Generel

15 ingeniører, der bygger fremtidens teknologi


Fremtiden kan se meget anderledes ud i dag, hvis nogen af ​​disse 15 ingeniører har noget at sige om det. De har arbejdet utrætteligt for at bringe deres fantasiprodukter til virkelighed.

Den følgende gruppe mennesker er blot nogle af de mange hårdtarbejdende og talentfulde ingeniører rundt om i verden. Denne liste er på ingen måde udtømmende og er ikke i nogen bestemt rækkefølge.

1. Minjuan Zhang: Ingeniøren, der gør biler usynlige

Minjuan og hendes team hos Toyota arbejder på at forsøge at give uhindret udsigt til fremtidens bilpassagerer. Til dette formål forsøger de at opbygge en 'usynlighedskappe' til fremtidige Toyotas.

Zhang er en livslang Toyota-ingeniør og materialeforsker - hun har også mindst 50 patenter. Hendes hovedforskningsfokus er at studere, hvordan lys interagerer med materialer.

I 2016 hendes forskning gav nogle interessante resultater, der gjorde det muligt for hende at udvikle en ny malingsfarve kaldet "Structural Blue". Ved at studere, hvordan lys interagerer med sommerfugle, opfandt forskeren den nye maling, der gav den unikke dybblå farve, der blev tilbudt i2017 Lexus LC 500-serien.

Zhang og hendes team forsøger i øjeblikket at finde en måde at gøre bilernes interne strukturer 'usynlige'. Løsningen vil involvere smart brug af linser og polariseret lys.

”Vi kunne stadig bevare de samme strukturer, men vi kunne gøre dem usynlige, så vi kunne forbedre udsynet til føreren,” forklarer Zhang.

Denne teknologi er stadig meget beskyttet af Toyota. Hvis det lykkes, kan det være fremtiden for alle køretøjer. Hvis det også viser sig populært, kan det blive standarden for alle transportformer.

2. Carmel Majidi: Ingeniøren, der håber at fremstille selvhelende maskiner

Carmel Majidi (lektor i maskinteknik) og ingeniører ved Carnegie Mellon University arbejder i øjeblikket på en metode, der gør det muligt for maskiner at reparere sig selv som levende organismer. Deres materiale er i stand til at reparere sig selv, når det har lidt alvorlige mekaniske skader.

Materialet er lavet af flydende metaldråber, der er suspenderet i en blød elastomer. Når de er beskadiget, brister dråberne som blod i et dyr for at danne nye forbindelser med nabodråber for at omdirigere elektriske signaler.

"Anden forskning inden for blød elektronik har resulteret i materialer, der er elastiske og deformerbare, men stadig sårbare over for mekaniske skader, der forårsager øjeblikkelig elektrisk svigt," forklarede Carmel.

”Det hidtil usete niveau af funktionalitet i vores selvhelende materiale kan gøre det muligt for elektronik og maskiner til blødt stof at udvise den ekstraordinære modstandsdygtighed i blødt biologisk væv og organismer.

3. Zhong Lin Wang og Georgia Tech fremstiller kraftgenererende klude

Zhong Lin Wang (regentsprofessor ved Georgia Tech School of Materials Science and Engineering) og andre forskere ved Georgia Institute of Technology undersøger i øjeblikket muligheden for at lave et bevægelsesfrembringende tekstil til høst af energi. Ikke kun det, men deres tekstil, når det er optimeret, skal også være genereret af to generationer, så det kan høste energi fra solproduktion.

Bevægelsesbaseret elektrisk produktion opnås ved hjælp af triboelektriske nanogeneratorer. Disse fungerer ved at kombinere triboelektriske effekter med elektrostatisk induktion for at generere elektricitet fra enhver bevægelse, der rører tekstilet.

Tekstilet kunne have perfekte anvendelser som tøj, men også inden for andre områder, der kunne udnytte dets togenerationelle potentiale fra vind og sol på samme tid, såsom skibssejl eller energihøstningsflag.

”Dette hybridkrafttekstil præsenterer en ny løsning til opladning af enheder i marken fra noget så simpelt som vinden blæser på en solskinsdag,” forklarer Zhong Lin Wang.

4. David Hanson: Ingeniøren bag verdens første robotborger

Dr. David Franklin Hanson Jr. er manden bag en af ​​de mest avancerede AI-androider, der nogensinde er bygget - Sophia. Aktiveret i 2015 'hun' blev designet og bygget af hans Hong Kong-baserede opstart Hanson Robotics.

