Рубрика: 2025

Первое полное моделирование одного нейрона было совершено в 2005 году. За этим последовала неокортикальная колонка с 10 000 нейронами в 2008 году, а затем кортикальная мезосхема с 1 000 000 нейронов в 2011 году. Позднее было проведено моделирование мозга мышей, содержащее десятки миллионов нейронов.

К 2025 году экспоненциальный рост вычислительных мощностей и данных позволил сформировать точные модели каждой части человеческого мозга и его 100 миллиардов нейронов. В период между 2000 и 2025 вычислительные способности компьютеров выросли в миллион раз наряду со значительным увеличением разрешающей и пропускной способности сканирования. Как и в случае с проектом “Геном человека”, в научном сообществе было много людей, которые сомневались, что мозг может быть нанесен на карту так быстро. И вновь они не смогли объяснить экспоненциальный (а не линейный) рост информационных технологий.

Хотя теперь можно сканировать и картографировать весь человеческий мозг вплоть до уровня нейронов, анализ огромных объемов данных, которые он содержит, и использование их для полного понимания его работы займет гораздо больше времени. Тем не менее, это представляет собой важную веху в неврологии и ведет к увеличению финансирования борьбы с различными заболеваниями, связанных с мозгом.

More…

Большая часть Китая – это урбанизированные территории с высокой плотностью населения. Экономический бум привел к постройке десяток тысяч небоскребов по всей стране. На данный момент в Китае больше 200 городов с населением, превышающим один миллион человек, в то время как в Европе в 2010 году таких городов насчитывалось лишь 35. Даже наиболее удаленные и изолированные регионы начинают развиваться с огромной скоростью. Крупномасштабная инфраструктура, состоящая из поездов на магнитной подушке, аэропортов, мостов и туннелей, образует широкую сеть, связывая все части страны и оставляя незатронутыми лишь незначительные территории. Китай уверенно становится страной с развитой экономикой.

Территории таких крупных городов, как Гонконг и Шеньчжень, уже начали перекрываться  –  они теперь образуют «гипергород». Его население превосходит число жителей Токио. Множество самых высоких зданий в мире находится в Китае, включая несколько небоскребов километровой высоты.

Все это вызвало значительное изменение цен на сталь и другие конструкционные материалы. Множество крупномасштабных проектов в Европе, Америке и других местах отменены. Рост соседней Индии подлил масла в огонь. Влияние Запада на установление цен на металлы значительно снизилось. Тем временем строительные и горнодобывающие компании получают огромные прибыли, что приводит ко множеству поглощений и слияний на высшем уровне бизнеса. Из-за высокой строительной активности зафиксировано рекордное количество несчастных случаев на производстве. Это привело к ужесточению норм и правил, что в свою очередь повысило безопасность во всей отрасли. Происходит постепенное улучшение условий труда и увеличение заработных плат для рабочего персонала.

С ростом Китая растет и его потребность в энергоносителях. Страна подготовилась к этому путем укрепления связей с Центральной Азией, откуда ведется импорт нефти и газа. Туркменистан является одним из важнейших партнеров благодаря открытию новых месторождений. Сотрудничество Китая со странами Центральной Азии также было частично мотивировано снижением зависимости от поставок с Ближнего Востока и от Малаккского пролива, через который ведется морская транспортировка нефти из Персидского залива и Африки. Этот пролив становится все более уязвимым для нападений пиратов, и контроль над ним является причиной постоянных политических осложнений.

Помимо увеличения импорта нефти, значительные успехи были сделаны в области энергосбережения и энергоэффективности. Доля атомной энергетики также увеличилась. К 2025 китайские АЭС вырабатывают около 150 миллиардов киловатт-часов, что превосходит показатели Канады и России вместе взятые. В ближайшие годы ожидается дальнейшее увеличение мощностей в связи с вводом в эксплуатацию атомных станций четвертого поколения. Забота об окружающей среде привела к широкому использованию солнечных, ветряных и водородно-электрических станций.

More…

Общая численность населения приближается к 8 миллиардам, и мировой спрос на продукты питания продолжает увеличиваться. Однако в то же время серьезные изменения климата вместе с другими экологическими факторами оказывают большое влияние. Засухи, опустынивание и рост непредсказуемости дождей приводят к уменьшению урожайности во многих странах, тогда как сокращение запасов органических топлив делает содержание крупных коммерческих хозяйств еще более дорогим. Десятилетия повсеместного применения пестицидов и избыточный полив также сыграли свою роль. США, например, теряет почти 3 тонны верхнего слоя почвы с каждого акра земли в год. Это в 10-40 раз превосходит скорость естественного восстановления. При сохранении такой тенденции уже к 2070 весь верхний слой почвы исчезнет. Так как ситуация только ухудшается и цены на продукты питания увеличиваются, то современный мир приближается к настоящему глобальному кризису.

