Метка: Нанотехнологии

После десятилетий исследований были усовершенствованы процессы синтеза углеродных нанотрубок, что выглядит очень многообещающе для таких областей, как машиностроение, строительство и материаловедение. Будучи ограниченными в размере до нескольких сантиметров, теперь эти структуры потенциально могут достигать в длину тысячи километров. Техники очистки обеспечивают максимальную прочность при растяжении и делают их в сотни раз прочнее стали. Кроме многих других сфер применения, стала доступной технология сооружения космического лифта. Теперь политические и финансовые препятствия – единственное, что тормозит реализацию этого проекта.

More…

В некоторых областях скорость развития технологий возросла настолько, что людям становиться все сложнее разбираться в них, не «прокачивая» свой собственный интеллект. В особенности это касается информационных технологий, нанотехнологий, медицины и неврологии, в каждой из которых наблюдается очень быстрый прогресс.

Стандартные современные домашние ПК оснащены системой Искусственного Интеллекта, возможности которой в миллиард раз больше человеческого мозга. Такая машина может думать сама, общаться с пользователем и предлагать новые идеи, которые превосходят даже самых умных людей планеты. Благодаря потоку информации, который наполняет Интернет и всё вокруг, эти компьютеры получают буквально миллионы писем электронной почты и других сообщений каждый день.

Для пользователя единственный способ обработать всю эту лавину информации – соединить свое сознание с машиной. Чтобы достигнуть этого, все увеличивающаяся часть общества уже обращается к «начеловеческому» аппаратному обеспечению. Наиболее современный способ предполагает применение микроскопического беспроводного имплантируемого устройства, напрямую соединяющего нейронную активность с электронной схемой. Подобные «нанороботы» уже используются в ВР (виртуальной реальности) с полным погружением и в некоторых медицинских процедурах. Новейшие версии способны объединять ИИ с человеческим интеллектом таким образом, что сочетаются только лучшие черты обоих.

Для последнего поколения компьютеров не требуется ни монитор, ни какой-либо проектор. Вместо них нанороботы могут создавать виртуальное изображение экрана, которое увеличивается до размеров поля зрения пользователя.

Эта операционная система управляется с помощью мыслей пользователя и Искусственного Интеллекта – информация передаётся со скоростью гораздо более высокой, чем мог бы позволить реальный физический аналог. Многие отдельные действия могут выполняться одновременно благодаря надежной беспроводной связи между нанороботами и нейронами.

Если есть такая необходимость, то весь чувственный опыт пользователя может быть моментально перенесен в виртуальную реальность с полным погружением. Эта опция популярна среди игроков и тех, кто хочет развлечься, но у нее есть и множество практических применений в сфере бизнеса. Встречи и конференции могут быть оперативно назначены множеству участников со всего мира – иногда всего за несколько секунд – и длиться буквально секунды. Общение на такой скорости не возможно уже осуществлять с помощью обычных средств, а это создает, в свою очередь, огромную пропасть между теми, кто пользуется этой технологией и теми, кто нет.

Для многих имплантируемые нанороботы становятся постоянными и неотъемлемыми, а не временными и факультативными, благодаря изумительной скорости и уровню информации, с которой теперь приходится сталкиваться в повседневных ситуациях, наряду с взрывоподобным распространением Искусственного Интеллекта. Военные, ученые и медики были среди первых, кто решился воспользоваться их преимуществами, но сейчас большая часть общества следует их примеру.

Люди нашли и другие способы объединяться с машинами. Нанороботы могут, например,  активизировать иммунную систему, помогая уничтожить возбудителей. Кроме того, они могут регулировать артериальное давление, или способствовать регенерации при повреждениях, вызванных процессом старения, или ускорять заживление ран. Сейчас стали доступны кибернетические органы – они почти никогда не ломаются и могут фильтровать смертельные яды. В домах среднего класса интерфейс мозг-компьютер применяется для открывания дверей, управления освещением и повседневными операциями.

Самые крайние случаи усовершенствования включают переход на «децентрализованную» систему кровообращения, а также на синтетическую форму крови, что еще более уменьшает физическую уязвимость. Именно данная модификация доступна пока только обеспеченным людям, поскольку она предполагает невероятно сложную процедуру, которая радикально меняет их внутреннюю анатомию. В результате, человек может относительно легко пережить несколько огнестрельных ранений или другие повреждения. Этим не преминули воспользоваться некоторые политики и прочие популярные личности, а также гангстерские боссы и профессиональные преступники.

Граница между человеком и машиной становится более расплывчатой. Несколько позже, уже в этом столетии, чёткое различие и вовсе исчезнет.

More…

Нанотехнологии уже стали основой военной техники, медицинского оборудования, развлекательного оборудования, а также вычислительных устройств общего назначения и продолжали развиваться в геометрической прогрессии, преобразуя такие аспекты общества, которые еще совсем недавно рассматривались как научная фантастика. К концу этого десятилетия, становится возможным «замораживание» человека в форме анабиоза. Это достигается путем отключения их метаболизма и сохранения клеточных структур, используя сложную систему нанороботов.

Однако, последнее поколение нанороботов выходит на новый уровень сложности. Триллионы устройств, объединенные в сеть, автоматически распространяются с током крови и проникают в каждую клетку организма. Здесь они могут блокировать молекулярные механизмы обмена веществ и связывать структуры вместе с помощью стабилизирующих сшивок, прочно удерживая их на месте. Поскольку вода удаляется из организма и замещается консервирующей жидкостью, нанороботы плотно упаковываются вокруг каждой клетки организма, предотвращая любые повреждения.

Как только “пациенты” полностью стабилизированы таким образом, они, по сути, оказываются замороженными во времени. При необходимости, в таком состоянии они могут храниться в течение многих лет. Для стороннего наблюдателя, они казались бы холодными и мертвыми.

Обратный процесс производится с помощью клеточно-ремонтных машин, так что остаются только очень незначительные повреждения, без каких-либо долговременных последствий. Наноботы внедряются в ткани и удаляют «упаковку» вокруг клеток, заменяя её водой. Затем удаляются сшивки, а любые повреждения структуры легко ремонтируются. Затем восстанавливаются уровни солей, АТФ и сахара в крови. Наконец, разблокируется метаболический механизм и тело быстро возвращается к жизни. Пока данная процедура чрезвычайно опасна – возможны как глубокие потери в памяти, так и полная потеря собственного сознания.

В дальнейшем эта процедура будет иметь целый ряд полезных применений. В медицине, например, она обеспечит самый глубокий наркоз, давая хирургам неограниченное время для работы. Она может быть использована для скорой медицинской помощи в отдаленных районах, стабилизируя состояние пациента до прибытия помощи. В космических путешествиях она поможет будущим космонавтам в дальних полетах, помогая избегать проблем со скукой и/или запасами продовольствия. Эта процедура может быть использована в секретных разведывательных миссиях, где человеку может потребоваться находиться в ограниченном пространстве в течение длительных периодов времени. Также, она может быть использоваться гражданами как технология продления жизни, или по личным финансовым причинам.

More…

К середине этого десятилетия станет возможным строить дома и офисы, используя только нанотехнологии, что повлияло на строительную отрасль. На обычном квадратном или прямоугольном строительном участке размещается оборудование для самосборки, основной частью которого является рабочая платформа, напоминающая кровать с балдахином. Вертикальные колонны, расположенные в углах участка, поддерживают платформу, которая постепенно поднимается вверх, оставляя за собой очередной слой материала. Колоны также растут вместе с движением платформы, пока здание не достигнет заданной высоты.

В сущности, это оборудование представляет собой увеличенную версию 3D принтера и нанофабрикатора. Традиционные методы строительства и проектирования еще используются для некоторых зданий с «уникальными» конструкцией или элементами. Но даже такие строения скоро будут возводиться с использованием самосборщиков по мере развития технологии.

Атом за атомом умные машины возводят фундамент, ствол, каркас, перекрытия, систему электроснабжения, двери и другие элементы, а в это время роботы обследуют внутренние помещения, проверяют безопасность и вносят корректировки, где необходимо.

К 2070-м годам даже небоскребы и другие высокие здания могут возводиться, использую данный метод. Процесс настолько быстр, что все строительство занимает несколько недель, а в некоторых случаях даже и дней. Если все необходимое есть на строительном участке, то вмешательство человека практически не требуется.

More…

В прошлом были только чисто теоретические предположения, что достижения в области метаматериалов позволят создать по-настоящему невидимый камуфляж. При активации такой костюм делает владельца полностью невидимым.

Открытия, сделанные в предшествующие десятилетия, показали, что с помощью метаматериалов можно сделать объект невидимым для микроволнового излучения. Спустя несколько лет после этого научились прятать объекты и от инфракрасного излучения, а вскоре стало возможным скрывать объекты и для всех частот видимого спектра. В сочетании с успехами в нанотехнологиях появилась возможность производить легкие ткани, способные отражать свет в трех проекциях.

