25 изобретения 2022 года, которые сделают нашу жизнь лучше

Изобретения — одновременно и свидетельство развития человечества, и источник будущих достижений. Они забирают на себя функции, которые раньше требовали напряженного ручного труда или большего времени, заглядывают туда, куда человеку раньше было не под силу, и освобождают нам время для новых свершений и других интересов.

Каждый год ученые всего мира придумывают тысячи инноваций во всех сферах: от социологии и здравоохранения до экологии и высоких технологий. Мы выбрали 25 самых значимых изобретений 2022-го. Они могут выглядеть как кадры из фантастического фильма о будущем, но это уже наше настоящее.

Робот-художник Ай-Да (AiDa) перед выступлением в Палате лордов (Лондон, Великобритания) в октябре 2022 года. Речь андроида была посвящена роли технологий в творчестве. ФотоPA Images / Alamy

Робот-друг, который сам начинает беседу

Сопровождающие роботы — уже не новость в мире технологий, их сегодня поставляют в некоторые медицинские и социальные учреждения. Проведено множество исследований, где они показывают свою эффективность в работе с пожилыми людьми или пациентами с ограниченными возможностями, помогая улучшать их состояние. Все они работают по программе, и большинство получают подсказки для действий.

Новый робот ElliQ от израильских разработчиков Intuition Robotics, который открывает наш список лучших изобретений, работает на опережение. Это личный помощник с искусственным интеллектом и голосовым управлением, которые способен сам инициировать светскую беседу, помогать человеку развивать полезные социальные, физические и умственные привычки.

Он умеет оценивать состояние здоровья, чтобы вовремя связаться со специалистами по уходу, близкими или вызвать врача. ElliQ представляет собой легкое стационарное устройство, которое работает от электросети и Wi-fi.

Сетевая батарея, которая копит запасы

Использование возобновляемых источников энергии, таких, как солнце и ветер, стало важным переломом в получении экологически чистых мощностей и декарбонизации в мире. Однако что происходит, когда солнце садится, а ветер не дует? Тогда нужны накопители длительного использования.

Две американских компании предложили новый тип сетевых батарей на основе железа, которые могут стать дешевым хранилищем энергии на несколько часов и даже дней, пока возобновляемые источники недоступны.

Аккумуляторы от компании ESS из штата Орегон, как утверждают ученые, могут накапливать энергию на 4-12 часов, первые проекты уже работают с прошлого года. Их коллеги из Form Energy в Массачусетсе довели эту цифру запасов энергии до 100 часов.

Оба разработчика используют для создания своих сетевых батарей железо — один из самых распространенных на Земле материалов. Что означает относительную дешевизну их продукта, по сравнению с литий-ионными и ванадиевыми аккумуляторами.

Определитель COVID по дыханию

Медицинская компания ViraWarn Freedom из Балтимора предложила анализатор дыхания, который обнаруживает COVID-19 и его варианты с точностью около 100% всего за пять секунд.

По принципу действия он похож на алкотестер, однако задача у него посложнее: за считанные секунды выявить опасную инфекцию. Хотя пандемия коронавируса, кажется, осталась позади, вирус все еще здесь. Поэтому изобретение портативного и быстрого теста по-прежнему актуально. С ним результатов анализа не нужно ждать от 48 до 72 часов.

В устройство нужно подуть, сигнал цветом покажет результат: зеленый — отрицательный, красный — положительный. Несмотря на небольшой размер, он оснащен картриджем, который может сделать до 200 тестов. Это позволяет использовать его для проверки в общественных местах.

Обучающийся протез

Бионическая рука Esper Bionics — это первый роботизированный протез, который со временем становится умнее. Он создан на основе достижений в области искусственного интеллекта, цифровой обработки сигналов и использования облачного хранения.

Легкое устройство оснащено 24 постоянными датчиками, которые выявляют и обрабатывают активность мышц и импульсы мозга. Далее в дело вступает машинное обучение, разработанное компанией, которое позволяет «руке» действовать все более интуитивно с течением времени.

Создатели самообучающего бионического протеза заявляют: следующим шагом станет электроника внутри человеческого тела, которая сможет решать проблемы ограниченных возможностей.

Антропоморфный робот Амека

«Человекоподобный искусственный интеллект нуждается в человекоподобном искусственном теле», — заявляют в Engineered Arts, где разработали самого продвинутого на данный момент андроида в мире.