Sophia debuterede på South by Southwest Festival i Marts 2016 i Austin, Texas og er siden blevet en af ​​de mest anerkendte robotter nogensinde. Sophia er revolutionerende på forskellige måder, men ingen mere vigtig end at "hende" tildeles saudiarabisk statsborgerskab i 2017.

Sophia er siden blevet en meget populær taler, især for erhvervslivet, og har mødt ansigt til ansigt med mange indflydelsesrige beslutningstagere i mange brancher. Hun er også blevet udnævnt til FN Nation Innovation Champion af FN's udviklingsprogram (UNDP).

I denne rolle vil hun have en officiel rolle i arbejdet med UNDP for at fremme bæredygtig udvikling og beskytte menneskerettigheder og lighed.

5. Lucian Gheorghe: Ingeniøren, der fletter chauffører med biler

Nissan og Dr. Lucian Gheorghe afslørede for nylig deres ambitioner om at give chauffører mulighed for at kommunikere direkte med deres biler. De arbejder på et specielt stykke hovedbeklædning, der måler bærerens hjernebølger.

Ideen er, at bilens autonome systemer derefter analyserer oplysningerne i realtid med henblik på at foregribe førerens fremtidige intentioner. Døbt hjerne-til-køretøj, kort sagt B2V, de håber, at teknologien skal være i stand til at forudsige føreradfærd og forbedre reaktionstider ved at 0,2 til 0,5 sekunder.

Ifølge deres websted skal B2V kunne tilbyde følgende fordele:

- Det forbedrer førerens ydeevne og gør det muligt for dem at nå deres fulde kørepotentiale, mens de opretholder kontrol
- Det giver personalisering i realtid af autonom drevtilstand og andre funktioner - dette er aldrig opnået før.

De håber også, at det vil være i stand til at forbedre førerens komfort ved at efterligne førerens (sikre og lovlige) kørestil, når de er i autonom tilstand. Denne teknologi er stadig meget under udvikling og spiller om fremtidens teknologi, der drejer sig om tættere integration af menneske og maskine.

6. Chunyi Zhi: Hjælper med at opbygge elektrisk genererende garn

Et samarbejde mellem ingeniører ledet af Chunyi Zhi fra forskellige kinesiske institutioner (City University of Hong Kong, Shenzhen University, Harbin Institute of Technology og Graduate School ved Shenzhen, Tsinghua University) arbejder sammen om at udvikle en højtydende, vandtæt, skræddersyet , og strækbart zinkionbatteri (ZIB).

Dette batteri er i stand til at generere elektricitet, når fiberen strækkes, bøjes, vaskes eller skæres. Batteriet er dannet i et dobbelt-helix-garn af elektroder og en tværbundet polyacrylamid (PAM) -elektrolyt.

Test af materialet har vist, at det leverer: -

- en høj specifik kapacitet på 302,1 mAh g–1 og volumetrisk energitæthed på 53,8 mWh cm–3

- fremragende cykelstabilitet (98.5% kapacitetsopbevaring efter 500 cyklusser)

Materialet har også fremragende strikbarhed, kan klare 300% belastning under strækning og er vandtæt.

Demonstrationer har vist, at en 1,1 m langt ZIB-garn kan skæres i 8 dele, væves til et tekstil og kraft 100 LED'er på en 100 cm2 elektroluminescerende panel.

”Vi har også en plan om at udvikle andre typer garnbatterier med flere funktioner såsom selvhelbredende evne eller selvopladningsevne, når de kombineres med en solcellekomponent,” sagde Chunyi Zhi.

7. Hubert Waltl og Audi designer fremtidens fabrikker

I 2017 Hubert Waltl (bestyrelsesmedlem for produktion og logistik hos AUDI AG) og Audi frigav deres planer for fremtidens modelfabrik - de kaldte det deres smarte fabrik. Denne fabrik vil bruge en række nye produktionsteknologier og, hvis den lykkes, muligvis afsløre fremtiden for alle fabrikker.

Disse nye teknologier inkluderer brugen af ​​3D-printere til at bygge dele såsom metalkomponenter, VR-headset til designprocessen og brugen af ​​droner til transport af materiale rundt om anlægget. Det anslås, at den nye fabrik kunne forbedre produktiviteten med så meget som 20%.

”I denne fremtidens fabrik vil big data - oprettelse og intelligent forbindelse af store datamængder - lette datadrevet og dermed meget fleksibel og yderst effektiv produktion,” udgav Audi Media Center.

Den nye proces bevæger sig væk fra produktionslinjer til et nyt koncept for modulmodulet. Denne proces vil blive testet på deres motoranlæg i Győr, Ungarn. Audi planlægger også at anvende metoden på to yderligere projekter.

