Десять технологических чудес 2023 года

Невероятно быстрый интернет

Китайские города Пекин, Ухань и Гуанчжоу связал оптоволоконный кабель, способный передавать данные со скоростью 1,2 терабита в секунду. Это втрое быстрее, чем у ближайшего конкурента из США, и в десять, чем в среднем по миру. Проект реализовали Tsinghua University, оператор связи China Monile, а также компании Huawei Technologies и Cernet Corporation.

Ранее считалось, что скорости выше терабита в секунду получится добиться не ранее 2025 года. Однако Китаю удалось это сделать уже в ноябре. По словам вице-президента Huawei Technologies Вана Лея, пропускная способность в 1,2 терабита позволяет за одну секунду скачать 150 фильмов в HD-формате. При этом все программное обеспечение и оборудование для работы кабеля длиной более 3000 км произвели в Китае, что особенно важно из-за опасений о зависимости Поднебесной в сфере интернет-технологий от США и Японии.

Новый кабель стал частью китайской инфраструктуры будущих интернет-технологий Изображение: © alphaspirit.it / Shutterstock / FOTODOM

Китай уже несколько лет создает систему высокоскоростной связи между образовательными и научными центрами. Проект получил название Cernet. Сегодня большинство основных интернет-сетей в мире могут передавать около 100 гигабит в секунду.

Мультимодальные генеративные модели

В этом году технологические гиганты по всему миру начали переходить от обычных нейросетей к мультимодальным генеративным моделям. Так называют искусственный интеллект, который может создавать разные типы контента, например, текст, изображения или звук одновременно.

Такие модели достигают этого путем комбинирования нескольких типов данных и обработки их вместе. Например, они могут использовать изображения и текст, чтоб сгенерировать соответствующее видео. Это открывает новые возможности по созданию разнообразного контента.  

В 2023-м нейросети получили колоссальное развитие, а ИИ — стал словом года Фото: © Gorodenkoff / Shutterstock / FOTODOM

В перспективе мультимодальные нейросети могут привести к революции в творческих профессиях. Например, они будут создавать фильмы с цифровыми актерами по собственным сценариям и со сгенерированным саундтреком. Кроме того, по всей видимости, со временем благодаря такому ИИ люди смогут получать готовые программные продукты просто вводя их текстовые описания в модель.

Утилизация 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, это превратилось в глобальную проблему как для экологии, так и для экономики. 

В этом году специалисты Санкт-Петербургского государственного университета разработали технологию, позволяющую быстро и эффективно перерабатывать один из главных элементов литий-ионных аккумуляторов. Эта разработка поможет сократить вред, наносимый окружающей среде, а также извлекать материалы отслуживших свое батарей для повторного использования. Технология переработки графитовых анодов позволяет проводить очистку графита, одновременно формируя на его поверхности слой устойчивого токопроводящего оксида графена.

Переработка помогает бережно относиться к ресурсам Фото: © Санкт-Петербургский государственный университет

По сравнению с другими методами очистки графита из аккумуляторов разработка петербургских ученых позволяет тратить в несколько сот раз меньше энергии. Процесс, в котором применяется плазменный разряд над поверхностью жидкости при измельчении графита, занимает всего 30-60 минут.

Робот из жидкого металла

В 1991 году на экраны вышел фантастический боевик «Терминатор-2» и моментально покорил миллионы зрителей по всему миру. У фильма много достоинств, но на тот момент главным из них были спецэффекты, которые и сегодня впечатляют. Антагонистом в ленте выступил киборг-убийца из жидкого металла Т-1000, который мог менять форму и, в частности, проходить сквозь стальные решетки. Фантастические способности именно этого персонажа решили воплотить в жизнь ученые из Китая и США.    

Чтобы в реальности повторить эпизод с решеткой, исследователи использовали галлий — мягкий металл с температурой плавления около 30 °C — и поместили в него микроскопические магнитные частицы. Под воздействием магнитного поля галлий плавится, и конструкцию можно передвигать. Робот умеет преодолевать преграды и возвращать себе прежнюю форму. Такие качества пригодятся для проникновения в труднодоступные места. Например, с его помощью можно чинить механизмы или удалять из организма инородные тела.   

Роговица из коллагена

Сейчас очередь на одну донорскую роговицу достигает 70 человек, а искусственные аналоги из биополимеров часто отторгаются организмом. Но вскоре все может измениться благодаря разработке российских ученых — абсолютно биосовместимой коллагеновой мембране Viscoll. В этом году в московском НИИ глазных болезней им. М. М. Краснова провели серию уникальных операций по пересадке искусственной роговицы, и они прошли успешно.

«При имплантации в роговицу глаза мембрана сохраняет свою прозрачность и не вызывает иммунологических реакций, так как лишена антигенов, присутствующих в донорском материале», — отметил профессор НИИ глазных болезней им. М. М. Краснова Юсеф Наим Юсеф.

Коллагеновая мембрана Viscoll Фото: © Viscoll

Это изобретение может решить глобальную проблему нехватки донорских роговиц.

Гигантская светящаяся сфера

В сентябре Лас-Вегас подтвердил свой статус мировой столицы развлечений. Здесь зажегся поражающий воображение шарообразный экран высотой более 110 метров и шириной 158 метров, который состоит из 1,2 млн светодиодов размером с хоккейную шайбу. За баснословные деньги диковинка, получившая название Sphere, крутит рекламу, да так, что ее видно из-за пределов города.

Но настоящее чудо кроется внутри. Там расположен стадион на 18 тыс. человек со сценой, на которой первой выступила группа U2. Разумеется, на внутреннюю поверхность сферы также выводится изображение и не просто, а в 16К. Размер экрана составляет 15 000 м², что делает его самым большим в мире. Специально для Sphere разработчики создали камеру Big Sky, которая позволяет снимать видеоряд для такого гигантского и необычного зала. Она заменяет от 10 до 15 камер, которые обычно требуются для создания фильмов для экранов на сферах.

Аналогичную сферу хотели построить в Лондоне, но власти высказались против, опасаясь светового заргрязнения Фото: © Dezeen

Полное погружение в происходящее обеспечивают вибромоторчики в каждом кресле, уникальная дым-машина и воздушная система, которая способна создать эффект ветра или даже взрыва. Благодаря технологии Beam-Forming в любую точку сферы можно направить звуковую волну со 168 тыс. динамиков, что создает эффект будто звук исходит именно оттуда. Более того, на разные зоны партера можно выводить звуковые дорожки на разных языках, и они не будут смешиваться. Все это великолепие обошлось владельцам в 2,3 млрд долларов.

АЭС четвертого поколения

Большинство атомных электростанций в мире сегодня работает на реакторах II поколения. Китай же в начале декабря первым запустил в коммерческую эксплуатацию передовую АЭС «Шидаовань» на двух уникальных высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах HTR-PM. Обе установки вращают одну газовую турбину мощностью 211 МВт. В каждой из них находится около 245 тыс. 60-мм шариков из графита с обогащенным ураном-235. Они уложены подобно гальке на пляже, и через них продувается нагретый до +250 °C гелий. Сами топливные шарики могут выдержать температуру в +1620 °C, что делает эту АЭС четвертого поколения безопасной даже в случае аварии.

Следующим шагом станет запуск шести реакторов, которые будут вращать оду турбину мощность 650 МВт. Всего на АЭС «Шидаовань» количество установок должно вырасти до двух десятков.

Более 93 % материалов, использованных для строительство АЭС «Шидаовань», китайские Изображение: © Weibo / CPNN

Самоочищающиеся ткани

Еще одна разработка российских ученых. В Новосибирском государственном университете под занавес года представили фотоактивное покрытие для тканей, которое разрушает химические вещества, а также макромолекулы, включая ДНК и РНК, и инактивировует вирусы и бактерии. Технологию можно будет использовать для пошива одежды медицинских работников, сотрудников лабораторий и пищевых производств.  

«При обработке тканей используется специальный катализатор на основе двуокиси титана. При воздействии света на его поверхности образуются активные окисляющие частицы, и любые органические вещества при взаимодействии с ними разлагаются до углекислого газа и воды. Таким образом ткань самоочищается», — объясняет директор Научно-образовательного центра Института химических технологий НГУ, доктор химических наук Денис Козлов.

В НГУ не сомневаются, что их разработка будет востребована на рынке Фото: © Елена Панфило / пресс-служба НГУ

Подобные разработки уже были. Однако фотокатализаторы активировались только под ультрафиолетом. Сибиряки же создали технологию, которая также эффективна даже при свете обычных ламп. Московский завод «Аэролайф» уже заинтересовался производством самоочищающихся тканей. Их состав будет варьироваться в зависимости от специфики работы — в помещении или на улице, при нормальной или повышенной влажности, в медучреждении или на пищевом производстве.  

Ноутбук без экрана

В мае израильский стартап Sightful представил ноутбук Spacetop, где функции экрана выполняет 100-дюймовый виртуальный дисплей. Его можно увидеть только при помощи идущих в комплекте очков дополненной реальности. В компании убеждены, что такое решение заинтересует людей, которым нужно работать на действительно большом экране или приходится иметь дело с конфиденциальной информацией в людных местах.  

Гарнитура дополненной реальности выводит изображение с разрешением 1080p на каждый глаз при частоте обновления 72 Гц. Заказчик может заранее отправить разработчикам результаты обследования у окулиста и получить персональный набор линз с магнитным креплением. Даже если один глаз близорукий, а другой дальнозоркий, корректирующие линзы очков позволят комфортно пользоваться гаджетом.  

При работе с устройством пользователь видит большой изогнутый виртуальный экран, который можно приближать и отдалять. Новинку выпустят в следующем году ограниченной серией в количестве 1000 штук по цене 2000 долларов. Пока не понятно, сможет Spacetop изменить рынок или останется причудливым гаджетом для технологических энтузиастов.

Складские андроиды

Этой осенью компания Amazon начала использовать на своих складах гуманоидных роботов для упаковки и сортировки заказов. Андроидов Digit разработал американский стартап Agility Robotics при финансовой поддержке торгового гиганта. Благодаря автономной зарядке они способны трудиться две восьмичасовых смены подряд. Ориентироваться в пространстве им помогают лидары и стереокамеры.

Двуногие многоцелевые 65-килограммовые роботы высотой 175 см могут поднимать и перекладывать коробки весом до 16 кг. Конструкция позволяет им выполнять все движения, необходимые для работы на складе. В перспективе Digit должны заменить 450 тыс. сотрудников Amazon. Конечно, если эксперимент удастся.

Роботов Digit планируют усовершенствовать с помощью больших языковых моделей, чтобы они корректно реагировали на голосовые команды Фото: © Amazon

В настоящее время Agility Robotics заканчивает возведение завода, который позволит запустить Digit в серию. На первом этапе планируется выпускать 10 тыс. единиц в год. Предприятие в Орегоне станет первой в мире фабрикой по массовому производству двуногих роботов. В компании сравнивают это событие с запуском конвейера Генри Форда. В свободную продажу андроиды должны поступить в 2025 году.