Болиды на солнечных батареях, роботы-гуманоиды и бактерии для добычи алмазов: какими изобретениями запомнился 2023 год

Гонки Bridgestone World Solar Challenge (BWSC) проходят каждые два года. Автомобили, которые питаются исключительно от солнечных батарей, пересекают всю Австралию, от Дарвина на севере до Аделаиды на юге. Бельгийцы из Innoptus Solar участвуют в заездах класса Challenger, в рамках которых сопровождающая машину команда везет с собой все необходимое для отдыха, обслуживания и ремонта и не пользуется посторонней помощью. При этом в самом болиде находится лишь один водитель весом не более 80 кг.

На BWSC 2019 бельгийцы оказались на первом месте случайно – после внезапного возгорания, которое вывело из строя автомобиль уверенных лидеров гонки, нидерландской команды Twente. В 2021-м из-за пандемии заезды отменили, и лишь теперь Innoptus Solar полноценно подтвердила свой чемпионский статус. На протяжении всей гонки команде удавалось держаться впереди конкурентов и прибыть к финишу за 34 часа 4 минуты и 41 секунду, улучшив прошлый рекорд на 20 минут.

Не далее как в начале 2023 года стартап Figure представил проект универсального робота-гуманоида. Первые схемы и 3D-модели выглядели эффектно, однако эксперты испытывали понятный скепсис, ожидая появления модели «в железе» в лучшем случае через несколько лет. Однако команда инженеров во главе с Дженной Рейер и Джерри Прэттом справилась быстрее любых прогнозов.

Менее чем через год они продемонстрировали готовый прототип Figure 01, уже способный к самостоятельной ходьбе. Более того, это активная динамическая походка, как у людей, при которой центр масс смещается вперед, заранее готовясь к постановке следующей опорной ноги. Все расчеты производятся бортовым компьютером: робот не связан даже кабелем питания, обходясь своими аккумуляторами. Несмотря на это, разработчикам удалось сохранить спортивное телосложение гуманоида, не слишком выходя за пределы привычной геометрии человеческого тела. Такой эффектный старт внушает надежду и заставляет с нетерпением ждать следующей версии.

В ноябре 2023 года сотрудник южнокорейского складского центра погиб, оказавшись зажатым в манипуляторе промышленного робота. Это лишний раз подчеркивает риски, с которыми сталкиваются люди, работающие бок о бок с машинами. Неудивительно, что инженеры пытаются создать манипуляторы, которые были бы не только сильными и точными, но и при этом достаточно мягкими и безопасными.

Очередную подобную разработку команда из Швейцарии и Нидерландов продемонстрировала как раз прошлой осенью. Большая часть конструкции приходится на упругую винтовую поверхность, геликоид, сделанный из гибкого полимера. Внутри него на определенных участках располагаются несколько двигателей с упорами, которые приводят систему в движение. Благодаря внешнему геликоиду твердые детали остаются безопасными для людей и сами защищены от случайных ударов и столкновений.

Найти месторождение алмазов – задача нетривиальная. Для этого приходится собирать и анализировать местные минералы, использовать радары, способные заглядывать под поверхность, проводить разведывательное бурение.

Но вот биологи из канадского Университета Британской Колумбии предложили привлечь к поиску... бактерий. Ученые заметили, что присутствие кимберлитов – пород, тесно связанных с месторождениями алмазов, – меняет микрофлору, которая живет в почве над ними. Определив состав этих бактерий, ученые выделили около полусотни видов, численность которых повышается или падает поблизости от месторождений. В будущем такой анализ позволит находить новые кимберлитовые залежи. Подтверждением новой методики стала локализация с помощью бактерий одной уже известной трубки, расположенной на глубине 150 м под землей.

Калифорнийский стартап LTA Research получил разрешение на проведение летных испытаний прототипа своего дирижабля. Эта первая легкая версия лишь начало пути: компания уже работает над следующими вариантами длиной до 300 м – больше, чем даже у знаменитого немецкого дирижабля 1930-х годов «гинденбург». Но для начала инженерам предстоит поднять в воздух не столь крупный Pathfinder 1.

