Технологии ближайшего будущего

Продолжаем разговор, начатый в предыдущей статье по уже испытанным технологиям ближайшего будущего. Напоминаю, что эта информация любезно предоставлена мне  известным изобретателем и ученым, Олегом Фиговским. 

ИИ и экономия электроэнергии

Британский стартап Grid Edge получил 200 тыс. евро от энергетического фонда Ignite на создание облачной системы оптимизации расходов на электроэнергию. Создатели компании обещают на четверть сократить расход электричества в зданиях при помощи ИИ-алгоритмов. Стартап Grid Edge, основанный группой ученых из Астонского университета, разрабатывает программное обеспечение (ПО) на основе облачных технологий и ИИ. Система определяет, сколько электроэнергии необходимо зданию, и корректирует потребление электричества. Показатели меняются и адаптируются каждые 4 часа. Создатели Grid Edge отмечают, что умное ПО, сокращает потребление энергии на 25% и позволяет экономить на счетах. В течение пяти лет компания планирует внедрить ПО в 500 многоэтажках.

Как пишет UK Tech, фонд Ignite, который вложился в энергетический стартап, принадлежит британской компании Centrica. Она занимается хранением и поставками газа, а также предоставляет электроэнергию и сервисные услуги. Компания постепенно переходит к децентрализованной модели управления энергетическими ресурсами и разрабатывает собственное ПО, для оптимизации расходов на электричество.

Оптимизацией энергозатрат также занимается стартап Retroficiency (теперь известный как Ecova), основанный выпускниками МТИ. Созданная ими система автоматизированно и централизованно собирают всю информацию о строениях и находит способы сделать их более экономичными. Компания уже успела исследовать более тысячи квадратных километров коммерческих строений по всему миру и нашла способы сэкономить 6 тераватт-часов.

Новейшие двигатели на ядерных субмаринах

Специалисты китайской судостроительной компании China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) в течении нескольких лет занимались разработкой принципиально нового типа двигательной установки, которая может сделать ядерные субмарины и морские суда более скоростными и более тихими одновременно. И, согласно информации, опубликованной в китайских государственных средствах массовой информации, 18 октября 2017 года были успешно проведены первые ходовые испытания экспериментального судна, оснащенного принципиально новой двигательной установкой, которое было построено специально для этого на верфи в городе Санье на юге Китая.

Основой новой двигательной установки является уникальный электродвигатель с постоянными магнитами со сверхпроводящими обмотками, который проталкивает морскую воду через шахту, проходящую сквозь корпус субмарины или судна. За счет минимального количества движущихся частей в такой двигательной установке, она практически не производит шума, что позволит сделать суда или субмарины полностью, или почти бесшумными.
Согласно имеющейся информации, во время ходовых испытаний экспериментальное судно развило расчетную скорость. При этом, уровень создаваемого судном шума был крайне низок и не превышал заданного значения. Поскольку данный проект имеет секретный характер, то вся информации об особенностях конструкции новой двигательной установки, о ее параметрах, включая мощность и уровень шума, содержится в строжайшей тайне. Единственное, что известно, это то, что такая двигательная установка разработана, изготовлена и успешно прошла первые испытания.

По слухами, первые испытания полномасштабной магнитной двигательной установки, которая создается компанией Bohai Shipbuilding Heavy Industrial Corporation, будут проведены в 2020 году.

Высокоскоростная передача данных

Созданы светодиоды толщиной в два атома. Специалисты из МТИ разработали метод производства оптики из материала толщиной в 2 слоя атомов, которая одновременно служит светодиодом и фотодетектором. Это исследование представляет собой важный шаг в развитии кремниевой фотоники. Современные компьютеры ограничены требованиями к энергопотреблению и охлаждению, которые частично зависят от вычислительных процессов, но часто энергия расходуется просто на то, чтобы доставить данные к точке их обработки. Память и система передачи данных могут в результате потреблять больше энергии, чем сами процессоры. Оптическая коммуникация позволяет снизить потребление энергии, увеличив скорость связи. Обычно при такой технологии используется внешний источник света, луч которого расщепляется и направляется в разные части системы. Однако, авторы статьи, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology, предлагают альтернативную возможность: отдельный источник на самом чипе. Для демонстрации возможностей своего изобретения ученые создали светодиод толщиной 2 атома и интегрировали его с кремниевым микрочипом. Более того, тот же самый материал может выполнять роль фотодетектора.

