כשאנחנו מדברים על ממציאים גדולים, הדמיון משרטט מייד את דמותו של אקסצנטרי בודד שנסגר את עצמו מכל העולם בסדנה שלו. עם זאת, עולם החדשנות המודרני רחוק מלהיות מנוכר: רוב הטכנולוגיות מפותחות לא על ידי אדם אחד, אלא על ידי קבוצה שלמה של מדענים שמשלבים רעיונות שלהם להמצאת דברים כמו אייפון או מכונית בלתי מאוישת. כמה ניסים של טכנולוגיה, למשל מזל"ט או מדפסת תלת מימד, הומצאו שנים רבות לפני שהוכרו כתופעה עולמית.
בזכות החדשנות החיים שלנו הפכו להרבים יותר פשוטים ונוחים יותר. להלן 15 המצאות מודרניות שבלעדיהן לא ניתן לדמיין את החברה הנוכחית.
15
ריחוף מגנטי (מגלב)
שם פטנט: "מתלה אינדוקטיבי אלקטרומגנטי עם מערכת ייצוב לרכב יבשתי"
בארצנו טרם הושקה ייצור רכבות מגלב, למרות שהבדיקות שלהם בוצעו בברית המועצות, אך החברה המערבית כבר הספיקה להעריך את הטכנולוגיה הזו. ההיסטוריה של הרכבות הללו החלה בעבודתו של אריק לייטווייט על יצירת מנועים ליניאריים אסינכרוניים בגודל מלא. המדען הגיע למסקנה כי המנוע הליניארי, ללא התחייבות למגע עם פסי הרכבת, יכול להיות התנופה ליצירת מערכת תובלה המבוססת על שדות מגנטיים. לטווייט בדקה מנועים אסינכרוניים לינאריים, שבעזרת מגנטים יכלו לבצע גם הנעה וגם דחף הרמה.
מחקרי המדען נחקרו על ידי גורדון דנבי וג'יימס פאוול, שבמחצית השנייה של שנות ה -60 של המאה ה- XX קיבלו את הפטנט הראשון להקמת הרכבת מגלב. התכנון שלהם כלל פעולה של מגנטים להחזקת הרכבת מעל האדמה, ומנוע רקטה או סילון היה צריך להיות הכוח המניע. אנו יכולים לומר כי רכבת מגלב הפכה לפרי "המיזוג המדעי" של לטווייט עם פאוול בסיוע עיצובי של דנבי. הבוחנים הראשונים היו הבריטים, ששיגרו מעבורת קטנה בשנת 1995, מאוחר יותר הגרמנים שבנו את הרכבת הטרנספרדית אימצו את הטכנולוגיה. רכבת זו נרכשה מאוחר יותר על ידי PRC, היא שייכת לשנגחאי והיא מסוגלת למהירויות של עד 435 קמ"ש. אב הטיפוס היפני מגלב (L0) נחשב המהיר ביותר, המהירות שלו מגיעה ל 600 קמ"ש. בעתיד, טכנולוגיות אלה מתוכננות להיות מוצגות בייצור כלי שיט ימיים. מדענים גם מבטיחים לייצר צינורות ואקום להובלת נוסעים במהירות של 1200 קמ"ש. העתיד לא רחוק, אנו מקווים שהוא לא יעבור לנו!
אגב, ישנו מאמר מעניין מאוד על הרכבות המהירות בעולם באתר שלנו thebiggest.ru.
14
אייפון
שם פטנט: "מכשיר אלקטרוני"
למרות שם כה לא מסובך לפטנט, ניתן לכנות את האייפון בבטחה את ההמצאה המהפכנית של המאה ה -21. הפטנט עצמו מורכב רק בשמירה על הזכויות על העיצוב המקורי, תוך התייחסות נוספת להמצאות פטנט אחרות, המאפשרות לסמארטפון זה לקבל את כל הפונקציונליות. למרות שה"אייפון "לא היה הסמארטפון הראשון, הוא הפך להתגלמות הרצונות שלנו לגבי הפונקציות והמראה של המכשיר המודרני. כיום הוא דומה יותר למחשב כף יד מאשר לטלפון נייד. אין ספק שיצרני אייפון השפיעו מאוד על התקשורת, יכולות הניווט ואפילו המחשבות שלנו.