В костюм встроена сложная «мозаика» наноэлементов. Эта мозаика укладывается послойно: по одному слою на каждую частоту видимого спектра. Эффект схож с тем, как река обтекает камень. Свет огибает костюм и продолжает распространяться прямолинейно в направлении от наблюдателя.

Слои настолько тонки и наноэлементы так малы, что такие ткани дают тому, кто их носит, полную свободу движений и гибкость. Однако стоимость этих костюмов очень велика и в основном их используют только силы специального назначения в секретных операциях.

Единственный явный недостаток состоит в том, что в сильный дождь или при пересечении водной преграды костюмы теряют свою невидимость.

More…

Прошло сто лет с тех пор, как люди впервые вышли в космос. Большую часть этого времени полеты пилотируемых кораблей были ограничены системой Земля-Луна, и двигательная установка подверглась лишь незначительным усовершенствованиям. После легендарных миссий Аполлон казалось, что всё возможно – даже путешествие к звездам. Но затем последовало разочарование, так как космическая гонка закончилась, и приоритеты были смещены в другую сторону. Колонизация Луны, полет человека на Марс, исследование внешней части Солнечной системы стали далекими перспективами, относящимися к области научной фантастики.

В начале 21 века многие считали, что такая тенденция будет сохраняться. Ряд таких неудач, как закрытие программы Шаттл, отмена программы НАСА «Созвездие» и относительно низкий интерес к Международной Космической Станции наряду с нарастанием финансового кризиса только укрепляли это мнение.

Однако в ряде областей в действительности были сделаны большие успехи. Для начала, развитие информационных технологий росло экспоненциально и темпы роста, остававшиеся постоянными в предшествующие десятилетия, показывают лишь незначительное снижение. Мощность процессоров, объем памяти, пропускная способность и ряд других параметров демонстрируют двукратное увеличение производительности каждые 18 месяцев, в то время как стоимость снижается. Это значительно ускорило темпы научных исследований и скорость разработок, и знания могут легко и быстро распространяться по миру. Миллиарды людей получили доступ к Интернету, что привело к беспрецедентному развитию образования и инноваций.

Ранее находившейся в сфере ведения только государственных агентств, теперь космос становится открытым, выступая источником дохода и новой промышленной отраслью. Предпринимательские усилия богатых людей привели к процветанию рынка космического туризма, в то время как коллективное финансирование и новые креативные подходы способствовали созданию множества более мелких предприятий. Появление таких новых игроков, как Китай и Индия, способствовало дальнейшей активизации космических исследований.

По прошествии десятилетий было создано новое поколение ракет. Применение материалов на основе нанотехнологий позволило создать более прочные, легкие и дешёвые космические корабли. Искусственный интеллект явился еще одним побочным продуктом информационной революции, и его применение позволило эффективно разрабатывать системы без вмешательства человека. К середине века затраты на запуск уменьшились на порядок.

Помимо всего этого множество важных открытий было сделано для понимания научных и физических явлений. Одним из самых важных открытий является получение и хранение антивещества. В 2010 году в ЦЕРНе в Женеве впервые были пойманы частицы антиматерии. Исследователи произвели, удержали, а затем высвободили несколько десятков атомов антиводорода, которые просуществовали в течение двух десятых секунды. В следующем году этот эксперимент повторили, и атомы просуществовали 17 минут, что почти на четыре порядка превосходит предыдущее достижение.

С колоссальной плотностью энергии (примерно в 10 миллиардов раз больше чем плотность энергии химической реакции горения водорода и кислорода) антиматерия имеет большой потенциал в качестве основного топлива для космических кораблей. К сожалению, ее производство было чрезвычайно трудным и дорогим процессом, несколько граммов стоили миллиарды долларов, а всего в период с 1950 по 2010 было получено 10 нанограмм.

Однако в первой половине 21 века научно-технический прогресс развивался экспоненциально. Производство антипротонов существенно увеличивалось, опираясь на все более сложные модели и симуляции, а также программы с ИИ, который не только сравнялся с человеческим, но даже стал превосходить его. Это происходило параллельно со стремительным совершенствованием конструкций двигательных установок, развитием материаловедения и использования термоядерной энергии. К концу 2060-х был продемонстрирован первый прототип двигателя, работающего на антиматерии.

«Топливо» для такого корабля состоит из крошечных гранул, содержащих дейтерий и тритий – тяжелые изотопы водорода с одним и двумя нейтронами в ядрах соответственно (водород обычно не содержит нейтронов). Внутри каждой гранулы топливо находится в урановой оболочке. В гранулы выстреливает пучок антипротонов с зарядом -1. Когда антипротоны сталкиваются с ядрами урана, происходит аннигиляция и выделяется огромное количество энергии, которая инициирует термоядерную реакцию в топливе. Это обеспечивает силу тяги с помощью магнитного удержания и магнитного сопла.

