Технологический порыв: главные изобретения 2024 года

Редакция «Известий» собрала 12 реальных технологий, которые были представлены в 2024 году. Некоторые из них уже можно приобрести для личного пользования, другие доступны только на профильных конференциях и пресс-показах, третьи решения ограничены лабораторными исследованиями. Среди ярких открытий — наноробот для захвата вирусов, брюки с функцией экзоскелета и отечественный спутник для изучения погоды в космосе.

Роботы-разнорабочие в США и РФ

В августе стартап в области ИИ и робототехники Figure представил Figure 02 — гуманоидного робота на батарейном питании. Он оснащен современными камерами и датчиками, позволяющими ему ориентироваться в мире. В ходе испытаний в этом году на заводе BMW в Южной Каролине Figure 02 успешно выполнил различные задачи, связанные со сборкой автомобилей, такие как вставка металлических деталей в сборочные приспособления. Стартап, который сотрудничает с OpenAI, Microsoft и Nvidia и привлек инвестиции в $2,6 млрд, нацелен на автоматизацию задач в таких секторах, как производство, логистика и складирование. 70-килограммовый робот второго поколения способен решать физические задачи, которые обычному человеку не под силу.

В России создали аналогичное решение — ученые в МФТИ разработали киберкладовщика, который способен собирать заказы. Этот робот умеет общаться с посетителями, выдавать посылки, сканировать штрихкоды заказов и приносить их со склада. Полноценные тесты антропоморфного робота прошли в конце 2024 года, ввод в эксплуатацию ожидается в 2025 году.

Брюки-экзоскелет

Компания Skip Innovations презентовала необычные брюки под названием MO/GO. Их ключевая особенность — гибридный экзоскелет, который помогает человеку при ходьбе и увеличивает силу ног на 40%. По замыслу разработчиков, сервоприводы в коленных суставах поддерживают мышцы, тем самым снижая утомляемость и заметно сокращая расход сил при подъеме в гору. При этом выглядят MO/GO как обычные штаны и появятся в продаже в 2025 году.

Производитель обещает встроенную батарею на три часа автономной работы и функцию рекуперации энергии — с ее помощью устройство частично подряжается на спусках. Помимо возможности купить устройство в постоянное пользование Skip Innovations сделает функцию аренды за $80 в сутки, рассчитывая тем самым заинтересовать тех, кто не готов оплатить полную цену в размере $5,5 тыс.

Прозрачные OLED-дисплеи

Компания LG представила технологию OLED T — это линейка новых 77-дюймовых телевизоров с полностью прозрачными панелями, которые убирают привычные для зрителей черные рамки. В выключенном состоянии такие телевизоры напоминают стеклянные панели, при включении они дают эффект левитирующего в воздухе изображения. При этом пользователь ТВ может разглядеть в мельчайших деталях всё то, что обычно находится за экраном телевизора. Важной особенностью «иммерсивности» этой технологии стала система Zero Connect Box, которая позволяет подключаться к сети без использования проводов и кабелей.

Судно на водородном топливе

В октябре в РФ прошли испытания первого в России судна на водородном топливе «Экобалт». Оно создано Крыловским государственным научным центром (КГНЦ) совместно с холдингом «Ак Барс». «Экобалт» — прогулочный катер на 12 человек с электрохимическим генератором на водородном топливе.

В настоящее время разработка не имеет аналогов в РФ. По словам представителя КГНЦ, ключевой особенностью стало то, что вся конструкция судна, его комплектующие, в том числе генератор, считаются полностью импортозамещенными. Первый катер, спущенный в этом году на воду, был построен на Зеленодольском судостроительном заводе имени Горького по проекту ЦКБ «Балтсудопроект».

Эластокалорические материалы

Технология эластокалорических материалов представляет собой специальные тепловые насосы, которые помогают радикально, то есть в несколько раз, сократить необходимую для отопления и охлаждения энергию. Эти материалы выделяют тепло при механическом воздействии, а также остывают при ослаблении напряжения, работая буквально в непрерывном цикле расслабления и напряжения.

В США на протяжении 2024 года активно развивалась технология тепловых насосов на базе электрокалориков, а исследования минэнергетики США выделило их как важнейшую альтернативу для существующих способов и систем охлаждения. Она может помочь в задачах по контролю климата, например, дать дополнительные возможности для охлаждения в регионах с ограниченным снабжением электроэнергией.

Дроны для удаления микропластика

Ученые Корейского института науки и технологий создали плавающий дрон, способный удалять микропластик под водой. Текущие методы очистки открытых водоемов (рек, озер и океанов) недостаточно эффективны, поэтому дрон создан с учетом очистки и переработки микропластика за счет специальных гидрофильных «зубцов», которые обеспечивают прилипание частиц пластика к этим зубцам. Как сообщается представителями института, дроны во время первых испытаний смогли извлечь свыше 80% видов микропластика — среди них полиэтилен, полипропилен и вспененный полистирол.

