Всем, наверное, интересно знать, как мы будем жить в будущем. Например, что будет если закончится вода в мире? Что предстоит сделать, когда нарушится баланс между человеком и животным миром? На сколько хватит места для выращивания зерновых культур? Что за слухи ходят вокруг снижения популяции пчел? И когда появится возможность управлять автомобилем не вручную?

Подобные вопросы возникают у человека не просто так. Цифровые технологии начинают проявлять интенсивное воздействие на все сферы жизни человека. Сегодня мы затронем тему чистой воды, доступной еды и беспилотного транспорта.

Новая волна водоочистки

Многие знают, что наша с вами питьевая вода добывается из проточной воды, грунтовых вод и подземных артезианских источников. Каждый день нам требуется колоссальное количество воды для личного потребления, что не может сказаться на самих источниках воды. К тому же, из-за роста населения земли требуется еще больше воды чем сейчас.

По этой причине «использованная» вода вновь попадает к нам после тщательной очистки. Но в густонаселенных городах подобные очистные конструкции требуют места, денег и специального ухода. Из-за чего встает вопрос о поиске более выгодного и экономичного способа получения чистой воды.

Крейг Кридл и Билл Митч, инженеры-экологи из Стэнфорда, утверждают, что они уже занимаются этим вопросом и ищут устойчивые способы очистки сточных вод. Они пришли к выводу, что стоит вновь использовать анаэробную переработку – по принципу работы похожа на производство биогаза.

На данный момент в Калифорнии уже строится такое предприятие. Это совместный проект нескольких муниципалитетов, которые видят в этом проекте положительный результат и огромную выгоду в будущем.

Нанообработка

Есть еще одна технология, которая находится только в начале развития, но имеет огромный потенциал в будущем – это система фильтрации с помощью наночастиц. Индийский технологический институт в Мадрасе разрабатывает дешевый и ориентированный на устранение загрязнения метод биологической фильтрации. Этот метод будет уничтожать микробы и удалять смертоносные загрязнители, такие, как свинец и мышьяк. Эта технология задействует дешевые материалы (один из них хитин из панцирей ракообразных) и использует небольшие затраты энергии. Есть вероятность, что в будущем мы увидим ее в действии в крупномасштабном производстве.

Вода есть везде, но можно ли ее пить?

Вы все знаете, что планета на две трети покрыта водой, но использовать ее всю не представляется возможным. Речь идет об океанской воде где присутствует большая концентрация соли. Ученых давно интересует способ переработки соляного раствора для употребления человеком.

Уже существует простой способ кипячения океанской воды при котором удаляется смертоносная соль, но в большой перспективе такой способ очень громоздкий, затратный и энергоемкий. В недавних разработках уже проектируется специальный фильтр на графеновой мембранной основе, который может удалять морскую соль. В долгосрочной перспективе этот метод может стать революционным в разрешении вопроса об опреснении морской воды в пригодную для питья.

Но даже если с водой человечество найдет компромисс, то как быть с территорией под посадку и прогон скота? На этот вопрос уже найдено решение – небоскребы-теплицы!

Небоскребы-теплицы и пчелы-роботы: это будущее пищевых продуктов?

Вы уже точно задумывались над тем, что не всегда будете есть бутерброды с сыром и стейки из говядины?

Давление человека на животный и растительный мир становится с каждым годом сильнее за счет роста населения. Только вот рост популяций не успевает за рождаемостью новых людей. По этой причине и назрел вопрос о том, как можно подойти к этому вопросу в угоду всем. Ученые выяснили, что открытие новых эффективных пищевых продуктов может помочь обойти дорогу, ведущую к голоду. Они пришли к выводу, что только радикальные преобразования смогут привести человечество к пищевой революции.

Модифицированные семена демонстрируют «жажду скорости»

Как вы знаете, климат с каждым годом изменяется, иногда не в лучшую сторону для растений в различных регионах. Это объясняет, что только устойчивые зерновые культуры способны стать ключом к сытому будущему. При ускорении цикла роста и репродукции сельскохозяйственных культур, ученые и селекционеры смогут создавать растения, которые будут более питательными, устойчивыми к климату и болезням.