Среди нарастающего чувства неотложности и паники появилось несколько потенциальных решений. Одна из таких инноваций – вертикальные фермы. Огромные количества ресурсов и земли, необходимые для традиционного сельского хозяйства, заменяются одной вертикальной конструкцией, где культуры располагаются друг над другом, как этажи в здании. Первая коммерческая вертикальная ферма открылась в Сингапуре в 2012. К 2020 они уже широко распространены по всему миру, и различные модификации вертикальных ферм существуют почти во всех городах.

Вертикальная ферма обладает рядом преимуществ. Например, городская площадь в 1,32 гектара может производить такое количество продовольствия, для которого понадобилось бы 420 гектаров земли при обычном способе ведения сельского хозяйства. Этого хватит, чтобы накормить десятки тысяч жителей. Примерно 150 таких зданий по 30 этажей каждое может потенциально обеспечить постоянное снабжение продовольствием всего населения Нью-Йорка. В последнее время использование генетически модифицированных культур значительно увеличилось. Они прекрасно подходят для замкнутых, хорошо контролируемых условий вертикальных ферм. Возможность продавать продукты на месте их производства – еще одно преимущество вертикальных ферм. Городское сельское хозяйство значительно снижает энергетические затраты,  связанные с транспортировкой и хранением продуктов, а также обеспечивает доступ к свежей и натуральной еде для городских жителей.

Другое важное достоинство вертикального сельского хозяйства – его автономность. Для получения электрической энергии используются солнечные панели и ветрогенераторы, расположенные в самом здании фермы. Стеклянные панели, покрытые оксидом титана, надежно защищают растения от загрязняющих веществ. Их расположение специально спроектировано для обеспечения максимального уровня естественного освещения. Кроме того, при необходимости есть возможность использования искусственного освещения. Сельскохозяйственные культуры растут на гидропонике и аэропонике, что значительно уменьшает требуемое пространство, количество почвы, воды и удобрений.

Компьютеры и автоматика осуществляют интеллектуальный контроль и управление всеми системами и ресурсами. Разбрызгиватели воды, уровень освещения и температуры управляются через автоматические системы, расположенные на каждом уровне. Условия могут специально настраиваться для каждого отдельного вида растения. Возможно воссоздание различных погодных условия, смены сезонов, а также смены дня и ночи. Некоторые наиболее совершенные башни используют роботов для сбора урожая. Испаряющийся избыток воды попадает в конденсаторы на потолке каждого уровня, после чего вода направляется по трубам в соседние резервуары. Затем эта вода многократно используется, образуя замкнутый цикл орошения. Любое необходимое для фермы количество воды может быть отфильтровано из городской канализационной системы.

Вертикальные фермы также выгодны и для экологии. Полностью контролируемая система сохраняет и перерабатывает не только воду, но также почву и удобрения, например, фосфор. Таким образам экологический ущерб снижается на несколько порядков по сравнению с классическими методами ведения сельского хозяйства. Вдобавок ко всему уменьшение нужды в пахотных землях помогает сократить вырубку лесов и прекратить разрушение естественной среды обитания. Вертикальные фермы также могут быть использованы для выработки электроэнергии: непригодные в пищу органические элементы превращают в биотопливо при помощи ферментализаторов метана (метантенков).

More…

Твердые отходы скапливались на городских территориях и на мусорных свалках многие десятилетия. Скудное финансирование разработок по утилизации отходов и недостаток адекватных способов переработки вместе с ростом населения и, соответственно, ростом потребления обеспечили бесконечный рост мусора. К середине 2020-х уровень производимых ежегодно твердых отходов достиг величины в 2,5 миллиарда тонн, что вдвое превосходит уровень 2012 года, который оценивается в 1,4 миллиарда тонн. Стоимость борьбы с таким количеством мусора также увеличилась почти в два раза и поднялась до отметки в 375 миллиардов долларов ежегодно.

Развивающиеся страны, не обладающие достаточными денежными средствами и надлежащей инфраструктурой для нормальной утилизации мусора, находятся в сильном кризисе. Наблюдается пятикратное увеличение количества твердых отходов в некоторых регионах. В связи с тем, что грунтовые воды все больше загрязняются, состояние здоровья населения ухудшается. Электронные отходы представляют еще большую опасность. Например, в Индии уровень выброшенных телефонов увеличился в восемь раз. Быстрое развитие технологий, постоянные новинки электронной продукции и желание подражать западному образу жизни только ухудшают ситуацию.

Развитые страны лучше справляются с этой проблемой, но всё равно, лишь 30% твердых отходов перерабатываются. Пластики, а особенно их наличие в океанах и реках, создают острую проблему, так как для полного разложения такого материала требуются века. Помимо прямого вреда окружающей среде, отходы являются источником большого количества парникового газа метана, что способствует глобальному потеплению. Общественная активность хоть и растет, но не в состоянии переломить негативное развитие ситуации.