13
שלד exos ממונע
שם פטנט: "מכשיר מסייע ושיטת ניידות"
אב הטיפוס הראשון של השלד החיצוני הומצא בשנת 1890 על ידי הממציא הרוסי ניקולאי יגן. הוא כינה את המצאתו באלסטיות. המכשיר השתמש בגז דחוס, שצובר אנרגיה במהלך התנועה, ונועד להקל על הליכה של חיילים. לאחר 70 שנה הופיעו שלדי הגירושין הראשונים בארצות הברית, הייתה להם הנעה מכנית והיו מיועדים גם לחיילים שיכולים להשתמש בהמצאה כדי להרים משקולות ל 680 ק"ג. עם זאת, הוא לא עבר את שלב הבדיקה בגלל אובדן שליטה כשהוא מופעל במלוא עוצמתו (שלד הגז לא הגיע אפילו לשלב הבדיקה יחד עם האדם).
עם השנים השתפרה הטכנולוגיה עד ש- ReWalk רשמה פטנט על פיתוח של שלד-אקוסטון בשנת 2014 כדי לעזור לאנשים עם שיתוק להסתובב. המכשיר משמש במרכזי השיקום, הוא מסייע לאנשים להתיישב, לקום ואפילו לעלות במדרגות. העבודות לא נפסקות אפילו לרגע, ובעתיד, הממציאים מבטיחים להציג שלדי גזע לבונים, חיילים ואסטרונאוטים.
12
Quadrocopter מזוין
שם פטנט: "מסוק בלתי-מאויש עם מעלית אנכית"
מל"טים שזמזמו בפארקים עירוניים רבים קיבלו פטנט בראשית שנות ה -60 של המאה ה -20 על ידי אדוארד ג 'ונדרליפ. הוא היה הראשון שחשב להשתמש בלהבי מסוק כדי להבטיח תנועה של כלי טיס למקרה של כישלון הכוח העיקרי.
בהמשך החליט ונדרליפ ליצור עותק מיניאטורי של ההמצאה שלו, שניתן לשלוט באמצעות שלט רחוק. הפטנט שלו מתאר מטוס המאופיין בקל שליטה. העיצוב של המל"ט כולל ארבעה רוטורים הממוקמים בקצוות שונים של המוצר, המאפשרים תמיד לציר האנכי להיות בניצב לפני השטח. לפיכך, הקוודרוקופטר שומר תמיד על הרציף האופקי. ברגע שחברות אלקטרוניות ויצרניות של נווטי GPS הבינו מה יכולת ההמצאה של ונדרליפ, השפעת המל"טים על חיינו עלתה באופן ניכר.
11
מדפסת תלת מימד
שם פטנט: "מכשירים לייצור חפצים תלת ממדיים בשיטת סטריאוליטוגרפיה"
פטנט למדפסת תלת מימד הונפק בשנת 1986, אך האנושות לא הייתה מוכנה להמצאה זו. המרכיבים העיקריים של מדפסות תלת מימד מודרניות כבר היו קיימים בפטנט לפני 30 שנה. הפלטפורמה הניידת מקבלת נתונים מהמחשב ומניחה "יסוד" מתחת לזרבובית, הבונה את האובייקט משרף מותך. המודל עולה שכבה אחר שכבה, קופא תחת השפעת קרינה אולטרה סגולה.
ההתפתחות של טכנולוגיית המחשבים הקימה חיים חדשים במדפסות תלת מימד. השימוש במתכת במקום שרפים מאפשר לייצר דברים כמו מנועי טילים, גשרים ועוד בעזרת המצאה זו.
