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未来发明可要超乎你的想象

科普小知识2022-07-31 19:01:48
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今天,随着科学技术的飞速发展,我们的日常生活正在发生巨大的变化,变得越来越令人兴奋。然而,科学家们不会满足于此。他们仍在开发更先进的技术。在接下来的3年、10年或25年里,许多超乎你我想象的发明将会问世。以下20项与我们生活密切相关的发明尤其令人关注。在15年内,人类的心脏可以再生。

美国波士顿海德拉生物科学公司的首席科学家格伦·拉森在过去的4年里一直在追寻心脏器官再生的梦想。目前,在哈佛大学一个研究小组的帮助下,拉森和他的同事们正在开发一种蛋白质药物,可以促进死于心脏病的肌肉组织的再生。

虽然拉森的方法很有创意,但在实践中并不困难。患者可以使用自动吸入装置,如呼吸器或超声波药物枪,将具有再生能力的蛋白质分子导入血液。这些循环蛋白分子将与患者受损心肌细胞表面的受体结合,引发化学反应,削弱抑制细胞分裂的基因的活性强度。一旦上述生物转化完成,新的心脏细胞将开始形成,填补坏死组织的缺口。因此,心肌功能将在几周内永久恢复。

海德拉生物科学公司开发的药物在未来几年内不会在人体内进行测试,但实验证据显示了这种治疗方法在未来的发展潜力。去年,该公司的研究人员在诱发心脏病发作后,连续10天将CRF-1(一种目前正在研究的蛋白质混合物)注射到小鼠体内。心脏病发作后一个月,治疗小鼠的心肌功能比对照组小鼠强20%。

马萨诸塞州剑桥市诺华生物医学研究中心人类遗传学主任、海德拉生物科学公司的联合创始人马克·基廷说:“通过释放‘基因刹车’,我们可以再生不同类型的细胞。”

在15年内,你可以下载内存

通常人们可以在一秒钟内记住两个比特的信息,这意味着他们一生可以记住几百兆的信息。一张普通的影碟可以记录4.7G(1G等于1024兆字节)的信息,与人类的记忆相比实在微不足道。你可能清楚地记得40年前一部著名电影中的一段对话,但你可能永远不会记得你母亲的生日。或者能记住许多明星的名字,但忘记上周刚完成的工作。

戈登·贝尔一直被这样的事情困扰着。1998年,作为微软的高级研究员,他开始了一个名为“我过着平凡的生活”的项目。他扫描旧照片、研究文件和笔记。记录每次会议和电话;编辑新照片和电影的目录;将每封邮件存档。他还使用了微软正在测试的传感摄像头,一种可以戴在脖子上的数码相机,可以自动捕捉图像和拍照。

贝尔现在每月归档大约1G的数据,所有这些数据都存储在他电脑的数据库中。目前信息收集仍是一个人工过程,但他预计,在15年内,人类可以使用一个多功能设备记录几乎所有的“记忆”,并能自动记录日常活动的声音和图像。将日常对话、看到的面孔和读到的文章存档。与电子邮件、工作日志、电视剧、电影和其他媒体一起,它们形成了一个完整的“按需召回系统”

贝尔面临的最大挑战是如何设计一个软件来有效地搜索记忆库。到目前为止,该系统已经使用了20多种数据类型来建立各种内存连接。借助全文搜索器,贝尔可以在30秒内找到所需的信息。当他需要搜索会议记录时,搜索者可以同时显示参与者的照片和联系信息。他们计划开发一个说话人识别系统,这样他们可以更好地分类和搜索演讲。

五年内,打扫房间的麻烦将被消除。

也许几年后,化学工程师将会找到一种方法来长期保持建筑物清洁,远离污染。目前,像日本东京丸之内大厦这样的标志性建筑是首批使用半导体作为外墙涂料的建筑之一。一旦暴露在光和水中,半导体可以分解有机分子(包括灰尘和污染中的有机分子),然后释放到空气中。很快,由二氧化钛制成的自清洁产品,如美国涂料制造公司PPG Industries的自清洁玻璃将上市。

但是如果这项技术要应用于家庭清洁,研究人员必须克服一个困难的障碍:这项技术目前只对太阳的紫外线有反应。研究人员正在努力打破这一障碍。

由于二氧化钛的两种化学性质,它可以成为一种多用途洗涤剂。首先,二氧化钛对光敏感。一旦与光子接触,这种化学物质就能与空气和水蒸气反应,加速有机物质的分解。

其次,二氧化钛具有吸水性或亲水性。不同于瓷砖、玻璃和其他暴露在水中会流失的材料,涂有二氧化钛的材料会吸水,使水在表面形成一个薄层,吸收副产品和上面的超大颗粒。因此,粘性物质几乎不可能被放大,一旦这些物质落在涂层上,二氧化钛就会轻易地将它们洗掉。

然而,如果在这个过程中阳光较少呢?澳大利亚悉尼纳米技术研究所的材料工程师迈克尔·科尔蒂(Michael Corti)说,二氧化钛的原子结构必须改变,这样它才能与可见光能谱一致,但这并不容易。此外,这种变化的前提是不破坏其化学惰性,否则,一旦用于涂料中,二氧化钛可能会从涂层物体中分离出来。

Cotti认为二氧化钛的市场非常广阔。他说:“有些人痴迷于清洁。他们不喜欢一直喷。如果市场上有不需要喷洒的产品,我相信它会卖得很好。”

