جنرال لواء

15 مهندساً يبنون تكنولوجيا المستقبل


قد يبدو المستقبل مختلفًا تمامًا عن اليوم إذا كان لدى أي من هؤلاء المهندسين الخمسة عشر أي شيء ليقوله حول هذا الموضوع. لقد عملوا بلا كلل لتحويل منتجات خيالهم إلى واقع.

المجموعة التالية من الأشخاص ليست سوى جزء من العديد من المهندسين المجتهدين والموهوبين حول العالم. هذه القائمة ليست شاملة بأي حال من الأحوال وليست بترتيب معين.

1. Minjuan Zhang: المهندس جعل السيارات غير مرئية

تعمل Minjuan وفريقها في Toyota على محاولة توفير مناظر دون عائق لركاب السيارات في المستقبل. ولتحقيق هذه الغاية ، يحاولون بناء "عباءة إخفاء" لتويوتا في المستقبل.

تعمل تشانغ كمهندسة في شركة تويوتا وعالمة مواد طوال حياتها - وهي تحمل أيضًا 50 براءة اختراع على الأقل. يركز بحثها الرئيسي على دراسة كيفية تفاعل الضوء مع المواد.

في 2016 أسفر بحثها عن بعض النتائج المثيرة للاهتمام التي مكنتها من تطوير لون طلاء جديد يسمى "أزرق هيكلي". من خلال دراسة كيفية تفاعل الضوء مع الفراشات ، ابتكر العالم الطلاء الجديد الذي يوفر اللون الأزرق الفريد الغامق المعروض في2017 سلسلة لكزس LC 500.

تحاول تشانغ وفريقها حاليًا إيجاد طريقة لجعل الهياكل الداخلية للسيارات "غير مرئية". سيتضمن الحل الاستخدام الذكي للعدسات والضوء المستقطب.

يوضح زانغ: "لا يزال بإمكاننا الاحتفاظ بنفس الهياكل ، ولكن يمكننا جعلها غير مرئية حتى نتمكن من تحسين رؤية السائق".

هذه التكنولوجيا لا تزال سرية للغاية من قبل تويوتا. إذا نجحت ، فقد يكون مستقبل جميع المركبات. إذا أثبتت شعبيتها أيضًا ، فقد تصبح المعيار لجميع وسائط النقل.

2. كرمل مجيدي: المهندس يأمل في صنع آلات الشفاء الذاتي

كرمل مجيدي (أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية) و يعمل المهندسون في جامعة كارنيجي ميلون حاليًا على طريقة للسماح للآلات بإصلاح نفسها مثل الكائنات الحية. المواد الخاصة بهم قادرة على إصلاح نفسها بمجرد تعرضها لأضرار ميكانيكية شديدة.

المادة مصنوعة من قطرات معدنية سائلة معلقة داخل إلاستومر ناعم. بمجرد تلف القطرات ، تتمزق مثل الدم في الحيوان لتشكيل اتصالات جديدة مع القطرات المجاورة لإعادة توجيه الإشارات الكهربائية.

أوضح كارمل: "أسفرت أبحاث أخرى في الإلكترونيات اللينة عن مواد مرنة وقابلة للتشوه ، لكنها لا تزال عرضة للتلف الميكانيكي الذي يتسبب في حدوث عطل كهربائي فوري".

"يمكن للمستوى غير المسبوق من وظائف مواد الشفاء الذاتي لدينا أن يمكّن الأجهزة الإلكترونية والآلات ذات المادة الناعمة من إظهار المرونة غير العادية للأنسجة والكائنات البيولوجية الرخوة."

3. يقوم Zhong Lin Wang و Georgia Tech بصنع أقمشة توليد الطاقة

يقوم Zhong Lin Wang (أستاذ ريجنت في مدرسة جورجيا التقنية لعلوم وهندسة المواد) وباحثين آخرين في معهد جورجيا للتكنولوجيا حاليًا بدراسة إمكانية صنع نسيج لتوليد الطاقة لحصاد الطاقة. ليس ذلك فحسب ، بل يجب أن تكون منسوجاتهم ، بمجرد تحسينها ، ثنائية الأجيال مما يسمح لها بجمع الطاقة من توليد الطاقة الشمسية.

