Одна футболка из умной ткани согреет в холод и охладит в жару. А многоэтажные фермы сэкономят километры полей. Узнайте, как ещё инженеры изменят нашу жизнь в самое ближайшее время.
Тренд 1: разработка «зелёного» топлива, которое поможет снизить углеродный след
Прогрессивный мир всерьёз занялся переходом на чистые и возобновляемые источники энергии для транспорта. Дороги заполняются электромобилями, но инженерам этого мало. Они вовсю работают над усовершенствованием водородных двигателей. «Зелёный» водород уже считается главной альтернативой дизельному топливу, и учёные нашли способ добывать его экологически чистым путём. Для этого используют электролиз воды, а необходимая для реакции энергия поступает из возобновляемого источника. Метод позволяет избавиться от 830 миллионов тонн вредных выбросов углекислого газа в год.
Многие автогиганты уже выпускают машины с водородными двигателями. На очереди — авиация. Компания Airbus активно работает над созданием «зелёных» самолётов, а в США планируют сделать первый в мире пилотируемый вертолёт на водородном топливе. Однако эксперты говорят, что «зелёный» водород сможет конкурировать со своими неэкологичными аналогами не раньше чем через 10 лет. При этом ЕС, Австралия, США и другие страны уже принялись развивать водородную энергетику, а Япония и вовсе сделала её государственным приоритетом ещё в 2017 году. В этой отрасли инженерам точно будет чем заняться.
Тренд 2: оптимизация производства еды — вертикальные фермы для овощей и фруктов
Когда‑то строительство небоскрёбов решило проблему уплотнения городов. Сейчас инженеры переносят эту идею в сельское хозяйство и предлагают строить фермы не вширь, а ввысь — многоэтажные грядки вместо километров полей. Вертикальная агроферма — это автоматизированный комплекс с искусственным освещением, кондиционированием, отоплением и стерильным воздухом. Там обычно замкнутая система полива: можно повторно использовать испарившуюся влагу и экономить до 90% воды. Такое инженерное чудо позволит заниматься земледелием хоть в центре города. А также в зонах засушливого климата и суровых условиях Крайнего Севера.
Фрукты и овощи с таких ферм не хуже, чем с обычных. А может, и лучше: в них нет пестицидов и вредителей, ведь в производстве не используют удобрений и химикатов. По оценкам экспертов, уже к 2025 году вертикальные фермы станут нормальным явлением для крупных городов в развитых странах. Сегодня необычное земледелие активней всего развивается в США, Германии, Китае и Японии. Даже глава Amazon Джефф Безос оценил технологический тренд и поспешил инвестировать в стартап, который работает с вертикальными фермами.
Тренд 3: развитие моделирования и компьютерного инжиниринга
Конкуренция среди производителей растёт с бешеной скоростью, процессы на предприятиях становятся всё более сложными, растут расходы и риски. Угнаться за прогрессом и сократить затраты помогает компьютерный инжиниринг. Эти системы позволяют проектировать цифровые модели изделий и процессы всего производственного цикла.
Такие технологии оказываются экономичнее, чем реальные прототипы, — для виртуальных моделей не нужны материалы, только вычисления на экране компьютера. При производстве товаров моделирование сокращает процент брака продукции, ведь многие ошибки устраняются ещё на этапе проектирования. Сегодня эти технологии успешно применяются в машиностроении, металлургии, биомедицине, архитектуре, дизайне и даже в аэрокосмической промышленности. В октябре прошлого года Илон Маск открыл в Берлине уже четвёртую «Гигафабрику» Tesla. На ней планируется выпускать 500 тысяч автомобилей в год. Конечно, такие объёмы производства обеспечит в том числе компьютерный инжиниринг. К слову, ценных специалистов этого профиля начали готовить и в российских вузах.
Тренд 4: строительство зданий с помощью 3D‑печати
С применением 3D‑принтера стало возможным возводить дома за считаные дни. Самое большое здание в мире «напечатали» в Дубае. Это результат работы стартапа с российскими корнями, который ещё в 2017 году «построил» на собственном 3D‑принтере 38‑метровый дом в подмосковном Ступине всего за 24 часа. Площадь сооружения в ОАЭ — 641 квадратный метр, оно попало в Книгу рекордов Гиннесса и принесло предпринимателям миллион долларов. По планам властей Дубая, к 2030 году четверть городских зданий будет возведена с помощью 3D‑принтеров.
Технология позволяет в шесть раз снизить затраты на строительство, а также сократить отходы на стройке. В области 3D‑печати зданий для инженеров актуально и другое направление — создание новых материалов. Например, в Университете Южного Уэльса смогли придумать, как с помощью LED‑лучей починить пластик, напечатанный на 3D‑принтере. Эксперименты показали, что найденный метод восстанавливает материал и вдобавок делает его крепче. Полезный бонус открытия — забота об экологии, ведь решение уменьшает объём пластиковых отходов.
Тренд 5: создание одежды из умных тканей
Кто бы мог подумать, что производством материалов для одежды всерьёз займутся инженеры. На смену традиционным хлопку и шерсти пришли оптоволокно, металлы, проводящие полимеры и другие компоненты. Например, новая синтетика умеет впитывать пот и не тяжелеть, а непромокаемые ткани отлично защищают от непогоды — этим никого уже не удивишь.
Сейчас активно идёт разработка особых — умных — материалов, которые способны адаптироваться к изменениям окружающей среды. Например, менять цвет, «включать» водостойкость, антибактериальные и другие свойства. Умная одежда поможет не замёрзнуть на холоде и не перегреться в жару. Адаптивную ткань придумали в Мэрилендском университете. Она реагирует на температуру человеческого тела и сама решает, согреть или охладить организм. Умные ткани даже способны облегчить работу медиков. Датчики и сенсоры в таких материалах позволяют контролировать здоровье пациентов и улавливают симптомы некоторых болезней.
Читать далее →
Свежие комментарии