Что дальше? 22 новые технологии, на которые стоит обратить внимание в 2022 году

16 ноября, 10:13
Невероятно быстрая разработка и распространение вакцин против коронавируса напомнили нам о том, насколько сильно наука и технологии способны изменить мир. Может показаться, что вакцины на базе технологии мРНК были разработаны почти мгновенно, но на самом деле этому прорыву предшествовали десятилетия исследований, начавшихся в начале 1970-х годов.

Как говорят в индустрии высоких технологий, чтобы добиться мгновенного успеха, нужны годы подготовки. Какие еще ноу-хау могут обрести популярность? Ниже мы приводим 22 новые технологии, на которые стоит обратить внимание в 2022 году.

Солнечная геоинженерия

Идея звучит по-детски просто. Если в мире становится слишком жарко, почему бы не дать ему немного тени? Известно, что пыль и пепел, выбрасываемые вулканами в верхние слои атмосферы, обладают охлаждающим эффектом: извержение горы Пинатубо в 1991 году охладило Землю на целых 0,5 °C на следующие четыре года. Солнечная геоинженерия, также известная под термином "управление солнечным излучением", сознательно повторяет этот эффект.

Это довольно спорная технология. Сработает ли она? Как это повлияет на количество осадков и погодные условия? Не подорвет ли это усилия по сокращению выбросов парниковых газов? Попытки провести апробацию концепции сталкиваются с ожесточенным сопротивлением со стороны политиков и экоактивистов. Однако в 2022 году группа ученых из Гарвардского университета рассчитывает провести эксперимент под названием SCOPEX. В его рамках планируется запустить в стратосферу аэростат, который высвободит 2 кг реакционного материала (вероятно, это будет карбонат кальция), а затем измерить его рассеивание, реакцию и способность блокировать солнечное излучение.

Сторонники идеи утверждают, что эту технологию важно иметь на вооружении, если потребуется выиграть немного больше времени для сокращения мировых выбросов. Гарвардские ученые учредили независимую консультативную группу для рассмотрения моральных и политических аспектов этой технологии. Независимо от того, пройдет ли это испытание или нет, мы совершенно точно увидим ожесточенные споры.

Тепловые насосы

На поддержание тепла в зданиях в зимние периоды приходится около четверти мирового потребления энергии. В большинстве случаев отопление обеспечивается за счет сжигания угля, газа или нефти. Если мир рассчитывает достичь поставленных климатических целей, эту тенденцию нужно изменить. Наиболее многообещающей альтернативой является использование тепловых насосов - то есть холодильников, работающих "наоборот".

Вместо того, чтобы откачивать тепло из помещения для его охлаждения, тепловой насос нагнетает тепло снаружи помещения, увеличивая температуру внутри. Эксперты высоко оценивают их потенциальную энергоэффективность, поскольку они просто перемещают уже горячий воздух: на каждый киловатт потребляемой электроэнергии тепловые насосы могут отдавать 3 кВт тепла, что делает их более дешевыми в эксплуатации, чем электрические радиаторы. А если включить такой тепловой насос в обратном режиме, это поможет охладить помещение.

Gradient, базирующаяся в Сан-Франциско, является одной из нескольких компаний, предлагающих тепловые насосы, которые способны обеспечивать как обогрев, так и охлаждение помещений. Ее низкопрофильные изделия, по форме напоминающие седельные сумки (как на мотоциклах) можно монтировать в окнах, как многие существующие кондиционеры. Они поступят в продажу в 2022 году.