В НАСА уже появилась концепция «быстрой селекции» при которой искусственное оптимизированное освещение, питание и водоснабжение поможет ускорить рост растений. Зерновые культуры «длинного дня»: пшеница, ячмень и нут подвергаются непрерывному воздействию светодиодными лампами в течении 22 часов в день.

Подобный метод позволит селекционерам увеличить рост поколений в год до шести раз. К тому же, подобные методы содействуют изучению и модернизации зерновых культур.

Небоскребы-теплицы

Исходя из описанного выше опыта по работе с зерновыми культурами, встает вопрос о площади посадки, которой требуется в большом количестве. И на эту проблему придумано интересное решение.

Ученые решили, что ферма должна расти не вширь, а вверх. Это поможет сохранить большое количество территории для других нужд человечества. Основатели небоскребов-теплиц – плантагонов хотят сочетать вертикальное земледелие с жилыми или деловыми пространствами в симбиозе с муниципальной инфраструктурой (охлаждение, отопление, биогаз и вода).

В плантагонах даже спроектирована линия производства, когда определенные культуры вращаются по помещению, могут быть перемещены на верхние и нижние этажи для удвоения роста. Подобный способ поможет подготовить урожай к определенному сроку. С финансовой стороны подобная фермерская деятельность в городской местности поможет ускорить путь растений от места производства до стола потребителя. Также, аренда свободных помещений в подобных небоскребах поможет фермерам вести свои дела более эффективно.

Ферма внутри грузового контейнера

Это похожий вариант с небоскребами-теплицами, только в более емком формате. Компания «Грузовые фермы» предоставляет услугу подвижной личной фермы, которая использует гидропонику и автоматизированный климат-контроль для выращивания свежей продукции 24/7 в любое время года. Примерная урожайность равна 1000 головок салата в неделю. Этого достаточно для ведения собственного бизнеса.

И да, компания «Грузовые фермы» является клиентом SOLIDWORKS. Благодаря нашему программному обеспечению была разработана и спроектирована «Зеленая машина». Команда компании смогла перейти от этапа разработки концепции к быстрому прототипированию и валидации проекта. И стоит заметить, что не потребовалось создавать ни одного физического прототипа. SOLIDWORKS упростил создание производственной документации и изображений маркетинговых материалов.

Выращивайте креветки в собственном саду

Каждый из вас хотя бы раз в своей жизни ел морепродукты, а кто-то ест их регулярно. Многие знают, что аквакультура дает более половины морепродуктов, потребляемых человечеством. И вы будете правы, но все же остается необходимость выращивать их искусственно. Это связано с экологическими сложностями.

Выращивание креветок в основном происходит в тропических регионах. К сожалению, данный процесс привел к разрушению чувствительных экологических систем прибрежных участков. Также, из-за выращивания креветок и рыбы была уничтожена пятая часть мангровых лесов в мире.

А теперь представьте, что вы могли бы выращивать креветки в любой точке мира? С технологией Биофлок (Biofloc) это скоро станет возможным. Подобная технология обеспечит ведение сельского хозяйства в искусственных водоемах, где под полным контролем микроклимат и используются микроорганизмы для детоксикации воды, удаления отходов креветок. Также, данные микроорганизмы потребляются зоопланктоном, а он становится кормом для креветок. В связи с этим, частично удовлетворяется потребность креветок в пище.

Biofloc Ponds in Japan (Photo: taniorganik.com)

Cultured Shrimps (Photo: youtube.com)

Сельские роботы повышают урожайность

Институт робототехники Университета Карнеги-Меллон начинает осуществление проекта по использованию беспилотников и автономных роботов. Они помогут фермерам выращивать пищу быстрее и возьмут на себя основную тяжелую работу.

Командой уже разработан автономный наземный робот, который способен проводить визуальное обследование полей, чтобы прогнозировать ожидаемый урожай фруктов в текущем сезоне. Также, он может проредить плоды и обрезать листья для сохранения идеального баланса между объемом листвы и плодов.

Подобный робот является хорошим представителем вспомогательных роботов, но на них разработки не останавливаются. Существует один проект, который использует аналог живых пчел, так называемых «робопчел» (RoboBee). Вы уже слышали об этом?

Слухи о пчелах-роботах

Возможно вы уже слышали о том, что в последние годы начинают гибнуть колонии пчел во всем мире. Это крайне серьезная проблема. Пчелы опыляют около трети культур и если их становится меньше, то количество клубники, семян подсолнечника, брюссельской капусты и многих других культур существенно уменьшится.