Амека создана на основе собственной передовой технологии Mesmer. Только в ее лице 27 двигателей, а еще пять моторчиков в шее, благодаря чему она имеет максимально реалистичную мимику. Амека умеет выражать базовые человеческие эмоции, как грусть, радость и другие, моргать, жестикулировать руками, опознавать объекты вокруг и разговаривать с помощью микрофона и динамика на ее груди.

Робот отвечает на вопросы, она сама назвала своей главной целью общение, так как создана для испытаний взаимодействия людей и роботов. Чего она пока не умеет, так это ходить.

Летательные аппараты вместо машин

Новая технология от японского стартапа SkyDrive обещает полностью устранить проблему пробок в мегаполисах. Японцы представили персональный летательный аппарат, который двигается на высоте 500 метров со скоростью 100 км/ч и может перевозить грузы до 500 килограмм.

Принтер для коралловых рифов

Около четверти всех морских видов обитают на коралловых рифах, которые стремительно разрушаются: из-за глобального потепления кораллы обесцвечиваются и вымирают. Площадь коралловых рифов за полвека сократилась вдвое, а процесс восстановления занимает слишком много времени. Поэтому принтер для коралловых рифов остро необходим.

Израильские ученые из Университета Бен-Гуриона и Технологического института Техниона создали устройство, которое сканирует существующий риф, определяя его основные свойства, и затем как 3D-принтер воспроизводит искусственные копии кораллов для замены мертвых. Для печати вместо обычной пластиковой нити используется терракотовая глина. На ней, благодаря ее пористой структуре, легко могут расти коралловые водоросли.

Эксперименты в Красном море также показали, что многие рыбы «признали» и начали обживать искусственные кораллы. Печатные кораллы являются модульными, их можно разбивать и укладывать так, чтобы не нарушать естественную структуру рифа.

Умная шина

Американская компания The SMART Tire Company, сотрудничающая с НАСА, адаптировала разработки для космического агентства — а именно безвоздушные колеса для инопланетных роверов — под вполне земные велосипеды. Так появилась первая умная и долговечная шина из материала НиТинол+, которая никогда не спустит.

Вместо герметичной камеры и покрышки колесо теперь представляет собой обод с высоким профилем и сетку, сформированную переплетенными проволоками из нитинола. Так как это сплав с памятью формы и сверхупругостью, то колесо сопротивляется деформации, амортизирует удары и не боится проколов. А после наезда на препятствие возвращает прежнюю форму.

Складные смартфоны

Сразу несколько производителей гаджетов представили модели, которые можно с легкостью свернуть, как лист бумаги. У Samsung, например, это популярные модели Galaxy flip и Galaxy fold, которые можно сложить прямо поперек гибкого экрана.

В Asus разработали 17,3-дюймовый Zenbook 17, который может быть планшетом, книгой, ноутбуком или даже настольным ПК в зависимости от того, как вы его изогнете и какие дополнительные девайсы прикрепите. Например, к нему можно подключить Bluetooth-клавиатуру или просто сложить нижнюю часть так, чтобы он превратился в лэптоп.

Зарядка по воздуху

В дополнение к футуристичным гибким экранам смартфонов и компьютеров, в этом году появилось и первое беспроводное зарядное устройство. Компания Xiaomi предложила свою разработку Mi Air Remote, которая больше не требует «висеть на проводах», пока ваш телефон заряжается и привязан к розетке, или устанавливать его на беспроводную подставку.

Технология представляет собой автономную зарядную станцию с 5 встроенными антеннами с фазовыми помехами, которые точно определяют местоположение смартфона. Далее матрица из 144 антенн передает волны миллиметровой ширины непосредственно на телефон. Это позволяет заряжать устройства удаленно, хоть и в определенном радиусе — на данный момент он составляет несколько метров.

Многоразовая бумага для печати

Использование даже одного листа бумаги как при письме, так и при распечатке, стоит нам сразу и вырубленных деревьев, и состояния воздуха, который они могли бы очищать, и других негативных воздействий на окружающую среду во время процесса производства.

Специалисты из Наньянского технологического университета в Сингапуре предложили новый тип бумаги, которую можно повторно использовать для печати как минимум восемь раз. И сделана она не из древесной массы, а из пыльцы.

Исследователи показали, что на ней можно печатать даже цветные изображения с высоким разрешением с помощью лазерного принтера, а затем «стереть отпечатки» щелочным раствором. Тонер удаляется полностью без повреждения бумаги. Авторы утверждают, что бумага из пыльцы является неаллергенной, и надеются запустить массовое производство в 2023 году.

Солнечный экопульт

Еще одна экологическая инновация этого года — пульт для дистанционного управления телевизором Eco Remote от Samsung, работающий на солнечных батареях. Сзади у него есть для этого специальная солнечная панель, которая заряжает его — как от естественного света, так и от электрической лампочки.

Если аккумулятор когда-нибудь полностью сядет, а пользователю понадобится срочно его зарядить, для этого можно использовать кабель для зарядки USB-C, тот же самый, что и для зарядки телефона.

Кроме того, что он использует возобновляемый источник энергии, не потребует от вас постоянной смены и выбрасывания токсичных батареек, сам он изготовлен из переработанных материалов. Производитель подсчитал, что такой пульт за стандартный 7-летний срок службы поможет избежать выбрасывания 99 миллионов батареек.

Шлем с подушками безопасности

Совместная работа итальянского производителя шлемов для мотоциклистов Airoh и шведской компании Autoliv, занимающейся системами безопасности для автомобилей, привела к созданию первого шлема с воздушными подушками. Так же, как и в машине, они срабатывают в случае серьезного столкновения. Подушки открываются из корпуса самого шлема и смягчают удар.

Испытания показали: по сравнению с традиционными шлемами, в новой модели создается большее поглощение энергии от головы гонщика. По данным разработчиков, это снижает риск перелома черепа вдвое.

Изобретение выводит безопасность мотоциклистов на новый уровень, который ранее был недоступен просто потому, что их, в отличие от водителей авто, окружает только воздух.

Робот-хирург с джойстиком управления

Операции на сосудах при аневризме или инсульте требуют специальной подготовки и опыта хирурга, которые приобретаются годами.

Врачи, способные проводить такое вмешательство, есть не в каждой большой больнице. Обычно специалисты такого уровня работают в крупных городских клиниках и медцентрах.

Если пациент с инсультом или аневризмой оказался в нескольких минутах езды от такой больницы, у него больше шансов быть спасенным и восстановиться после операции. (Для этих диагнозов действует правило «золотого часа», в течение которого нужно успеть оказать помощь.)

Ученые из Массачусетского технологического института предложили вариант экстренного лечения для пациентов в отдаленным районах, без доступа к таким специалистам. Они создали робота-хирурга на основе усовершенствованного джойстика — он не сам будет делать операцию, им удаленно может управлять опытный врач. Система способна перемещаться по кровеносным сосудов в поисках сгустков, удалять их или разбивать с помощью гибкой намагниченной направляющей.

Робот — ядерный инспектор

Еще один механический помощник, который может быть «руками» человека так, где это остро необходимо. Известно, что после взрыва реактора на Чернобыльской АЭС работали роботы усовершенствованные луноходы, которые разгребали завалы.

Сегодня британская компания Dounreay совместно с Центром робототехники и искусственного интеллекта в ядерной отрасли разработали робота для помощи в выводе из эксплуатации ядерных объектов — на тех участках, которые недоступны или опасны для людей.

Мощный робот для ядерной инспекции Lyra оснащен лазерной системой наведения, многоугольными камерами и манипуляторами, которые могут брать образцы материала и замеры радиационного фона в труднодоступных местах.

Lyra обследует территорию и создает 3D-карту зоны поражения и предоставляет достаточно другой информации, чтобы люди могли избежать соприкосновения с опасными районами. Робот уже успешно прошел испытания на остановленной АЭС «Доунрей» на севере Шотландии.

Робот для чистки бананов

После высокотехнологичных ботов может возникнуть вопрос, зачем нам такой помощник — очищающий бананы. Однако то, что для многих людей не такая уж сложная задача, для роботов и их разработчиков — утомительное занятие, требующее кропотливой работы.

Большинство даже очень эффективных современных роботов-манипуляторов до сих пор используются на производствах для выполнения повторяющихся простых задач. Чтобы добиться от них большей точности и деликатности при выполнении работ, инженеры Токийского университета обучали своего робота на бананах, и, как сообщается, достигли огромного успеха.