سيتم تحقيق توليد كهربائي قائم على الحركة باستخدام مولدات النانو الكهربائية. تعمل هذه من خلال الجمع بين تأثيرات الاحتكاك الكهربائي مع الحث الكهروستاتيكي لتوليد الكهرباء من أي حركة تهيج النسيج.

يمكن أن يكون للمنسوجات تطبيقات مثالية مثل الملابس ولكن أيضًا في المجالات الأخرى التي يمكن أن تستفيد من إمكاناتها ثنائية الأجيال من الرياح والطاقة الشمسية في نفس الوقت مثل أشرعة السفن أو أعلام تجميع الطاقة.

يوضح Zhong Lin Wang: "يقدم نسيج الطاقة الهجين هذا حلاً جديدًا لأجهزة الشحن في الميدان من شيء بسيط مثل هبوب الرياح في يوم مشمس".

4. ديفيد هانسون: المهندس وراء أول إنسان آلي في العالم

الدكتور ديفيد فرانكلين هانسون جونيور هو الرجل الذي يقف وراء واحدة من أكثر أنظمة أندرويد ذكاء اصطناعي تقدمًا على الإطلاق - صوفيا. نشط في 2015 تم تصميم وبناء "هي" بواسطة شركته الناشئة Hanson Robotics ومقرها هونغ كونغ.

ظهرت صوفيا لأول مرة في مهرجان South by Southwest في مارس 2016 في أوستن ، تكساس ومنذ ذلك الحين أصبح أحد أكثر الروبوتات شهرة في كل العصور. صوفيا ثورية من نواحٍ مختلفة ولكن ليس أكثر أهمية من حصولها على الجنسية السعودية 2017.

أصبحت صوفيا منذ ذلك الحين من المتحدثين العامين بشعبية كبيرة ، خاصة بالنسبة للأعمال التجارية ، وقد التقت وجهًا لوجه مع العديد من صناع القرار المؤثرين في العديد من الصناعات. كما تم تسميتها بطلة الأمم المتحدة للابتكار من قبل برنامج الأمم المتحدة الإنمائي.

في هذا الدور ، سيكون لها دور رسمي في العمل مع برنامج الأمم المتحدة الإنمائي لتعزيز التنمية المستدامة وحماية حقوق الإنسان والمساواة.

5. لوسيان جورجي: المهندس دمج السائقين بالسيارات

كشفت نيسان والدكتور لوسيان جورجي مؤخرًا عن طموحاتهما في السماح للسائقين بالتواصل المباشر مع سياراتهم. إنهم يعملون على قطعة خاصة من غطاء الرأس تقيس موجات دماغ مرتديها.

الفكرة هي أن تقوم أنظمة السيارة المستقلة بتحليل المعلومات في الوقت الفعلي بهدف توقع نوايا السائق المستقبلية. يطلق عليهم اختصارًا اسم Brain-to-Vehicle ، B2V ، ويأملون أن تكون التكنولوجيا قادرة على التنبؤ بسلوك السائق وتحسين أوقات رد الفعل من خلال 0.2 إلى 0.5 ثانية.

وفقًا لموقع الويب الخاص بهم ، يجب أن تكون B2V قادرة على تقديم المزايا التالية:

- يعزز أداء السائق ، ويمكّنه من الوصول إلى إمكانات القيادة الكاملة مع الحفاظ على السيطرة ؛
- يوفر تخصيصًا في الوقت الفعلي لوضع القيادة الذاتية والوظائف الأخرى - لم يتم تحقيق ذلك من قبل.

يأملون أيضًا أن تكون قادرة على تحسين راحة السائق من خلال محاكاة أسلوب القيادة (الآمن والقانوني) للسائقين عندما تكون في وضع القيادة الذاتية. لا تزال هذه التكنولوجيا قيد التطوير إلى حد كبير وهي تقامر بمستقبل التكنولوجيا التي تدور حول التكامل الوثيق بين الإنسان والآلة.