Спутники для изучения космической погоды

Космическая система «Ионозонд» разработана ВНИИЭМ по заказу госкорпорации в интересах Российской академии наук и Росгидромета. Ее задача — решить научно-прикладные задачи по получению фундаментальных знаний о земной ионосфере, а также получить возможность непрерывного мониторинга околоземного космического пространства. Говоря простыми словами, эта система будет изучать космическую погоду.

Запуск гелиогеофизических космических аппаратов «Ионосфера-М» № 1 и № 2 состоялся в ноябре 2024 года с космодрома Восточный. Они были отправлены в космос ракетой-носителем «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» с попутной полезной нагрузкой. В дальнейших планах авторов системы числится запуск в апреле еще двух аппаратов и космического зонда «Зонд-М», который будет выведен на орбиту уже после 2025 года.

Станции на высотных платформах

Широкое распространение в 2024 году получили станции на высотной платформе, так же известные как HAPS. Они работают на стратосферных высотах, то есть примерно в 20 км над землей, имеют форму воздушных шаров, самолетов или дирижаблей. Отличительной особенностью платформ стало то, что они могут беспрерывно работать месяцами, используясь как пункты наблюдения и точки связи. По сравнению с обычными спутниками HAPS обеспечивают более качественные условия покрытия и подключения, а конечным фактором выбора в их пользу стала лучшая по сравнению с наземными вышками инфраструктура.

Всемирный экономический форум (ВЭФ) отметил ее в шорт-листе десяти наиболее перспективных, развивающихся технологий 2024 года. Эксперты отмечают в отчете ВЭФ, что HAPS как технология сможет обеспечить доступ к расширенным возможностям в области образования, здравоохранения и экономики.

Наноробот для борьбы с вирусами

Ученые из Иллинойского университета смогли создать специального нанобота, который состоит из четырех сгибающихся пальцев и ладони. Аппарат крошечных размеров собран из фрагментов ДНК и подходит для целого ряда разнообразных задач. В частности, устройство под названием NanoGripper способно распознавать клеточную поверхность, блокировать отдельные частицы и доставлять лекарства к цели. Авторы выбрали ДНК благодаря структурным свойствам. Основной целью NanoGripper в настоящее время остаются захват вирусов для диагностики и другие формы взаимодействия. На кончиках пальцев нанобота располагаются ДНК-аптамеры, настроенные на поиск целей, а на противоположной стороне предусмотрено крепление для самых разных поверхностей.

Языковая модель с имитацией мышления

Компания OpenAI представила новую языковую модель o1, которая обучена логически решать задачи и обладает встроенной способностью к рассуждению. Ее ключевой особенностью стала имитация человеческого процесса мышления. Для этого она разбивает сложные задачи на более простые и понятные этапы, анализируя разные подходы и исправляя собственные ошибки в режиме пошагового, поэтапного подхода.

Для нее был использован новый алгоритм обучения — «цепочка мыслей». o1 способна улучшать себя по методу обучения с подкреплением, так как распознает собственные ошибки и пробует разные способы решения задач. За счет такого метода система улучшает свои когнитивные функции и получает способность к рассуждению, а значит, может размышлять над ответами на сложные вопросы совсем как обычные люди.

Смарт-сиденье для унитаза

Производитель смарт-устройств Toi Labs TrueLoo разработал сиденье для унитаза с функциями искусственного интеллекта. Внешне устройство ничем не отличается от обычного сиденья, однако ключевым отличием является комплексная система датчиков, которая изучает биоматериалы. На основании данных во время каждого посещения уборной устройство проводит анализ физиологических отходов и определяет степень соответствия норме. Результаты отправляются пользователю на смартфон, при выходе за пределы допустимых показателей устройство отдельно уведомляет о проблемных значениях. Смарт-сиденье получило активное распространение в США и к концу 2024 года стало использоваться более чем в 50 социальных учреждениях для престарелых.

Практическое применение нейрочипа

Нейротехнологическая компания Neuralink, принадлежащая известному предпринимателю Илону Маску, в 2024 году провела две успешные операции по вживлению нейрочипа живым пациентам. Особенность импланта — функционал, позволяющий парализованным людям управлять устройствами с помощью силы мыслей. Пользователи чипа смогли играть в шахматы на компьютере, перемещая курсор без помощи рук, а затем попробовали свои силы в более сложном ПО: экшен-игре Counter-Strike 2 и программе CAD Fusion 360 для создания трехмерных моделей.

По словам Илона Маска, второй пациент с чипом показал хорошие результаты, в его мозге работает 400 электродов. Технические характеристики Neuralink на данный момент поддерживают использование 1024 электродов.