10
עין ביונית
שם פטנט: "תותבת רשתית ושיטה לייצור תותבת"
הניסיון הראשון להחזיר את הראייה באמצעות תותבת חזותית משנת 1968, אז בוצע השתלת שתל בחולה בגיל העמידה, והמכשיר האלקטרוני לא הותקן בשקע העין האנושית, אלא באונה של המוח האחראית לראייה האופטית. גירוי תאי עצב במוח עזר להבטיח כי המטופל החל להבחין בין כתמי אור.
בתמונה: דימוי אמנותי של העין הביונית
תותבות חזותיות של ימינו משתמשות בהרבה פחות אלקטרוניקה, ומושתלות ישירות ברשתית. העין הביונית קיבלה פטנט בשנת 2013, עבודתה כוללת שימוש במצלמה המתעדת "תמונה" ומעבירה אותה לשתל שמעורר את קולטני הצילום של העין. טכנולוגיה זו סייעה לחולים עיוורים לחלוטין להתחיל להבחין בין צורות לאור. פיתוח אלקטרודות דחוסות יותר בעתיד יאפשר למדענים לעורר קולטנים פוטוריים רחוקים יותר, ולשפר את הטכנולוגיה של התותבת הוויזואלית.
9
מערכת ניווט לוויני (GPS)
שם פטנט: "לווייני הפעלת מערכת ניווט ושיטות דירוג חיוביות"
לווייני GPS הומצאו על ידי חיל הים האמריקני, וכיום חיל האוויר נמצא בשימוש נרחב. מנהל הפרויקט הראשי היה רוג'ר לי איסטון, שציין בשנות החמישים כי לאותות מהלוויין הראשון ששוגר ברית המועצות היו תדרים שונים תלוי במרחק שלו. זה איפשר לאסטון לייצר מערכת מעקב שכללה מעקב אחר כל האובייקטים במסלול ברחבי ארצות הברית. בהמשך, איסטון השתמש בלוויינים כדי לעקוב אחר חפצים מהחלל ולקבוע את מיקומם. כך הומצאה טכנולוגיית הניווט עם לוויינים, שהוגשה בפטנט בשנת 1974, ונתוני המיקום הראשונים הועברו לאחר 3 שנים.
בערך באותה תקופה, ברית המועצות שיגרה את לוויין GLONASS, הפועל על עיקרון הדומה ל- GPS. כיום, GPS וגם GLONASS כוללים 24 לוויינים, שכמעט לעולם אינם מחוץ להישג ידם, מה שמבטיח ניווט מדויק בכל שטח.
8
עריכת גנום CRISPR
שם פטנט: "מערכות CRISPR-Cas ושיטות לעריכת ביטוי של מוצרי גנים"
מוצר לעריכת גנים המאפשרים שינוי של אורגניזמים חד-תאיים שוחרר תחת השם CRISPR-Cas9. לאחר התפתחותה באוניברסיטת קליפורניה, מדענים אחרים שיפרו את ההמצאה, ואיפשרו שינוי של אורגניזמים רב-תאיים, וביצעו פטנט על הממצא ב -2014. כעת משתמשים ב- CRISPR לשינוי גידולים ובעלי חיים שונים, ומסייע גם בטיפול בלוקמיה ומחלות אחרות.
הפעלת המערכת מורכבת משלושה תהליכים: קביעת אתר ה- DNA הנדרש, הסרתה והחלפת האתר שנמחק. ניתן להזריק CRISPR לעוברים או להזריק לתאים של מערכת החיסון, כך שניתן יהיה להעביר אותה לחולה. המצאת השיטה מאפשרת לרופאים להכריז בביטחון על האפשרות למצוא תרופה כנגד מחלות חשוכות מרפא של ההווה.
7
שתלי מוח אלקטרוניים
שם פטנט: "מכשיר אלקטרוני תלת ממדי"
רופאים מהמאה ה -19 גילו כי גירוי המוח בחשמל יכול לגרום לאנשים ובעלי חיים לבצע תנועות פיזיות. במאה הבאה, מדענים הצליחו ליצור שתלים המשפיעים על התנהגותו ואף על מצב רוחו של המטופל. המכשיר, שנרשם בפטנט בשנת 1993, כונה "מערך יוטה", ובפטנט מאוחר יותר הוא נקרא "מכשיר משולב נטול השתלה המחבר את המוח למספר רב של מחטי מתכת שמוצאים אותות חשמליים או אותות ישירים למוח."