6. Chunyi Zhi: المساعدة في بناء خيوط التوليد الكهربائي

يعمل تعاون من المهندسين بقيادة Chunyi Zhi من مختلف المؤسسات الصينية (جامعة مدينة هونغ كونغ ، وجامعة Shenzhen ، ومعهد Harbin للتكنولوجيا ، وكلية الدراسات العليا في Shenzhen ، جامعة Tsinghua) معًا لتطوير أداء عالٍ ومقاوم للماء وقابل للتخصيص ، وبطارية من خيوط الزنك القابلة للمط (ZIB).

هذه البطارية قادرة على توليد الكهرباء كلما تم شد الألياف أو ثنيها أو غسلها أو قطعها. تتشكل البطارية في خيوط حلزونية مزدوجة من الأقطاب الكهربائية وإلكتروليت متعدد الأكريلاميد (PAM).

أظهرت الاختبارات التي أجريت على المادة أنها تقدم: -

- قدرة نوعية عالية من 302.1 مللي أمبير ز–1 وكثافة الطاقة الحجمية 53.8 ميغاواط ساعة سم–3

- استقرار ممتاز في ركوب الدراجات (98.5% القدرة على الاحتفاظ بعد 500 دورة)

المواد لديها قابلية ممتازة للتريكو ، ويمكن التعامل معها 300% سلالة أثناء التمدد ، ومقاومة للماء.

أظهرت المظاهرات أن أ 1.1 م يمكن تقطيع خيوط ZIB الطويلة إلى 8 أجزاء ، ونسجها في نسيج وقوة 100 ليد على 100 سم2 لوحة كهربائية.

قال Chunyi Zhi: "لدينا أيضًا خطة لتطوير أنواع أخرى من بطاريات الغزل مع وظائف أكثر مثل قدرة الشفاء الذاتي ، أو القدرة على الشحن الذاتي عند دمجها مع مكون خلية شمسية".

7. يقوم Hubert Waltl و Audi بتصميم مصانع المستقبل

في 2017 أصدر Hubert Waltl (عضو مجلس الإدارة للإنتاج والخدمات اللوجستية في AUDI AG) وأودي خططهما لمصنع نموذجي للمستقبل - أطلقوا عليه اسم المصنع الذكي. سيستفيد هذا المصنع من عدد من تقنيات التصنيع الجديدة ، وإذا نجح ، فقد يكشف عن مستقبل جميع المصانع.

تشمل هذه التقنيات الجديدة استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لبناء أجزاء مثل المكونات المعدنية وسماعات الواقع الافتراضي لعملية التصميم واستخدام الطائرات بدون طيار لنقل المواد حول المنشأة. تشير التقديرات إلى أن المصنع الجديد يمكن أن يحسن الإنتاجية بنفس القدر 20%.

نشر مركز أودي الإعلامي: "في مصنع المستقبل هذا ، ستعمل البيانات الضخمة - إنشاء كميات كبيرة من البيانات والاتصال الذكي بها - على تسهيل عملية تصنيع تعتمد على البيانات ، وبالتالي مرنة للغاية وفعالة للغاية".

ستنتقل العملية الجديدة بعيدًا عن خطوط الإنتاج إلى مفهوم جديد للتجميع المعياري. سيتم اختبار هذه العملية في مصنع المحركات الخاص بهم في جيور ، المجر. تخطط Audi أيضًا لتطبيق الطريقة على مشروعين إضافيين.

8. دوونج هاي مينه يصنع الهيروجيل من الورق

تعتبر Aerogels ، بما في ذلك الطائرات الهوائية ، على نطاق واسع أن تكون مستقبل المواد الفائقة. طريقة جديدة لصنعها من ألياف السليلوز للورق المعاد تدويره يمكن أن تجعل المواد قابلة للتحلل.