Один из сооснователей Google Сергей Брин давно отошел от непосредственного руководства огромной корпорацией и переключился на новые проекты. Среди стартапов, которые он «опекает», Lighter Than Air Research. Эта компания, работающая с 2015 года, собирается провести первые летные испытания прототипа дирижабля Pathfinder 1, предназначенного для перевозки грузов массой до 5 т. Гондола диаметром 20 м и длиной почти 125 м вдвое превосходит авиалайнер Airbus A380, хотя для дирижабля такие размеры рекордными не назовешь. Ее каркас сделан из 96 литых титановых узлов, соединенных 289 углепластиковыми трубками, и покрыт инновационным материалом Tedlar. Внутри размещены 13 нейлоновых «пузырей», наполненных гелием: благодаря легкости конструкции для полета можно использовать инертный газ вместо горючего водорода. По периметру дирижабля расположены 12 небольших пропеллеров, которые приводятся в движение отдельными электродвигателями, что позволяет не только лететь в нужном направлении, но и маневрировать.

Эстония вышла в космос еще в 2013 году – тогда в полет отправился первый спутник, созданный под патронажем Университета Тарту. А несколько лет спустя началась работа над новым, более сложным аппаратом ESTCube-2. Его ключевой задачей станут испытания перспективной технологии электрического плазменного торможения, которая в будущем может помочь сведению отработавших свое спутников с орбиты.

Идея, предложенная финским ученым Пеккой Янхуненом, состоит в использовании электрически заряженной антенны, своего рода паруса. Взаимодействуя с ионами солнечного ветра, такой парус может придавать аппарату дополнительное ускорение или, наоборот, тормозить его в зависимости от собственного заряда. Кроме этой системы на борту 4,5-килограммового ESTCube-2 размещены камеры дистанционного зондирования Земли и инструменты для проведения научных экспериментов.

Уже давно нет ничего сложного в производстве миниатюрных сенсоров и датчиков для мониторинга окружающей среды. Намного труднее распределить их по нужной площади для работы: сбрасывая крошечные инструменты с дрона, удается накрыть лишь узкую полосу. С похожей проблемой сталкиваются растения, рассеивающие семена, поэтому подход к решению задачи ученые решили позаимствовать именно у них.

Созданные разработчиками из Вашингтонского университета плоские и гибкие устройства могут принимать одну из двух форм. В одной конфигурации сенсоры снижаются почти вертикально, в другой – вращаются в полете и при падении всего с 40 м успевают сместиться почти на 100 м в сторону. Инженеры считают, что множество таких переключаемых датчиков позволит обеспечить наблюдение за достаточно большой территорией. На борту устройства весом всего 0,414 г размещаются датчики, солнечные батареи с аккумулятором, модуль Bluetooth и микроконтроллер.

Австралийская компания FBR Limited продолжает испытания нового поколения строительных роботов Hadrian. Такие машины возводят здания из кирпичей и блоков, автоматически выкладывая их в соответствии с цифровым чертежом. По сообщению разработчиков, в кладке используется не классический цемент, а некий новый адгезив, более надежный и удобный.

В мае 2023 года Hadrian X установил мировой рекорд, уложив порядка 300 блоков за час. В ближайшее время компания планирует смонтировать несколько систем Hadrian X на грузовом шасси, чтобы отправить их на независимые полевые тесты в США.

Стартап nReal был основан в 2017 году для разработки и выпуска очков дополненной реальности (AR). Не так давно компания сменила название на Xreal и сразу представила пару моделей нового поколения, которые уже доступны для предзаказа. Air 2 и Air 2 Pro используют миниатюрные дисплеи Micro-OLED с разрешением 1920x1080 пикселей для каждого глаза – это позволяет отображать виртуальный дисплей диагональю до 330 дюймов. Такой «монитор» поддерживает сотни уровней регулировки яркости, причем окружающее его пространство можно затемнить, чтобы смотреть кино было комфортнее. А главное, огромный AR-экран можно разместить где угодно, хоть на потолке.

Во второй половине 2020-х годов у человечества появится новый сверхмощный телескоп для наблюдения за Вселенной. GMT станет самым крупным в своем классе: семь гигантских зеркал смогут собирать излучение с площади 368 кв. м. Работа над проектом идет полным ходом, курирует ее Университет Аризоны.