8. Duong Hai Minh fremstiller airgel af papir

Aerogels, inklusive luftflyvning, betragtes bredt som fremtiden for supermaterialer. En ny metode til fremstilling af genbrugspapirets cellulosefibre kunne også gøre materialerne biologisk nedbrydelige.

Disse nye biologisk nedbrydelige Aerogels ville være meget billigere og grønnere at fremstille end 'traditionelle' Aerogels, der kræver brug af silicagel og en specialiseret proces. Den nye teknik kunne gøre Aerogels endnu mere uundværlig.

Duong Hai Minh og hans team ved National University of Singapore formåede at udtænke en overraskende enkel proces til at fremstille de nye Aerogels. Det indebærer at nedbryde papiret i cellulose ved hjælp af vand.

En polymerharpiks tilsættes derefter for at danne materialets form og stivhed. Vandet ekstraheres derefter fra blandingen ved hjælp af en højfrekvent lydmaskine og fryses derefter til 24 timer.

Endelig lufttørres det og hærdes i en ovn til 3 timer ved 114 grader Celsius. Den endelige cellulosearogel består af98.2% luft, samtidig med at dens egenskaber bevares som en fleksibel utrolig isolator. Det kan også gøres hydrofobt ved at tilføje en kemisk belægning.

9. Seth Goldstein og Todd Mowry skaber programmerbart stof

Claytronics er et projekt, der for øjeblikket gennemføres af Seth Goldstein og Todd Mowry ved Carnegie Mellon University. Det betragtes i øjeblikket stadig som et abstrakt fremtidskoncept, der vil kombinere nanoskala-robotik med datalogi.

Ideen er, at individuelle nanometercomputere, kaldet claytronics (eller Catoms), kunne interagere med hinanden for at skabe større 3D-objekter. Det falder under bannerperioden for programmerbar materie, og det har potentialet til at påvirke verden omkring os i høj grad.

Hvis det nogensinde bliver realiseret, kunne det bogstaveligt talt transformere verdenen af ​​telekommunikation, menneske-computer-interface og selvfølgelig underholdning. I 2005, forskning havde skabt mini-skala cylindriske prototyper44 mm i diameter, som var i stand til at interagere med hinanden via elektromagnetisk tiltrækning.

De seneste fremskridt inden for dette prototype-koncept er i form af cylindriske robotter med en millimeter diameter fremstillet på en tynd film ved fotolitografi. Disse mikro-robotter var i stand til at samarbejde med hinanden ved hjælp af kompleks software, der styrede elektromagnetisk tiltrækning og frastødning mellem moduler.

10. Sara Stabenow: Hjælp med at udvikle fremtidens brændselsceller

Sara Stabenow hjælper GM med at udvikle brændselscelle-teknologi til SURUS-køretøjet (Silent Utility Rover Universal Superstructure) under udvikling. Slutresultatet ville være en fleksibel brændselscelleplatform, der vil have autonome kapaciteter og er planlagt til at blive tilpasset til militær brug.

SURUS vil bruge GM og Hondas Hydrotec Fuel Cell-system. Denne teknologi, når den er perfektioneret, skal give fremdrift uden emissioner. Joint venture-selskabet er allerede sunket 85 milliarder dollars ind i projektet og håber at starte produktionen inden 2020.

Sara har en bachelor- og kandidatgrad i materialevidenskab og teknik fra Ohio State University. Hun arbejdede for Hondas Research and Development America Inc. efter eksamen, men flyttede senere til GM.

11. Tim Cook og Apples Daisy baner vejen for fremtiden for elektronikgenbrug

Tidligt i år afslørede Apple deres automatiserede telefongenvindingsrobot kaldet Daisy. Denne robot er i stand til at adskille så mange som 200 iPhones en time fra iPhone5 til iPhone7 Plus.

Processen genopretter telefonens hovedkort, højttaler, kamera og andre komponenter, der indeholder materialer af høj kvalitet. Da metalforsyning med sjældne jordarter langsomt bliver mindre, kan dette være den perfekte løsning for Apple og andre elektronikproducenter.

Apple har i øjeblikket en enhed i drift i Austin, Texas og planlægger at producere en anden enhed i Holland. "Hos Apple arbejder vi konstant mod smarte løsninger til at tackle klimaforandringer og bevare vores planets dyrebare ressourcer," sagde Lisa Jackson (Apples vicepræsident for miljø, politik og sociale initiativer).

Apple-brugere opfordres til at give deres gamle iPhones til lokale Apple Stores til genbrug gennem deres GiveBack-ordning. Nogle modeller er også berettiget til, at kunden modtager kredit, der kan indløses i Apple Stores på et gavekort.