ستكون منتجات Aerogels الجديدة القابلة للتحلل البيولوجي أرخص كثيرًا وأكثر اخضرارًا في صنعها من Aerogels "التقليدية" التي تتطلب استخدام هلام السيليكا وعملية متخصصة. يمكن للتقنية الجديدة أن تجعل Aerogels أكثر ضرورة.

نجح Duong Hai Minh وفريقه في جامعة سنغافورة الوطنية في ابتكار عملية بسيطة بشكل مدهش لصنع Aerogels الجديدة. يتضمن تحطيم الورق إلى سليلوز باستخدام الماء.

ثم يضاف راتينج بوليمر لتشكيل شكل المادة وصلابتها. ثم يتم استخراج الماء من الخليط باستخدام آلة صوتية عالية التردد ثم يتم تجميدها من أجل 24 ساعة.

أخيرًا ، يتم تجفيفه بالهواء ومعالجته في فرن من أجل 3 ساعات عند 114 درجة مئوية. يتكون الهلام الهوائي السليلوز النهائي من98.2% الهواء مع الاحتفاظ بصفاته كعازل مرن لا يصدق. يمكن أيضًا جعله كارهًا للماء عن طريق إضافة طلاء كيميائي.

9. Seth Goldstein و Todd Mowry يبتكران مادة قابلة للبرمجة

Claytronics هو مشروع يتم تنفيذه حاليًا بواسطة Seth Goldstein و Todd Mowry في جامعة كارنيجي ميلون. لا يزال يعتبر حاليًا مفهومًا مستقبليًا مجردًا سيجمع بين الروبوتات النانوية وعلوم الكمبيوتر.

الفكرة هي أن أجهزة الكمبيوتر النانومترية الفردية ، والتي تسمى claytronics (أو Catoms) ، يمكن أن تتفاعل مع بعضها البعض لإنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد أكبر. إنه يندرج تحت شعار المادة القابلة للبرمجة ولديه القدرة على التأثير بشكل كبير على العالم من حولنا.

إذا تم تحقيق ذلك على الإطلاق ، فيمكنه حرفياً تحويل عالم الاتصالات ، والواجهة بين الإنسان والحاسوب ، وبالطبع الترفيه. في 2005، خلقت الأبحاث نماذج أسطوانية صغيرة الحجم44 ملم في القطر والتي كانت قادرة على التفاعل مع بعضها البعض عن طريق الجذب الكهرومغناطيسي.

كانت التطورات الحديثة في مفهوم النموذج الأولي هذا في شكل روبوتات أسطوانية قطرها مليمتر واحد ملفقة على فيلم رقيق بواسطة الليثوغرافيا الضوئية. كانت هذه الروبوتات الصغيرة قادرة على التعاون مع بعضها البعض باستخدام برامج معقدة من شأنها التحكم في التجاذب الكهرومغناطيسي والتنافر بين الوحدات.

10. سارة ستابينو: المساعدة في تطوير خلايا الوقود في المستقبل

تساعد سارة ستابينو جنرال موتورز على تطوير تقنية خلايا الوقود لمركبة SURUS (البنية الفائقة الصامتة للمرافق العامة) قيد التطوير. والنتيجة النهائية ستكون منصة كهربائية مرنة لخلية الوقود تتمتع بقدرات مستقلة ومن المقرر تكييفها للاستخدام العسكري.

سوف يستخدم SURUS نظام خلايا الوقود Hydrotec من جنرال موتورز وهوندا. هذه التقنية ، بمجرد إتقانها ، يجب أن توفر قوة دفع صفرية. المشروع المشترك قد غرقت بالفعل 85 مليار دولار في المشروع وتأمل أن يبدأ الإنتاج بحلول 2020.

سارة حاصلة على درجتي البكالوريوس والماجستير في علوم وهندسة المواد من جامعة ولاية أوهايو. عملت لدى شركة Honda Research and Development America Inc. بعد تخرجها لكنها انتقلت لاحقًا إلى جنرال موتورز.