Летом 2023 года здесь в очередной раз заполнили специальный «бассейн» 20 т оптического стекла, чтобы расплавить его и получить основу для будущего зеркала – уже последнего, седьмого. Вместе с шестью собратьями оно обеспечит для GMT вдесятеро более высокое разрешение, чем у космического телескопа Hubble, и вчетверо большее, чем у новейшего JWST.

Фотоконкурс Nikon Small World подвел итоги года. Это уже 49-й ежегодный фестиваль микрофотографии, которая всегда тесно связана с актуальной наукой и новейшими технологиями. Прогресс последних десятилетий позволил получать намного более качественные изображения, превратив это занятие в настоящее искусство.

Убедиться в этом помогают работы, представленные на Nikon Small World 2023, – мы отобрали снимки, которые не заняли первых мест, однако все равно впечатляют. Взять хотя бы эффектное произведение экспертов по микрофотографии из немецкой компании Medienbunker Produktion: при 40-кратном увеличении прекрасно видны зерна пыльцы подсолнуха, облепившие кончик тончайшей иглы для акупунктуры. Ну разве это не искусство?

В последние годы государства и организации пытаются все строже регулировать сферу ИИ. Американский стартап Del Complex придумал, как облегчить жизнь разработчикам, навсегда избавив их от законодательных ограничений. Компания заявила, что собирается строить и выводить в море плавучие вычислительные центры, которые не будут зависеть от местных установлений.

Планируется, что каждое такое судно будет держаться в нейтральных водах и соответствовать всем формальным требования к независимым государственным образованиям, которые сформулированы в Конвенции ООН по морскому праву и Конвенции Монтевидео, включая наличие собственной территории и постоянного населения.

Мы уже почти забыли о Motorola, однако эта компания, ставшая частью холдинга Lenovo, не только продолжает работать, но и мечтает вернуть себе положение флагмана мобильной индустрии. На форуме Lenovo Tech World 2023, прошедшем в Техасе, Motorola представила прототип нового смартфона с гибким экраном.

Устройство можно использовать в обычном варианте, превратить в умный браслет или расположить на столе – соответствующий режим работы включится автоматически. Правда, зрителей смутило металлическое кольцо на запястье Лекси Валасек, которая демонстрировала новинку: неужели смартфон-браслет держится на руке не слишком надежно и требуется магнит? Официальных разъяснений от компании пока не поступило.

Созданием скафандров для будущих лунных экспедиций NASA занимается стартап Axiom Space. Их премьерный полет должен состояться в 2025 году, а пока компания продолжает работу над прототипами. Последняя версия, показанная публике, отличалась радикальным черным цветом, однако известно, что его использовали лишь для привлечения внимания к проекту. Как будут выглядеть финальные варианты скафандров, неясно, но недавно Axiom Space заключила соглашение с модным домом Prada. Дизайнеры не только займутся внешним видом моделей, но и помогут с выбором оптимальных материалов, технологий кроя и производства.

Инженеры из Института материальных потоков и логистики (IML) немецкого Общества Фраунгофера не тратят время на абстрактные идеи и яркие прототипы. Их проекты практичны, надежны, экономически обоснованны и связаны с довольно приземленными задачами, что не мешает им оставаться весьма любопытными. Вот, например, двухколесный робот evoBOT для работы на складе. Устройство может развивать скорость до 60 км/ч и поднимать двумя «руками» до 65 кг груза. Необычная конфигурация делает машину исключительно экономичной, компактной и легкой: обходясь всего парой колес, evoBOT весит 40 кг и готов работать до 8 часов без подзарядки.

В ноябре 2023 года на фестивале Japan Mobility Show 2023 компания Suzuki представила необычное транспортное средство MOQBA. Четыре колеса позволяют ему развивать большую скорость на ровной дороге, подвижные опоры служат амортизаторами на ухабах, а при случае помогут справиться даже с лестничными ступеньками.

К сожалению, MOQBA пока только концепт, и посмотреть, как остроумная идея работает в реальности, не получится – приходится ориентироваться лишь на официальные заявления Suzuki. Компания сообщает, что система будет иметь три конфигурации: для передвижения человека сидя, как на байке; лежа – для эвакуации раненых и больных с использованием технологий беспилотного вождения; и наконец, стоя. Предназначение последнего варианта почему-то не объясняется. Есть идеи? Присылайте их на адрес редакции.