12. Anastasios John Hart og hans team hjælper Lamborghini med at lave en selvhelbredende bil

Prof. Anastasios John Hart og Stefano Domenicali og andre forskere ved MIT har samarbejdet med Lamborghini om at udvikle deres Terzo Millennio elektriske superbil. Bortset fra brugen af ​​en superkondensator til at udskifte et 'standard' batteri til strøm, vil bilen bruge carbon nanorør til karrosseriet.

Ideen er at lade bilens karrosseri 'helbrede' sig selv, reparere brud og rette andre ufuldkommenheder uden menneskelig hjælp. Selvom hvordan dette faktisk opnås er en tæt beskyttet hemmelighed, vil bilen ifølge deres salgsmateriale være i stand til at opdage og reparere revner autonomt.

Det vil bruge sensorer til at overvåge sit eget helbred og derefter rette eventuelle skader ved at fylde det med nanorør. "Samarbejde med MIT for vores forsknings- og udviklingsafdeling er en enestående mulighed for at gøre det, som Lamborghini altid har været meget god til - omskrivning af reglerne for supersportsbiler," sagde Stefano Domenicali.

"Vi er inspireret af at omfavne det, der er umuligt i dag, til at skabe morgendagens realiteter; Lamborghini skal altid skabe drømme fra den næste generation."

13. Radhika Nagpal et al Udvikler kunstig sværme intelligens

Sværmrobotik eller kunstig sværmintelligens er en metode til koordinering af flere enkle fysiske robotter. Ligesom store insektkolonier vil robotterne handle i en ønsket kollektiv opførsel, når de navigerer i deres miljø og kommunikerer med hinanden.

I modsætning til distribuerede robotsystemer lægger sværmrobotik mere vægt på at bruge et stort antal drone-robotter og er et system, der er meget skalerbart. Forskning udført af Radhika Nagpal et alind i denne fremtidige teknologi gennemføres i forskellige institutioner, herunder på Harvard.

Hvis det kan opnås, vil sværmrobotik have mange potentielle anvendelser fra sundhedspleje til militær brug. Da dronerobotterne bliver mindre og mindre, kan det være muligt at koordinere nanoskala-robotsværme til at udføre opgaver i mikromaskiner eller endda i menneskekroppen.

De kan også bruges til minedrift og landbrugsapplikationer eller finde anvendelser under redningsmissioner eller katastrofescenarier for at få adgang til svært tilgængelige steder. Mere kontroversielt kan sværme af militære robotter også danne en autonom hær.

Amerikanske flådestyrker har testet en sværm af autonome både, der kan styre og tage offensive handlinger alene. Bådene er ubemandede og kan udstyres med en række sæt til at afskrække og ødelægge fjendtlige skibe.

14. Marc Raibert: Ingeniøren, der bygger selvbalancerende robotter

Marc Raibert og hans team hos Boston Dynamics har været i nyhederne en hel del for nylig med deres suite af robotter med næsten dyrelignende evner. Fra deres dåse-amerikanske militære BigDog-projekt til deres Atlas-tunge løfterrobot og Wildcat-droner gør de virkelig fremskridt inden for robotteknologi til fremtiden.

Mest berømt var selvfølgelig den nyligt frigivne optagelse af deres uhyggeligt adræt akrobatiske robot. Marc Raibert grundlagde Boston Dynamics i 1992 efter at have tilbragt nogen tid som MIT-professor.

Siden da har virksomheden lavet en enorm udvikling inden for design og oprettelse af selvbalancerende robotter. Virksomheden har skiftet hænder et par gange i løbet af de sidste par år. Det blev oprindeligt købt for et uoplyst beløb i 2013 af Google, som derefter solgte det til SoftBank i 2017.

15. Skylar Tibbits fører vejen til at udvikle 4D-udskrivning

Baseret på gennembruddene i 3D-udskrivning i løbet af det sidste årti eller deromkring, arbejder nogle forskere ledet af Skylar Tibbits på IT og Stratasys på at tilføje en anden dimension til processen - tiden.

Denne fremtidige teknologi introducerer et middel til at få ethvert 3D-trykt materiale til at tilpasse sig over tid efter oprettelsen. Det er på en måde en særlig anvendelse af programmerbart materiale, men det trykte materiale er i stand til at reagere (med parametre) på et givet miljø eller sæt betingelser.

Dette kunne give næsten uendelige konfigurationer i mikrometerskalaen. 4D-udskrivning er grundlæggende baseret på stereolitografi, hvor der i de fleste tilfælde anvendes ultraviolet lys til at hærde de lagdelte materialer, når udskrivningsprocessen er afsluttet.


Se videoen: Video Games: The Movie (Oktober 2021).