11. تيم كوك وشركة أبل ديزي يمهدان الطريق لمستقبل إعادة تدوير الإلكترونيات

كشفت شركة Apple في وقت مبكر من هذا العام عن روبوتها الآلي لإعادة تدوير الهواتف المسمى Daisy. هذا الروبوت قادر على تفكيك ما يصل إلى 200 أجهزة iPhone ساعة من iPhone5 إلى iPhone7 Plus.

تستعيد العملية لوحة المنطق الرئيسية للهواتف ومكبر الصوت والكاميرا والمكونات الأخرى التي تحتوي على مواد عالية الجودة. مع ندرة إمدادات المعادن الأرضية النادرة ببطء ، قد يكون هذا هو الحل الأمثل لشركة Apple وغيرها من مصنعي الإلكترونيات.

لدى Apple حاليًا وحدة واحدة قيد التشغيل في أوستن ، تكساس وتخطط لإنتاج وحدة ثانية في هولندا. قالت ليزا جاكسون (نائبة رئيس مبادرات البيئة والسياسات والمبادرات الاجتماعية في Apple): "في Apple ، نعمل باستمرار على إيجاد حلول ذكية لمعالجة تغير المناخ والحفاظ على الموارد الثمينة لكوكبنا".

يتم تشجيع مستخدمي Apple على إعطاء أجهزة iPhone القديمة الخاصة بهم لمتاجر Apple المحلية لإعادة التدوير من خلال برنامج GiveBack. بعض الطرز مؤهلة أيضًا للعميل لتلقي رصيد يمكن استرداده في متاجر Apple على بطاقة هدايا.

12. يساعد أناستاسيوس جون هارت وفريقه لامبورغيني في صنع سيارة ذاتية الشفاء

يتعاون البروفيسور أناستاسيوس جون هارت وستيفانو دومينيكالي وباحثون آخرون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مع لامبورغيني لتطوير سيارتهم الكهربائية الفائقة Terzo Millennio. بصرف النظر عن استخدامها لمكثف فائق لاستبدال بطارية "قياسية" للطاقة ، ستستفيد السيارة من الأنابيب النانوية الكربونية في هيكلها.

الفكرة هي السماح لهيكل السيارة بـ "شفاء" نفسه وإصلاح الكسور وتصحيح العيوب الأخرى دون مساعدة بشرية. على الرغم من أن كيفية تحقيق ذلك في الواقع هي سر خاضع لحراسة مشددة ، إلا أنه وفقًا لمواد مبيعاتها ، ستكون السيارة قادرة على اكتشاف الشقوق وإصلاحها بشكل مستقل.

ستستخدم أجهزة استشعار لمراقبة صحتها ومن ثم إصلاح أي ضرر عن طريق ملئه بالأنابيب النانوية. قال ستيفانو دومينيكالي: "يعد التعاون مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في قسم البحث والتطوير لدينا فرصة استثنائية للقيام بما كانت لامبورغيني دائمًا جيدة فيه - إعادة كتابة القواعد الخاصة بالسيارات الرياضية الفائقة".

"نحن مستوحون من تبني ما هو مستحيل اليوم لصياغة حقائق الغد ؛ لابد أن تخلق لامبورغيني دائمًا أحلام الجيل القادم."

13. راديكا ناجبال وآخرون تعمل على تطوير ذكاء السرب الاصطناعي

روبوتات السرب أو ذكاء السرب الاصطناعي هي طريقة لتنسيق العديد من الروبوتات المادية البسيطة. مثل مستعمرات الحشرات الكبيرة ، ستعمل الروبوتات في سلوك جماعي مرغوب فيه أثناء تنقلها في بيئتها والتواصل مع بعضها البعض.

على عكس الأنظمة الروبوتية الموزعة ، تركز روبوتات السرب بشكل أكبر على استخدام عدد كبير من روبوتات الطائرات بدون طيار وهو نظام قابل للتوسع بشكل كبير. البحث الذي أجرته راديكا ناجبال وآخرونفي هذه التكنولوجيا المستقبلية يتم تنفيذها في مؤسسات مختلفة بما في ذلك جامعة هارفارد.