20年内,汽车将不再碰撞。

科学家透露了好消息:到2026年,你将拥有一辆永不碰撞的汽车。

避免大多数事故的一个方法是让汽车预测即将到来的碰撞,然后采取自动措施来防止它。建立一个汽车不会相撞的未来的关键是汽车和V2V之间的交流。一些技术可以使V2V成为可能,并且已经得到实施。日益先进和成熟的全球定位系统将允许你随时准确地知道你的车在哪里,而稳定的控制系统可以跟踪你的速度和方向,这些信息可以输入到你的汽车电脑。现在的挑战是找到一种有效的方法将这些数据传输到其他车辆。

根据《大众科学》6月刊的一份报告,为了鼓励V2V系统的发展,美国联邦通信委员会已经为汽车之间和路边无线电收发器之间的专用短程通信(DSRC)清除了5.9千兆赫的频带。最近,大众汽车公司的电子研究实验室在两辆“快腾”汽车和两辆奥迪A3汽车上安装了“特殊短程通信”设备,并使用V2V控制这些汽车在旧金山行驶。“这项技术现在已经可以使用了,”大众实验室的经理卡斯顿·伯格曼说。当然,在4辆车之间的正确时间将正确的数据传输到正确的车相对容易得多,以便能够预测最复杂的风险。在数百辆汽车之间完成这一切仍然非常困难。

在这方面,通用汽车比大众汽车做得更好。他们在凯迪拉克上安装了一个“特殊短程通信”装置。改进后的稳定性控制系统可以通过一个“特殊的短程通信”装置预测另一辆停在路中间的汽车。如果司机不需要自己刹车,汽车上的计算机系统就会自动刹车。效果非常好。

其他发明

5)在10年内,你可以睡72小时:10年后,服用一种成分“CX717”后,你可以睡72小时而不觉得累。威克森林大学去年对猴子进行了测试。猴子服药后可以保持36小时清醒。与此同时,警觉测试的结果显示,猴子在这段时间表现更好,并且没有表现出副作用。6)在20年内,细菌将帮助你减肥:华盛顿大学最近发现了一种可以影响脂肪储存的细菌。科学家正在利用这种细菌开发新的减肥药物。7)25年内,男性避孕药将会问世:英国基尔大学的研究人员认为,他们从淡水鱼中提取的一种化学物质能够有效抑制性激素的产生,而性激素对卵子和精子的产生都是不可或缺的。8)5年后,自助式汽车将问世:在未来几年,自助式汽车将问世。那时,汽车会发一封电子邮件提醒你汽车的哪些部分需要更换或修理。9)5年内,智能玻璃将问世:一家法国公司开发了一种集成钨丝的新型汽车挡风玻璃。不仅可以通过开关控制颜色,钨丝还会被涂上一层涂层,以阻挡红外线和太阳从汽车中散发的热量。10)在10年内,驾驶将成为一种乐趣:汽车可以配备“操纵杆”,你可以像玩游戏一样*驾驶汽车。11)变形轮胎将在15年内上市:由于一种新型合成材料的出现,这种材料可以像肌肉一样变形,而且用它制成的轮胎比传统轮胎性能更好,因此,未来驾驶员更换轮胎将变得非常简单。12)在5年内,数字员工会帮助你给出建议:她喜欢你吗?问问你的手机。这种事情并非不可能。能够做这种事情的所谓“社交软件”已经问世。它可以帮助你分析行为、压力以及对方是否通过声音同情你。它还可以帮助你“速度匹配”,找到你满意的梦中情人。13)10年内,DNA扫描仪将问世:一位加拿大动物学家正在开发一种手持基因解码器,只需几个样本就能进行DNA分析。它会清楚地告诉你被研究的物种是否是新物种。14)10年内,电子报纸将问世:有了像纸一样薄、杂志一样大的阅读显示器,你不仅可以随时看到你想看的报纸,还能为环境保护做出贡献。15)在10年内,智能冰箱将会出现:许多大型购物中心已经开始使用射频识别标签。将来,你也可以在自己家里使用这项技术。有了这个可打印的塑料标签,你可以通过在购物中心看你的手机来知道哪些食物储存在你的冰箱里,哪些食物需要补充。甚至食物的保质期也一目了然。16)10年内,机器人垃圾箱将问世:麻省理工学院正在开发一种机器人垃圾箱,它不仅可以装垃圾,还可以帮你把无用的东西放进一个大工具箱。17)在20年内,电视机就像墙纸一样:新的有机发光显示器将像纸一样薄。当从远处看电视时,它会像墙纸一样粘在那里。18)在25年内,你的夹克会自己思考:新材料会不断涌现,然后纤维会随着周围环境改变它们的特性,隐形斗篷会成为时尚青年的最爱。19)5年内,带全球定位系统的太阳镜:最先进的太阳镜可以用作手机。未来的太阳镜不仅可以浏览图片,还可以包含全球定位系统设备。你会在眼镜上看到你想看的地图。20)在10年内,印刷一双最适合你的脚的鞋子:定制的鞋子由一台名为“激光选择性烧结”技术的三维印刷快速成型机“印刷”——激光将尼龙材料颗粒融合在一起,并使用添加材料的方法依次制作每一层,同时连接各层,直到整只鞋子完成。