More…

Прошло 50 лет с того момента, как нанотехнологичная одежда стала доступна широкому кругу потребителей. С тех пор она стала еще удобнее, прочнее и изысканнее. Современные ткани вобрали в себя достоинства предыдущих поколений материалов и усовершенствования в технологии. Синергия нанотехнологии, биотехнологии, клэйтроиники и метаматериалов позволила создать такие виды одежды, которые раньше были описаны разве что в научно-фантастической литературе. В большинстве своем доступные лишь специализированному персоналу, государственным силовым структурам и элите, некоторые экземпляры такой одежды все же находят свой путь в массы.

Создание объектов с помощью самоорганизующихся нанотехнологий возможно уже в течение нескольких десятилетий. До сих пор этот процесс можно было реализовать на практике только с использованием крупногабаритного и/или весьма экстравагантного по конструкции оборудования, нанофабрикаторов или объектов, помещенных в большие баки каталитической жидкости. Тем не менее, последние достижения в области нанороботов позволили осуществлять более быстрое и компактное строительство макромасштабных объектов с меньшим воздействием на природные ресурсы Земли. Так сложилось, что уже на заре нанотехнологий в 2020-х годах одним из самых простых и наиболее распространенных приложений стало использование нанотехнологий в тканях. Сегодня «платяной шкаф» элитного дома может состоять просто из тонкой поверхности или панели, встроенной в стену или пол и скрывающей массу нанороботов и молекулярных строительных материалов. Пользователь может стоять на этой поверхности или касаться ее и передавать инструкции (через голосовые команды или виртуальную телепатию) о том, что необходимо создать. Затем каждый наноробот программируется на окончательный дизайн одежды и приводится в движение.

Процесс начинается  с того, что каждый наноробот организует и разделяет на категории строительные молекулы в соответствии с тем, какой материал требуется получить в итоге и в какой части готового изделия должен располагаться каждый фрагмент. Нанороботы, также называемые «фоглетами», сцепляются друг с другом, образуя базовый «скелет», к которому затем крепятся строительные молекулы.

По мере того, как добавляется все больше и больше нанороботов и молекул, на поверхности «шкафа» формируются тысячи отдельных волокон. Они разрастаются, покрывают человеческое тело, пересекаясь и образуя переплетения, пока, наконец, не принимают форму традиционной одежды.  Результат представляет собой базовую структуру, вокруг которой нанороботы затем достраивают более сложные и индивидуализированные детали. В зависимости от функционального назначения наряда, исходные волокна могут переплетаться с фотогальваническими и пьезоэлектрическими нанопроводами, углеродными нанотрубками, метаматериалами, клэйтроникой или любым количеством других полезных материалов. Крошечные электронные устройства могут быть встроены для коммуникационных или медицинских целей. Весь процесс может быть завершен за несколько секунд.

Ткани такого рода, благодаря детализации и управляемости структуры, приносят владельцу множество удобств. В предшествующие десятилетия эта технология ограничивалась относительно простыми функциями модификации цвета и текстуры. Сегодня же эта технология практически неотличима от магии. Больше не нужно иметь полноценный гардероб, так как один предмет одежды выполняет функцию многих, превращается в бесконечное разнообразие стилей и форм. Большинство нарядов очищаются и ароматизируются самостоятельно и крайне редко нуждаются в стирке, если нуждаются вообще.  Они могут мгновенно приспосабливаться к чрезвычайным ситуациям – становится тверже стали, чтобы остановить нож или пулю, или как подушка в случае аварии или падения. Если человек получил ранения, ткань может направить жизненно важные лекарства и медицинских нанороботов для лечения, запечатать рану.  Утопающий может быть спасен. Пожарные и другие спасатели полностью защищены от таких опасностей, как огонь или радиоактивное излучение. Все это полезно и в космосе для защиты людей от внезапных изменений давления, микрометеоритов, космических лучей и других опасностей. Встроенные в одежду медицинские приборы производят постоянный мониторинг здоровья организма, улавливая ранние признаки рака или инфекции и оповещая владельца об этом еще до того, как болезнь успеет нанести какой-либо ущерб. Всю необходимую для различных функций энергетическую мощность обеспечивают комбинации пьезоэлектрических и фотоэлектрических компонентов, встроенных в материал.