More…

Voyager 1 – самый удаленный от Земли объект, созданный человеком. Он находится на расстоянии 22 миллиарда километров, что приблизительно равняется 150 дистанциями между Солнцем и Землей. Voyager 1 и Voyager 2 продолжают свою миссию на протяжении почти полувека, передавая полученные данные в НАСА. Оба зонда уже полностью покинули гелиосферу и сейчас направляются к фронту ударной волны – границе между звездным ветром и межзвездным пространством. Однако к 2025 году бортовой источник питания практически истощится. Инструменты и сенсоры начинают отключаться один за одним, и связь прекращается окончательно.

Каждый зонд имеет на борту позолоченный аудиовизуальный диск на тот случай, если какой-нибудь из аппаратов будет найден внеземной формой жизни. Диск содержит изображения Земли и форм жизни на планете, некоторую научную информацию, «Звуки Земли», которые содержат звуки китов, плач младенца, звук волн, разнообразные музыкальные композиции разных культур и эпох, а также приветствие на 60 различных языках.

More…

Многие страны радикально перестроили железнодорожную транспортную инфраструктуру.

В Испании было проложено более 10000 километров высокоскоростной железной дороги, что сделало Испанию страной с самой развитой сетью железных дорог в мире. На сегодняшний день 90% населения страны живет в пределах 50 километров от ближайшей станции скоростного поезда.

В Британии практически закончена первая часть протяженной высокоскоростной линии. Эта линия пройдет по центральной оси страны и соединит Лондон со вторым по величине городом Англии Бирмингемом. Позже линия будет проложена до Манчестера и далее на север. Поезда будут способны развивать скорость до 250 миль в час, значительно сокращая время в пути.

В Японии скоро планируется пустить высокоскоростной поезд на магнитной подушке между Токио и Нагоя. Эксперименты, проведенные в предыдущие десятилетия, показали возможность строительства прямого железнодорожного туннеля сквозь Южные Японские Альпы. Поезда первого поколения уже установили мировой рекорд скорости равный 581 километров в час (или 361 миле в час). Недавние разработки в области конструирования вагонов позволяют еще больше увеличить скорость, что делает поезда достаточно быстрыми для соперничества даже с коммерческими авиалиниями.

Многие страны также инвестируют в железнодорожный транспорт из-за его высокой скорости и удобства. Кроме того растущие цены на топливо, а также экологические факторы сделали автомобильный и авиатранспорт менее желанными для путешествий. Даже в Америке, где на протяжении десятилетий развитию железнодорожной сети не уделялось должного внимания, наблюдается большой прогресс в этой области.

More…

Последняя стадия модернизации воздушно-транспортной системы нового поколения (Next Gen) была завершена в этом году. Эта программа включает в себя полную перестройку существующей сети воздушного транспорта. Причиной множества сбоев национальной воздушной системы (NAS) было широкое использование устаревших технологий. Например, навигационная система, основанная на наземной сети радаров, использовала технологии 1940-х годов.

На протяжении 2010-х, а также вначале 2020-х в рамках проекта NextGen была проведена обширная модернизация всей навигационной системы, которая затронула как наземную инфраструктуру, так и компьютерные системы. Сотни наземных станций были построены, что позволило спутникам полностью охватит территорию страны. Были разработаны новые правила безопасности и навигации, что позволило сократить полетное время, а также внедрить более совершенные динамические методы контроля воздушного трафика.

Успехи вычислительной техники и цифровой связи позволили создать полностью интегрированную и более эффективную национальную систему. Одно из самых крупных технических достижений – это полная замена старой радарной навигационной системы на современную GPS-версию. Это делает возможным создание трехмерных детальных моделей воздушных коридоров, учитывая различную топографию местности и погодные условия. Благодаря новой системе пилоты могут выбирать оптимальные кратчайшие маршруты. К 2018 каждый крупный аэропорт США был оборудован такой навигационной системой.

Рулежка по посадочной полосе осуществляется с помощью автоматизированных систем. Они   собирают данные о положении каждого самолета и транспортного средства и в реальном режиме времени пересылают пилотам и диспетчерам детальную информацию о движении на летном поле.

Все эти улучшения позволяют добиться значительного снижения времени полета, уровня загрязнения атмосферы и расхода топлива. Задержки вылетов сократились примерно на 40 процентов, что экономит десятки миллиардов долларов. Экономится свыше 1,4 миллиарда галлонов топлива, и уровень выброса углекислого газа снизился до величины равной 14 миллионам метрических тонн. Эти показатели продолжают стабильно снижаться год от года.

Функциональность, эффективность и даже форма самолетов продолжают совершенствоваться. Несколько революционных конструкций со значительными технологическими и экологическими преимуществами были разработаны в последнее время.