 

 

Самолеты на водороде

Электрификация автомобильного транспорта - это одно. Электрификация самолетов - совсем другое. Существующие электрические аккумуляторы подходят только для небольших самолетов, и их хватит только на короткие перелеты. Но, может быть, возможно эффективнее вырабатывать электричество с помощью водородных топливных элементов, которые в качестве отходов выделяют только воду? Среди пассажирских самолетов, которые должны пройти испытания с водородными топливными элементами в 2022 году, можно выделить, например, двухместный самолет, строящийся в Делфтском технологическом университете в Нидерландах. ZeroAvia, базирующаяся в Калифорнии, вскоре будет готова завершить испытания 20-местного самолета и планирует к концу года подготовить водородную силовую установку к государственной сертификации. Еще одна компания из Калифорнии - Universal Hydrogen - проведет первые летные испытания своего 40-местного самолета в сентябре 2022 года.

 

 

Прямое улавливание углерода из воздуха

Углекислый газ в атмосфере провоцирует глобальное потепление. Так почему бы не высосать его с помощью специальных машин? Несколько стартапов разрабатывают технологию прямого улавливания углерода из воздуха (DAC). В 2022 году канадская компания Carbon Engineering приступит к строительству крупнейшего в мире завода по переработке на базе DAC в Техасе. Ожидается, что он сможет улавливать до 1 млн тонн CO2 в год. Швейцарская фирма ClimeWorks в 2021 году открыла DAC завод в Исландии - на нем улавливаемый CO2 "закапывают" под землей в форме минерала, вплоть до 4000 тонн в год. У американской фирмы Global Thermostat есть два аналогичных пилотных завода. Технология DAC может сыграть критическую роль в борьбе с резким изменением климата. Прямо сейчас идет гонка за снижение затрат и масштабирования этой технологии.

 

Вертикальное земледелие

Высокими темпами развивается новый вид сельского хозяйства. На вертикальных фермах растения выращиваются на лотках, уложенных друг на друга в закрытой контролируемой среде. Эффективное светодиодное освещение удешевило процесс выращивания, хотя затраты на электроэнергию все еще остаются серьезной проблемой. Вертикальные фермы можно располагать в непосредственной близости от потенциальных конечных потребителей, что снижает транспортные расходы и уровни генерируемых выбросов. Использование воды сведено к минимуму, а растения защищены от попадания насекомых и паразитов, поэтому отпадает нужда в пестицидах.

В Великобритании Jones Food Company откроет в 2022 году крупнейшую в мире вертикальную ферму площадью 13 750 квадратных метров. Американская фирма AeroFarms откроет свою самую большую вертикальную ферму в Даневилле, штат Вирджиния. Другие фирмы тоже планируют расширяться. Nordic Harvest расширит свою площадку недалеко от Копенгагена и построит новую в Стокгольме. Компания Plenty из Калифорнии откроет новую крытую ферму недалеко от Лос-Анджелеса. На вертикальных фермах в основном выращиваются ценные листовые овощи и зелень, но некоторые фирмы также выращивают помидоры, перец и ягоды. Теперь задача состоит в том, чтобы подтянуть экономические показатели.

 

Парусные контейнеровозы

Суда производят 3% всех выбросов парниковых газов. Сжигаемое морское котельное топливо - грязный дизельный шлам - также способствует образованию кислотных дождей. В эпоху парусного мореплавания такой проблемы не было - именно поэтому паруса возвращаются в более высокотехнологичной форме, чтобы сократить расходы и выбросы.

В 2022 году компания Michelin из Франции оснастит грузовое судно надувным парусом. Ожидается, что это снизит расход топлива на 20%. MOL - японская судоходная компания - планирует установить на корабль телескопический жесткий парус в августе 2022 года. Итальянская Naos Design планирует оснастить восемь кораблей поворотными и складными жесткими "крыльями". Есть и иные похожие концепции: воздушные змеи, "всасывающие крылья" (в них размещаются вентиляторы) и гигантские вращающиеся цилиндры, называемые роторами Флеттнера. По данным Международной ассоциации парусных судов, к концу 2022 года количество крупных грузовых судов с той или иной формой паруса увеличится в четыре раза - до 40 единиц. Если Европейский Союз, как и планировалось, включит судоходство в свою схему торговли квотами на выбросы углерода в 2022 году, это придаст этим необычным технологиям дополнительный импульс.