Японский манипулятор с двумя «руками» имитирует движения человека с помощью машинного обучения искусственного интеллекта. Пока ему удаются чуть больше половины попыток снять кожуру с банана. Но эксперты отмечают, что это уже значительный шаг в сторону развития потенциала роботов. Вскоре они смогут выполнять более ответственные работы, чем пробивать металлические листы или перекладывать предметы.

Эффективный тепловой двигатель

Инженеры Массачусетского технологического института разработали новый тепловой двигатель без движущихся частей. По словам ученых, он будет так же эффективен, как паровая турбина и, возможно, когда-нибудь полностью изменит существующую энергосистему, где большую часть энергии мы получаем от пара, независимо от того, какое топливо сжигаем.

Устройство представляет собой термофотовольтаический элемент (TPV), который, как и фотоэлектрические элементы в солнечных панелях, способен удавливать высокоэнергетические фотоны из тепла и преобразовывать их в электричество. Так, по предложению разработчиков, он может быть включен в батарею, которая копит избыточное тепло от любого возобновляемого источника (солнце, ветер и т. д.).

Когда потребуется, TPV-элементы превратят тепло в электричество и передадут его в сеть. В испытаниях двигатель показал 40% эффективности, что выше, чем у традиционных паровых турбин. Также он требует меньшего техобслуживания, благодаря отсутствию движущихся деталей. По мнению авторов, технология может стать основой в будущем энергосистемы без углеродов.

Бесконтактный мониторинг здоровья

Специалисты канадской компании Xandar Kardian создали технологию на основе радаров для удаленного мониторинга показателей жизнедеятельности человека. Полностью автономное устройство XK300 внешне напоминает пожарную сигнализацию.

Примерно так же, бесконтактно и в режиме 24/7, оно отслеживает важные показатели — только это не дым, а, например, частота сердцебиения пациента. Помимо основных показателей здоровья, система обнаруживает скольжения, падения и резкие подъемы с кровати.

Решение рассчитано в первую очередь на пожилых людей, живущих отдельно, на использование в домах престарелых и медицинских центрах. Его можно установить на стене, у изголовья кровати и настроить для наблюдения за одним или несколькими пациентами. Далее участие человека устройству не требуется, с помощью импульсной ультра-широкополосной радарной технологии оно анализирует мельчайшие вибрации.

В случае ухудшения состояния и других рискованных ситуаций радар немедленно оповестит тех, кто ухаживает за пациентом. По данным ученых, система собирает от 6 до 10 тысяч измерений в день на человека, без проводов и мониторов, в разы увеличивая шансы на раннее обнаружение рисков по сравнению с выборочными проверками медперсонала.

Умный чемодан

Чемодан, который ходит за вами сам, — еще недавно вряд ли можно было такое себе представить. Теперь такой существует, благодаря калифорнийскому стартапу Travelmate Robotics, в котором трудится и российский инженер.

Разработчики «запихали» в чемодан робота и двигательное устройство, которые позволяют ему следовать за владельцем, как верный пес. При этом кататься он может как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, развивая скорость до 10 км/ч. Так что будет успевать за человеком, опаздывающим на рейс.

«Сверхчемодан» оснащен GPS, системой от воровства — блокирует колеса и подает сигнал, зарядку держит около четырех часов, аккумулятор легко заряжать как через USB-порты, так и от обычной розетки.

Кольцо, которое платит за вас

Следующим шагом после оплаты телефонами через технологию беспроводной передачи данных NFC становится оплата, можно сказать, голыми руками. Точнее, кольцом на вашем пальце.

В отказе от кошельков и пластиковых карт британские специалисты из компании McLear пошли дальше, предложив оставлять смартфоны в сумках. Они разработали кольцо RingPay, которое также оснащено NFC и совершает «быстрые и плавные» транзакции простым касанием руки.

У кольца универсальный — простой и стильный — дизайн, оно из гипоаллергенного материала, водонепроницаемо и не требует зарядки. Использовать RingPay можно везде, где есть платежный терминал с символом бесконтактности. Кольцо привычно соединяется с приложением для iOS 12.4 и Android 8 или выше, при потере его можно быстро заблокировать в аккаунте, там же отслеживаются платежи.