מאז השתפרו השתלים האלקטרוניים עד כדי כך שמטופלים יכולים להדפיס טקסט בכוח המחשבה. בעתיד מתוכנן ליצור מכשירים המאפשרים לאדם "לסנכרן" עם מחשב באמצעות מוחו.
אגב, אתה יכול להשתמש במוחך כרגע על ידי קריאת מאמר ב- thebiggest.ru בערך 10 פרדוקסים משעשעים שיכולים לפוצץ את מוחך.
6
גרפן
שם פטנט: "צלחות גרפן Nanoscale"
אולי אנחנו נכנסים לעידן הגרפן. החומר המורכב הזה, שיש לו מבנה של חלת דבש ומורכב ממולקולות פחמן בשכבה אחת, הוא קל במיוחד אך קשה להפליא. מחווני החוזק שלו גבוהים פי 200 מפלדה באותו עובי, גרפן מוליך חשמל היטב ומאופיין בהתנגדות מוגברת לחום. מאפיינים כאלה הופכים את הגרפן לחומר אידיאלי לשבבי מחשב, כנפי מטוס ולמטרות אחרות.
הגרפן עשוי מחלקיקי גרפיט, אותם תוכלו למצוא בליבת העיפרון. הבעיה היא בידוד של שכבה אחת של מולקולות פחמן, שעוביה אינו עולה על אטום אחד. זה היה אפשרי עבור קונסטנטין נובוסיולוב ואנדרה גיימו, שבשנת 2004 ייצרו גבישי גרפן בשכבה אחת תוך שימוש בסרט דבק וכינו את התהליך "שיטת סרט דבק". תוצאת עבודתם הייתה קבלת פרס נובל בשנת 2010.
5
בלוטות
שם פטנט: "חילופי מידע עמיתים לעמית עבור מכשירי תקשורת סלולרית"
ג'אפ הרסטן המציא את "השן הכחולה" בשנת 1994, ואיפשר למכשירים אלקטרוניים להעביר מידע בסמיכות זה לזה באמצעות גלי רדיו בעלי עוצמה נמוכה. הרסטן רשמה פטנט על מספר מכשירים הקשורים ל- Bluetooth, אך הם נחסמו על ידי תביעות וטרולי פטנטים. אנו מתארים פטנט משנת 2013 המסביר את הטכנולוגיה כדרך להעברת נתוני GPS.
המערכת כוללת שימוש בשבבי מחשב קטנים המוטמעים במכשירים. הם ממלאים את תפקיד מכשירי הרדיו, משיקים את התוכנה הדרושה כדי להתחבר זה לזה. "זיווג" של מכשירים מתרחש דרך מה שנקרא piconet - רשת לטווח קצר. טכנולוגיה זו משמשת בכל המכשירים המודרניים, כולל מצלמות, אוזניות ואפילו מולטי-קוקרים.
4
מכונית מזל"ט
שם פטנט: "מערכת חזון לרכב אוטונומי"
אתה חושב שהמכונית הבלתי מאוישת הראשונה הופיעה לאחרונה? לא משנה מה המקרה, ההיסטוריה שלהם חוזרת קצת פחות ממאה שנה. ה"מזל"ט "הראשון שוגר במנהטן ונשלט על ידי אותות רדיו שהועברה על ידי המכונית בעקבותיה. הפרוייקט הבא כזה הושק כעבור 70 שנה וכונה "ללא ידיים ברחבי אמריקה". מכונית אוטונומית למחצה, נסעה כמעט 5,000 ק"מ, ואילו האצה והבלימה ניתנו לאדם, וההגה נשלט באופן אוטונומי.