 

 

VR тренировки

Большинство людей тренируются меньше, чем следует. Многие хотели бы, но им не хватает мотивации. Гарнитуры виртуальной реальности (VR) позволяют людям играть в игры и в процессе сжигать калории, пока они бьют и режут летящие объекты или приседают и уворачиваются от разных препятствий. Тренировки VR набрали популярность во время пандемии, когда были закрыты традиционные тренажерные залы и была выпущена мощная недорогая гарнитура Oculus Quest 2. В 2022 году у нее появится усовершенствованная модель и новые фитнес-функции. В Европе планируется выпуск популярного приложения для виртуальных тренировок Supernatural, пока что доступное только в Северной Америке. Может ли приложение-убийца для виртуальной реальности заменить реальные физические тренировки?

 

 

Вакцины от ВИЧ и малярии

Впечатляющий успех вакцин на основе мессенджер-РНК(мРНК) против коронавируса знаменует собой золотую эру разработки инновационных вакцин. Moderna разрабатывает вакцину против ВИЧ на основе той же технологии мРНК, что используется в ее высокоэффективной вакцине против коронавируса. Она начала первичные клинические испытания в 2021 году. Ожидается, что предварительные результаты будут получены в 2022 году. Компания BioNTech, разработавшая еще одну вакцину от коронавируса совместно с Pfizer, работает над мРНК-вакциной против от малярии. Клинические испытания, как ожидается, начнутся в 2022 году. Традиционные вакцины от ВИЧ и малярии (т.е. не мРНК), разработанные в Оксфордском университете, также могут показать довольно высокую эффективность.

 

3D-печать костных имплантов

В течение многих лет исследователи разрабатывали методы создания искусственных органов с помощью 3D-печати биологических материалов. Конечная цель - возможность брать несколько клеток у пациента и создавать полностью функциональные органы для трансплантации, тем самым избавившись от длинных списков ожидания, тестирования на адаптируемость и риска отторжения.

В случае с полноценными органами до такого идеального решения еще очень далеко. Но кости менее сложны в "производстве". Два стартапа, Particle3d и Adam, надеются, что к 2022 году смогут сделать 3D-печать костей доступной для полноценной имплантации человеку. Обе фирмы используют минералы на основе кальция для печати костей, которые изготавливаются на заказ на основе компьютерной томографии пациентов. Испытания Particle3d на свиньях и мышах показали, что костный мозг и кровеносные сосуды превратились в полноценные имплантаты в течение восьми недель. Adam утверждает, что его имплантаты, напечатанные на 3D-принтере, стимулируют естественный рост костей и постепенно разлагаются, в конечном итоге замещаясь костной тканью пациента. Исследователи говорят, что если все пойдет хорошо, на очереди - 3D-печать кровеносных сосудов и сердечных клапанов.

 

 

Летающие электрические такси

Долгое время считалось, что летающие такси - электрические VTOL (транспортные средства с вертикальным взлетом и посадкой) - были предметом научной фантастики. Но постепенно и эта технология становится частью серьезной индустрии. Несколько компаний по всему миру активизируют испытательные полеты в 2022 году с целью сертифицировать свои самолеты для коммерческого использования в ближайшие год или два. Компания Joby Aviation, базирующаяся в Калифорнии, планирует построить более десятка своих пятиместных автомобилей с дальностью полета 240 километров. Volocopter из Германии рассчитывает выступить в качестве оператора воздушного такси на Олимпийских играх 2024 года в Париже. Среди других компаний-претендентов - eHang, Lilium и Vertical Aerospace. Так что следите за небом!

 

Космический туризм

После 2021 - выдающегося года для космического туризма, когда сразу несколько миллиардеров вывели коммерческих пассажиров в космос, - на 2022 год возлагаются большие надежды. Virgin Galactic сэра Ричарда Брэнсона в июле обогнала Blue Origin Джеффа Безоса. Тогда оба миллиардера выполнили на своих космических кораблях суборбитальные полеты. В сентябре компания Илона Маска SpaceX отправила четырех пассажиров в многодневный орбитальный круиз вокруг Земли.

Все три компании надеются в 2022 году привлечь еще больше туристов. Это будет первый год, когда в космос отправится больше гражданских пассажиров, чем государственных служащих (т.е. профессиональных астронавтов). Однако Virgin Galactic отправила свой корабль на модернизацию, чтобы сделать его более прочным и безопасным. Ожидается, что он сможет снова отправиться в полет не раньше второй половины 2022 года, а регулярные коммерческие рейсы будут запущены в четвертом квартале. Blue Origin планирует больше рейсов, но не сообщила, когда и сколько. Что касается SpaceX, она заключила контракт на отправку туристов на Международную космическую станцию. Что будет дальше? Луна.

 

 

Дроны-доставщики

На масштабирование этой технологии потребовалось больше времени, чем планировалось изначально. Но новые правила и нормативы, вступившие в силу в 2021 году, помогут дронам "набрать высоту" в 2022 году. Manna, ирландский стартап, который занимается доставкой книг, еды и лекарств в графстве Голуэй, планирует расширить свои услуги по всей Ирландии и Великобритании. Wing, дочерняя компания Google, осуществляет тестовые поставки в Америке, Австралии и Финляндии, и расширит свою службу доставки от торговых центров до дома, которую она запустила в конце 2021 года. Болгарский стартап Dronamics начнет использовать крылатые дроны для перевозки грузов между 39 европейскими аэропортами. Возникает вопрос: увеличатся или снизятся темпы доставки грузов за счет дронов?

 

Тихие сверхзвуковые самолеты

В течение полувека ученые задавались вопросом, могут ли изменения формы сверхзвукового самолета снизить интенсивность его сверхзвукового хлопка? Лишь недавно возросшая мощность современных компьютеров позволила построить модель, необходимую для практических испытаний теоретических способов снижения уровней шума таких самолетов.

В 2022 году воздушное судно x-59 Quesst от NASA (сокращение от Quiet Supersonic Technology - технология тихих сверхзвуковых перелетов) совершит свой первый испытательный полет. Что особенно важно, это испытание будет проводиться над сушей, в частности, на базе ВВС Эдвардс в Калифорнии. Concorde ("Конкорд") - первый и единственный в мире коммерческий сверхзвуковой авиалайнер, не мог летать быстрее звука при полете над сушей (из-за нормативных ограничений). Ожидается, что сверхзвуковой хлопок от x-59 будет составлять всего одну восьмую долю от звука, издаваемого Concorde. При уровне в 75 воспринимаемых децибел это будет эквивалентно отдаленному звуку грозы. Если технология сработает, NASA надеется, что регулирующие органы снимут запрет на сверхзвуковые полеты над сушей, открывая тем самым новую эру коммерческих перелетов.

 

 

3D-печать домов

Архитекторы часто используют 3D-печать для создания масштабных моделей зданий. Но эту технологию можно масштабировать и использовать для создания настоящего здания. Материалы выбрасываются из сопла в виде пены, которая затем затвердевает. Дом печатается слой за слоем - либо полностью и сразу месте, либо в виде нескольких частей на фабрике, которые транспортируются до стройплощадки и собираются там.

В 2022 году компания Mighty Buildings, базирующаяся в Калифорнии, завершит строительство (или 3D-печать) 15 экологически чистых домов на Rancho Mirage. Компания Icon, базирующаяся в Техасе, планирует начать строительство целого района из 100 домов, напечатанных на 3D-принтере, недалеко от Остина, что станет крупнейшим проектом в своем роде.

 

 

Технологии сна

В Кремниевой долине это стало повальным увлечением. Максимальной производительности в часы работы и в часы бодрствования, оказалось кому-то недостаточно, и компьютерные гики теперь также занимаются оптимизацией своего сна, используя для этого целый ряд технологий. Среди них - кольца и повязки на голову, которые записывают и отслеживают качество сна; успокаивающие звуковые устройства; устройства для нагрева и охлаждения матрасов и умные будильники, которые разбудят в наиболее подходящий момент. Google выпустила прикроватный планшет с функцией отслеживания сна в 2021 году. Ожидается, что Amazon последует ее примеру в 2022 году. Звучит безумно. Но довольно часто плохой сон связан с болезнями - от болезней сердца до ожирения. Нам остается следить за развивающейся технологией, потому что не зря говорят: то, чем Кремниевая долина занимается сегодня, остальной мир будет заниматься завтра.

 

Индивидуализированное питание

Диеты не работают. Растет количество научных доказательств тому, что метаболизм каждого человека уникален, и выбор продуктов питания тоже должен быть уникальным. И вот на сцену выходит индивидуализированное питание: приложения, которые сообщают пользователю, что и когда есть, основанное на алгоритмах машинного обучения, на анализах крови и микробиома кишечника, на данных о факторах образа жизни и об уровне сахара в крови, отслеживаемом с помощью устройств размером с монету, крепящихся на кожу. После успешных запусков в Америке компании, специализирующиеся на индивидуализированном питании, в 2022 году будут присматриваться к другим рынкам. Некоторые также будут добиваться одобрения регулирующих органов для лечения таких болезней, как диабет и мигрень.

 

 

Носимые трекеры здоровья

Удаленные медицинские консультации стали обычным явлением. Это может изменить перспективы носимых трекеров здоровья, таких как Fitbit или Apple Watch. В настоящее время они используются в основном в качестве фитнес-трекеров для измерения пройденных шагов, скорости бега и плавания, частоты пульса во время тренировок и т. д. Но грань между потребительским и медицинским использованием таких устройств сейчас стирается, как говорят аналитики консалтинговой компании Gartner.

Умные часы уже "научились" измерять насыщенность крови кислородом, проводить ЭКГ и определять фибрилляцию предсердий. Следующая версия Apple Watch, чей выпуск запланирован на 2022 году, может включать новые датчики, способные измерять уровни глюкозы и алкоголя в крови, а также артериальное давление и температуру тела. Rockley Photonics, компания-поставщик сенсорной техники, называет свою систему "клиникой на запястье". На получение нормативного согласования таких технологий еще может уйти какое-то время, но между тем врачи, а не только пользователи, будут уделять все больше внимания данным с носимых устройств.

 

 

Метавселенная

Слово "метавселенная" было впервые использовано в 1992 году Нилом Стивенсоном в его романе "Снежная катастрофа". Оно обозначало виртуальный мир, доступный через специальные очки, где люди могли встречаться, флиртовать, играть в игры, покупать и продавать вещи и многое другое. В 2022 году этот термин стал обозначать некое сочетание видеоигр, социальных сетей и развлечений, направленное на создание новых захватывающих впечатлений, таких как "плавание" на визуализированных волнах любимой песни на онлайн-концерте. Такие игры, как Minecraft, Roblox и Fortnite, - все это ступеньки к появлению новой среды. Головная компания Facebook переименовала себя в Meta, чтобы воспользоваться бизнес-возможностью и отвести внимание от своих проблем.

 

Квантовые вычисления

Идея, ранее существовавшая исключительно на университетских досках в 1990-х годах, переросла в многомиллиардное соревнование между правительствами, техническими гигантами и стартапами: использование противоречивых свойств квантовой физики для создания нового типа вычислений. В некоторых видах математики квантовый компьютер может превзойти любую (даже самую совершенную и передовую) неквантовую машину, быстро выполняя вычисления, используемые в криптографии, химии и финансах.

Но когда появятся такие машины? Одним из показателей возможностей квантового компьютера является количество кубитов (квантовых битов). Одна китайская команда построила компьютер на 66 кубитов. Американская компания IBM надеется выпустить компьютер мощностью 433 кубита в 2022 году и 1000 кубитов - к 2023 году. Но у существующих машин есть один фатальный недостаток: тонкие квантовые состояния, от которых они зависят, удерживаются всего лишь доли секунды. На устранение этой проблемы уйдут годы. Но если до того времени удастся извлечь практическую пользу от уже существующих машин, квантовые вычисления могут стать коммерческой реальностью гораздо раньше, чем ожидалось.

 

 

Виртуальные инфлюенсеры (лидеры мнений)

В отличие от реального человека, виртуальный инфлюенсер никогда не будет опаздывать на фотосессии, не напьется на вечеринке и не постареет. Это потому, что виртуальные лидеры мнений - это компьютерные персонажи, которые продвигают товары на Instagram, Facebook и TikTok.

Самый известный такой инфлюенсер - Микела Соуза, или "Лил Микела" (Lil Miquela), виртуальная 19-летняя американка бразильского происхождения с 3 миллионами подписчиков в Instagram. Ожидается, что в 2022 году на маркетинг инфлюенсеров будет потрачено 15 миллиардов долларов, плюс, вырастет количество виртуальных лидеров мнений. Айя Стеллар (Aya Stellar) - межзвездный путешественник, созданный маркетинговым агентством Cosmiq Universe - "приземлится" на Земле в феврале следующего года. Она уже выпустила первую песню на YouTube.

 

Мозговые интерфейсы

В апреле 2021 года неудержимый предприниматель Илон Маск взволнованно написал в Твиттере, что обезьяна-макака "буквально телепатически играла в видеоигру, используя мозговой чип". Его компания Neuralink имплантировала в мозг обезьяны два комплекта крошечных электродов. Сигналы от этих электродов, передаваемые по беспроводной сети, а затем декодированные стоящим рядом компьютером, позволяли обезьяне перемещать виртуальную ракетку из игры Pong на экране, используя только силу мысли.

В 2022 году Neuralink надеется испытать свое устройство на людях, чтобы позволить парализованным людям работать с компьютером. Другая фирма, Synchron, уже получила одобрение американских регулирующих органов на начало испытаний аналогичного устройства на людях. Ее "минимально инвазивный" нервный протез вводится в мозг через кровеносные сосуды шеи. Помимо помощи парализованным людям, Synchron также рассматривает другие варианты применения технологии - например, для диагностики и лечения болезней нервной системы (эпилепсию, депрессию и гипертонию).

 

Искусственное мясо и рыба

Уинстон Черчилль однажды рассуждал об "абсурдности идеи выращивать целую курицу только для того, чтобы съесть грудку или крылышки". Спустя почти столетие около 70 компаний начали "выращивать" мясо в биореакторах. Клетки, взятые у животных без причинения вреда, питаются "супами", богатыми белками, сахарами, жирами, витаминами и минералами. В 2020 году Eat Just, стартап по производству искусственного мяса из Сан-Франциско, стал первой компанией, сертифицированной для продажи своей продукции в Сингапуре.

Ожидается, что в 2022 году к нему присоединится еще несколько фирм. В наступающем году израильский стартап SuperMeat рассчитывает получить разрешение на коммерческую продажу культивированных куриных котлет, выращенных по цене 10 долларов за штуку. Как сообщает компания, еще в 2018 году себестоимость одной такой котлеты составляла 2500 долларов. Компания Finless Foods, базирующаяся в Калифорнии, надеется на получение разрешения на продажу выращенного синего тунца по цене 440 долларов за килограмм - по сравнению с 660 000 долларов в 2017 году. Прямо сейчас разрабатываются технологии выращивания бекона, индейки и другого культивированного мяса. Скоро и любители стейков, озадаченные проблемами экологии, также смогут внести свой вклад, не отказываясь от любимого блюда.