Бесконтактный видеодомофон

Возможно, появление большего количества бесконтактных технологий подстегнула пандемия ковида, когда рекомендовано было как можно меньше касаться поверхностей в общественных местах. Так или иначе, в нашем списке еще одно «умное» изобретение — домофон и звонок, которые самостоятельно «соображают», когда звонить в дверь и открывать гостям без нажатия на какие-либо кнопки.

Система Arlo имеет датчики движения и приближения, чтобы зафиксировать появление человека: если он стоит на определенном расстоянии, звонок прозвонит автоматически. Посетитель при этом увидит световые сигналы, которые сообщают, что звонок активирован. А камера домофона покажет хозяевам личность гостя.

Самая интеллектуальная маска для лица

Даже после отмены «масочного режима» многие не сняли с лиц средства защиты. Поэтому следующее изобретение точно не потеряет актуальности. Это интеллектуальная маска Project Hazel с многоразовыми фильтрами и футуристическим внешним видом, как ни странно, от известного производителя игрового оборудования Razer. Устройство обеспечивает высокую степень безопасности, и при этом учитывает качество жизни в этой маске.

Project Hazel оснащена хирургическим респиратором, который, помимо эффективной бактериальной фильтрации, устойчив к жидкости — защитит от капель и брызг. Поток воздуха и фильтрацию не менее 95% частиц из воздуха регулирует съемный вентилятор.

Специальный зарядный футляр внутри имеет систему ультрафиолетовой стерилизации: пока ваша маска заряжается, она убивает бактерии и вирусы. Производитель позаботился о собственной акустической технологии для маски со встроенным микрофоном и усилителем, чтобы голос пользователя через нее был хорошо слышен.

Автомобили, меняющие цвет

Миллионы микрокапсул диаметром с толщину человеческого волоса, которые реагируют на воздействие электрического сигнала — вот благодаря чему стало возможным изменение цвета кузова автомобиля. Новая технология E ink была предложена BMW. На ее основе разработан концепт-кар BMW iX Flow, способный мгновенно превращаться из белого в черный и обратно нажатием одной кнопки.

iX Flow — это полностью электрический спортивный автомобиль. Его внешний кузов как будто обернут электрофоретической пленкой, которая точно повторяет его контуры и содержит миллионы крошечных капсул. При подаче положительного или отрицательного заряда, технология выводит на поверхность пигменты разных цветов, и капсулы становятся черными или белыми.

Разработчики поясняют, что создавали технологию не только для эффектности и возможности менять цвет по настроению. Учитывались многие преимущества, в том числе, различные свойства светлых и темных тонов при отражении и поглощении света и тепла. Например, в прохладную погоду темная обшивка поможет машине поглощать больше солнечного света. А если нужно оставить авто на солнце, то можно уменьшить его нагрев, изменив цвет кузова на светлый.

Мониторинг сточных вод

Поскольку в канализацию попадают образцы всех, кто ей пользуется, то это дает серьезный срез состояния здоровья населения: «В сточных водах содержится невероятное количество сведений», — говорит президент и соучредитель Biobot Ньюша Гаэли. Этот стартап приобрел популярность на волне пандемии COVID-19, однако теперь он занимается отслеживанием и других важных угроз здоровью населения.

Biobot Analytics создали платформу мониторинга сточных вод для выявления вспышек заболеваний, чтобы быстро принимать меры против распространения инфекций либо для профилактики проблем. Тестирование представляет собой отбор проб неочищенных сточных вод и их анализ на ДНК заданного вируса. Всего 150 мл совокупной пробы за 24 часа может определить текущий уровень заболеваемости.

Помимо успешной работы с SARS-CoV-2, Biobot также применял свои методы исследования канализации и нанесения информации на карты с использованием искусственного интеллекта для другой серьезной угрозы здоровью в США — опиоидной зависимости. С января 2023 они также начнут отслеживать вирус оспы обезьян.

Антистрессовый робокот

Японские специалисты умеют создавать не только сложные и высокотехнологичные гаджеты, но и что-то вроде этого — не самое нужное человечеству, но милое и приятное.

Инновации не всегда должны быть серьезными, говорят разработчики. Это подтверждают такие изобретения как спиннер, антистресс-мяч и подобные гаджеты, которые становились популярными в прошлом.

С тем же подходом, видимо, создавался и Amagami cat. У него нет поразительных технологических умений и преимуществ, кроме анимешного очаровательного образа и 20 способов покусывания. Кусаясь, робокот помогает снять стресс — именно это является единственной целью этого изобретения.