Ученые поместили слой диэлектрика из нитрида бора поверх дителлурида молибдена (который также защищает MoTe2 от окисления). Сверху разместили слой проводящего ток графита, разделенный на два электрода. Наличие заряда в этих электродах электростатически индуцирует эквивалент легирования донорной и акцепторной примесями в полупроводнике. Затем устройство было помещено на кремний, в котором просверлили аккуратные дырочки. Расстояние между рядами отверстий превратило кремний в фотонный кристалл для инфракрасных длин волн, способный направлять свет на или из MoTe2. Фотонный кристалл также может изгибать свет, так чтобы луч двигался вдоль плоскости устройства. Он выдает 2,3 микроампер и излучает свет с длиной волны приблизительно 1175 нм.

Несмотря на то, что до этапа коммерциализации технологию ближайшего будущего отделяет еще несколько шагов, инженеры верят в ее потенциал, в частности, в сфере высокоскоростной передачи данных. В ближайшие их планы входит интеграция схемы с генераторами излучения, модуляторами, волноводом и детекторами.

Транспорт на водородном и ядерном топливе

Токио Toyota представила новый шестиместный водородный минивэн Fine-Comfort Ride. Автомобиль имеет запас хода в 1000 км и может заправляться топливом всего за три минуты, пишет New Atlas. Toyota работает с водородным топливом уже не первый год. На счету компании более 5 тысяч патентов на водородные топливные элементы. На водороде успешно работают седаны Mirai и грузовики Project Portal. Новая модель — минивэн с внушительным запасом хода — также сделана на основе этой технологии. Toyota описывает Fine-Comfort Ride как минивэн премиум-класса с высокой степенью автономности. Все кресла, включая водительское, раскладываются и поворачиваются вокруг своей оси, давая возможность пассажирам сидеть лицом друг к другу. Дополнительно к пассажирским креслам в минивэне есть диван, способный разместить еще двух пассажиров, а окна салона могут трансформироваться в сенсорные дисплеи.

Минивэн может проехать без дозаправки 1000 км, что является рекордом для автомобильной отрасли. Каждое колесо имеет собственный электромотор, а кабина машины сделана в форме ромба, чтобы увеличить полезное пространство салона и обеспечить лучшую аэродинамику. По мнению издания, Fine-Comfort Ride — это только концепт-кар, который вряд ли поступит в производство. Однако тенденция использовать традиционное пространство кабины для развлечений, общения и работы есть в большинстве новых моделей и, скорее всего, станет коммерческим стандартом.

GM представила беспилотную автомобильную платформу SURUS, которая работает за счет батарей на водороде и обладает запасом хода в 640 км. По мнению GM, она сможет работать в самых разных областях, включая мобильное и аварийное производство электроэнергии, доставку грузов и даже военное использование.

Чарльз Стивенс, изобретатель, предприниматель и руководитель компании Laser Power Systems на днях представил концепт Thorium – проект автомобиля с двигателем, работающим на ядерной энергии. Идея создания автомобиля с использованием ядерной энергии не нова. В 2009 году Cadillac представил концепт, использующий в качестве топлива радиоактивный металл. Это был лишь макет, заявленной силовой системы там не было. Никто даже не пытался воплотить в реальность проект ядерного реактора размерами и мощностью сопоставимыми с автомобильными характеристиками. Чарльз Стивенс и группа инженеров разработали такой реактор. В концепте Thorium будет использоваться тяжелый слаборадиоактивный металл торий. По мнению ученых, один грамм этого элемента сможет заменить 7,5 тысяч галлонов бензина (около 30 тысяч литров)!

Избыток электроэнергии, вырабатываемой его Thorium-реактором, может быть возвращен обратно в сеть или зарядить другие электрические устройства. Американская компания заявляет, что у нее будет прототип транспортного средства с ядерной установкой в течение двух лет. Стивенс считает, что восьми граммов Thorium было бы достаточно, чтобы привести транспортное средство в действие на всю его жизнь. Двигатель, весящий приблизительно 227 кг, был бы достаточно легок и компактен, чтобы поместиться под капотом обычного автомобиля. И, если бы Thorium действительно стал главным источником энергии будущего, Австралия стала бы глобальным энергетическим гигантом. Согласно американской Геологической службе, Австралия владеет 333 690 тоннами запасов Thorium, что составляет приблизительно одну четвертую — одну шестую всех мировых запасов Thorium.

Уважаемый читатель, у вас есть возможность, ознакомится с остальными интересными технологиями ближайшего будущего в следующих выпусках.

Спасибо за прочтение. smileyЕсли вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения