из первых автомобилей с водородным топливом, которые коммерчески продаются до настоящего времени. Концепция Mirai основана на автомобиле Toyota FCV.

Toyota Mirai 2015 года. Фото: businessinsider.com

Генетическая инженерия

Фото: earthtimes.org

Генетическая инженерия является манипулированием структурой ДНК организма с применением биотехнологий. Генетическая инженерия принесла пользу областям медицины, фармакологии, воспроизводства, технологий и т.д. Улучшенные виды сельскохозяйственных культур, современные лекарства являются некоторыми из заметных достижений, связанных с генетической инженерией.

Свободная энергия

Фото: usahitman.com

Энергия, как мы все знаем, жизненно важна для выживания человека. Люди живут благодаря разным формам энергии с тех пор, как они вступили в существование. В прошлом ископаемое топливо стало основным источником энергии. Развитие технологий позволило нам использовать альтернативные источники энергии. Мы можем использовать ветер, геотермическое тепло, воду и даже солнце как источник энергии. Свободная энергия или термодинамическая энергия развивается. Она, ожидается, доказывает жизненно важную и наиболее эффективную форму энергии в будущем.

Искусственный интеллект

Фото: careers.orbium.com

Искусственный интеллект развивается для установления связей между человеком и технологиями. В сегодняшнем мире роботы, игрушки и компьютеры выполняют приказ человека и отвечают потребностям в соответствии с его пожеланиями. Даже iPhone оснащен искусственным интеллектом в известной форме «SIRI».

Нанотехнология

Нанотехнология – это манипулирование веществом на атомном, молекулярном и сверхмолекулярном уровне. Изобретение нанотехнологии позволяет нам превратить сложную технологию в простую, компактную форму. Несмотря на то, что по-прежнему остается большой потенциал для открытия, нанотехнология, несомненно, добавила новые главы в жизнь человека. Нанотехнология пронизывает все, от DVD дисков до бассейна отеля до ваших солнцезащитных очков.

Фото: express.co.uk

Клонирование человека

Фото: rt.com

Одним из величайших открытий XXI века было создание генетически идентичных копий человека. Клонирование человека было новаторским открытием. С применением этого открытия ученые теперь видят перспективу борьбы с проблемами, угрожающими жизни, такими как сердечный приступ, рак, лечение или выращивание новых органов, селективный выбор генов у новорожденных и даже заранее устранение болезней у младенцев.

Антигравитация

Первый человек, оказавшийся на Луне, имел представление о антигравитации. Другие, однако, воспринимали это как обман , а не реальность. После многих лет ученые теперь на грани делают его реальностью. Антигравитация является идеей создания места, свободного от гравитации. Представьте себе, что вы путешествуете по воздуху без необходимости идти в медленное движение или пожилые люди, плавающие в воздухе независимо от их веса! Подъем тяжелых вещей в сфере строительства будет простым и жизнь будет проще и быстрее с применением антигравитационной технологии.

Фото: imgur.com

Автоматизация

Автоматизация была обнаружена в процессе развития роботов. Еще есть место для значительного ее улучшения. Автоматизация продвигала обрабатывающую промышленность, содействуя процессам сборки. Домашняя автоматизация также является частью нашей повседневной жизни, как централизованное отопление, охлаждение и безопасные замки для дверей и ворот. Автоматизация упростила работу людей и может принести большую пользу человечеству.

Фото: nividous.com

Робототехника

Робототехника – это отрасль науки, развиваемая в XXI веке. Самый большой вклад, который она внесла – это машина в форме человека, широко известная как «Робот». Машина работает по собственному программированному интеллекту и мыслям, искусственно имплантированным в ней и выполняет автоматические функции. Роботы используются в сферах обрабатывающей промышленности, обороны, услуг, в разведке и в мерах безопасности. Разница между роботами и людьми размывается быстрыми темпами, поскольку роботы дальше развиваются и совершенствуются. Одним из лучших роботов был ASIMO. Он был разработан HONDA. ASIMO обладает способностью дифференцировать и взаимодействовать с людьми, и в настоящее время он представлен в Диснейленде.

Робот ASIMO был разработан HONDA. Фото: theverge.com

Гиперзвуковый транспорт

Ученые приложили много времени и сил для достижения эффективности времени. Они разработали технологии, обеспечивающие наименьшее потребление времени с большей производительностью. Гиперзвуковый транспорт является одним из величайших изобретений XXI века в направлении к эффективности. Гиперзвуковый транспорт дал возможность подвижности с невообразимыми темпами. Эти транспортные средства способны покрывать большие расстояния со скоростью в 4 раза быстрее, чем звук.