إذا أمكن تحقيق ذلك ، فإن روبوتات السرب سيكون لها العديد من التطبيقات المحتملة من الرعاية الصحية إلى الاستخدام العسكري. نظرًا لأن روبوتات الطائرات بدون طيار أصبحت أصغر وأصغر ، فقد يكون من الممكن تنسيق أسراب الروبوتات النانوية لأداء المهام في الآلات الدقيقة أو حتى في جسم الإنسان.

يمكن استخدامها أيضًا في التعدين والتطبيقات الزراعية أو العثور على استخدامات أثناء مهام الإنقاذ أو سيناريوهات الكوارث للوصول إلى الأماكن التي يصعب الوصول إليها. الأمر الأكثر إثارة للجدل هو أن أسراب الروبوتات العسكرية قد تشكل أيضًا جيشًا مستقلًا.

اختبرت القوات البحرية الأمريكية سربًا من القوارب المستقلة التي يمكنها التوجيه والقيام بأعمال هجومية بنفسها. القوارب بدون طيار ويمكن تزويدها بمجموعة متنوعة من المجموعات لردع وتدمير سفن العدو.

14. مارك رايبرت: المهندس الذي يقوم ببناء الروبوتات ذات التوازن الذاتي

ظهر مارك رايبيرت وفريقه في بوسطن ديناميكس في الأخبار كثيرًا مؤخرًا بمجموعتهم من الروبوتات التي تتمتع بقدرات تشبه قدرات الحيوانات تقريبًا. من مشروع BigDog العسكري الأمريكي المعلب إلى روبوت أطلس للرافعة الثقيلة وطائرات Wildcat بدون طيار ، فإنهم يحققون تقدمًا حقيقيًا في تصميمات الروبوتات للمستقبل.

الأكثر شهرة ، بالطبع ، كانت اللقطات التي تم إصدارها مؤخرًا لروبوتهم البهلواني الخارق الخارق. أسس مارك رايبيرت Boston Dynamics في 1992 بعد قضاء بعض الوقت كأستاذ بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

منذ ذلك الحين ، حققت الشركة تطورات هائلة في تصميم وإنشاء روبوتات ذاتية التوازن. تغيرت يد الشركة عدة مرات خلال السنوات القليلة الماضية. تم شراؤها في البداية مقابل مبلغ لم يكشف عنه في 2013 بواسطة Google التي باعتها بعد ذلك إلى SoftBank في 2017.

15. سكايلر تيبيتس تقود الطريق لتطوير الطباعة رباعية الأبعاد

بناءً على الإنجازات التي تحققت في الطباعة ثلاثية الأبعاد خلال العقد الماضي أو نحو ذلك ، يعمل بعض الباحثين بقيادة Skylar Tibbits في IT و Stratasys على إضافة بُعد آخر للعملية - الوقت.

تقدم هذه التقنية المستقبلية وسيلة لجعل أي مادة مطبوعة ثلاثية الأبعاد تتكيف بمرور الوقت بعد الإنشاء. إنه ، بطريقة ما ، تطبيق خاص للمادة القابلة للبرمجة ولكن المادة المطبوعة قادرة على التفاعل (مع المعلمات) مع بيئة معينة أو مجموعة من الشروط.

يمكن أن يوفر هذا تكوينات قريبة من اللانهائية على مقياس ميكرومتر. تعتمد الطباعة رباعية الأبعاد أساسًا على الطباعة الحجرية الحجرية ، حيث يتم استخدام الضوء فوق البنفسجي في معظم الحالات لمعالجة المواد ذات الطبقات بعد اكتمال عملية الطباعة.


شاهد الفيديو: اختراع مدهش سيارة المستقبل التي ادهشت الجميع ليس لديها عجلات لأنها تمشي في الهواء, أذكى سيارة في.. (يونيو 2021).