Уже ведется разработка нескольких стратегий по спасению медоносных пчел от полного уничтожения. Гарвардский университет работает над страховкой в случае гибели пчел. Они разрабатывают так называемых пчел-роботов. Они по своей структуре будут микроботами у которых имеются крылья и датчики (схожи с антеннами настоящих пчел), которые позволяют «робопчеле» чувствовать и реагировать на окружающую среду. Именно благодаря таким функциями они смогут опылять сельскохозяйственные культуры в течении десяти лет.

Интересным фактом является то, что пчела-робот является беспилотным устройством, которое с помощью анализаторов будет ориентироваться во внешнем мире. Тоже самое сейчас происходит и в разработках автомобилей без водителя. Давайте освятим эту тему подробнее.

Высокие технологии на шоссе

Теперь затронем тему цифровых технологий при управлении транспортом. На данный момент времени любой выпускаемый автомобиль – это кладезь возможностей. Вспомните о специальных ассистентах парковки, системе предупреждения столкновений, GPS и о других полезных функциях. Сейчас можно заводить автомобиль с помощью приложения на телефоне, использовать беспроводные гарнитуры и подключать свой смартфон для управления периферией автомобиля.

Но остается нерешенный вопрос. Когда автомобиль сможет перемещаться без водителя?

Там, куда мы идем, нам не нужны водители

Автоматизированные автомобили, которые используют собственную сеть и обрабатывают потоки данные за миллисекунду? Способные обеспечить безопасную поезду из точки А в точку Б без водителя? Все это звучит как фантастика. Но на деле это не так, просто представьте, что GPS – это первый шаг ребенка по преодолению препятствия и все встанет на свои места.

На данный момент Британская инжиниринговая компания «RDM group» (РДМ груп) проводит испытания ряда транспортных средств типа «Низкоскоростная автономная транспортная система» (L-SATS). Эти транспортные средства похожи на небольшие обтекаемые гондолы, которые движутся на низкой скорости и перемещают людей или грузы.

Эти гондолы без водителя адаптируются к окружающей среде благодаря сети лазеров, которые расположены в определенных точках шасси автомобиля. Бортовые компьютеры проводят расчеты, чтобы ориентироваться в окружающем пространстве, в течение миллисекунды. RDM group использовала SOLIDWORKS 3D для проработки идей, управления этапами проектирования и моделирования того, как ее творения будут двигаться и вести себя в реальном мире.

Но это все будет мечтой, пока не будет достаточно развита инфраструктура города куда смогут подключаться подобные автомобили. В этом поможет система «Умный город».

«Умный город»

«Совет умных городов» — это глобальная инициатива, которая направлена на содействие продвижению рационального жизненного пространства, использующего всю мощь цифровых технологий.

«Совет умных городов» берет во внимание синергетические системы, которые помогут создать автоматизированную транспортную сеть. Подобная сеть сможет мгновенно ориентироваться на любые помехи и затруднения в городе, помогать выбрать оптимальный путь и маршрутизировать движение автономных машин без водителя. По этой системе, каждая беспилотная машина будет передавать свежие данные в инфраструктуру и наоборот.

И это не мифы из будущего. Уже начались инвестиции в производство таких автомобилей. Тойота и Майкрософт продвигают передовые технологии вождения, которые основаны на анализе данных и мобильных программах. Форд, Ауди и Мерседес также прокладывают собственный путь в разработке подобной ниши.

Заключение

Как вы уже заметили, развитие цифровых технологий теперь напрямую влияет на всю нашу жизнь. Умные пчелы, автомобили без водителя, вода для всех и всегда, еда из чашки петри – это все не сказка и не фантастические истории. Исследования в подобных областях уже не на бумаге, а полностью в цифровом пространстве, когда разработку можно протестировать, не прибегая к созданию физического прототипа.

Достаточно сильным и мощным становится тандем воды, еды и транспорта для человека. Эти три ключевых звена являются стартовой площадкой для развития более крупных и мелких исследований в других областях. Мы сделали акцент на них из-за того, что это наше будущее, в котором подобные системы необходимы для комфортной жизни и обеспечения жизненного пространства на планете.