ישנם פטנטים רבים על כלי רכב בלתי מאוישים, אך חברת VisLab האיטלקית עשתה פריצת דרך של ממש. בקיץ 2013, מכוניתם ללא נהג בתא הנוסעים עברה ברחובותיה הסואנים של העיר האיטלקית פארמה. ההמצאה הרשומה כפטנט הראשון של החברה היא שימוש במצלמה ומערכת חיישנים המקבלת מידע סביב המכונית ומעבירה נתונים למחשב. כיום, ענקיות כמו טסלה, אמזון וגוגל עוסקות בפיתוח רכבים בלתי מאוישים, והבטיחו שיחליפו במהירות לא רק את התחבורה הציבורית, אלא גם את הרכבים האישיים.
3
סוללה סולארית
שם פטנט: "מכשיר ליישום אנרגיית קרינה סולארית"
בתחילת המאה ה -19 גילה הפיזיקאי הצרפתי אלכסנדר בקרל שאפשר להמיר אור לחשמל. זה איפשר לו ליצור את התא הפוטו-וולטאי הראשון בשנת 1839 על ידי שילוב של כלוריד כסף בתמיסה חומצית עם אלקטרודות פלטינה. אחרי חצי מאה באמריקה הוענק הפטנט הראשון לייצור סוללה סולארית. אדוארד ווסטון תיאר את המכשיר כאלמנט תרמו-אלקטרי משני סוגים של מתכת, המחובר בקצה אחד ומבודד בחלקים הנותרים, המשמש לייצור זרם חשמלי תחת אור השמש. ווסטון גם העיר בנבואה כי אנרגיה זו יכולה להצטבר במזג אוויר שטוף שמש כדי להאיר רחובות בלילה או בימים מעוננים.
במשך עשרות שנים הטכנולוגיה של תאים סולאריים השתפרה, עד שהופיעה בצורתה המודרנית כ לוחות סיליקון. כיום תחנת הכוח הסולארית הגדולה בעולם, שנמצאת בהודו, משתרעת על פני כ -10 ק"מ² ומתהדרת בהספק של 650 מגוואט.
2
דור שלישי אלחוטי (3G)
שם פטנט: "גישה לאינטרנט נייד"
הדור הראשון של הטכנולוגיה האלחוטית אפשר את השימוש בטלפונים סלולריים אנלוגיים. פיתוחו של הדור השני "חתך חלון" לטלפונים ניידים דיגיטליים, אך זה היה חיבור הדור השלישי ששינה לבסוף את הגאדג'ט בכיסו של כמעט כל תושב כדור הארץ.
דור 3G חכם לטלפונים חכמים לאינטרנט ול- GPS המופיע בפטנט של שנות ה- 00 המוקדמות. זה אפשר זרימת נתונים ותקשורת וידאו במכשירים ניידים. שיפורים בצורה של 4G ממשיכים לשנות את הסמארטפונים שלנו, והופכים אותו לארנק, עוזר אישי וצעצוע נייד.
1
המציאות המדומה
שם פטנט: "מחולל מציאות מדומה להעברת מידע מופשט"
האוזנייה הראשונה של מציאות מדומה לא נועדה למשחקי וידאו או לצפייה בערוצי ספורט, אלא לסייע בניתוח חישובים פיננסיים.הפטנט "מחולל מציאות מדומה" הוענק בשנת 2000 לממציא פול מרשל. הוא מתאר את עולם המחשבים בו משתמש מנווט באמצעות מכשירים כמו כדור עקיבה, גשש ראש מגנטי, כפפה אלקטרונית, מקלדת, הגה או ג'ויסטיק.
מרשל שיפר את הטכנולוגיה ליצירת נוף מידע תלת ממדי, שהיה אמור לסייע בניתוח נתונים פיננסיים. הטכנולוגיה "נדהמה" בעולם הכספים וההתנחלות, עד שה- Oculus Rift הציע את החזון שלהם לגבי התועלת של ההמצאה, כשהיא שחררה את אוזניות המשחק VR ב- 2016. בהמשך פותחו מערכות רבות של מציאות מדומה באמצעות סמארטפון כדי להציג את עולם המחשבים. מדענים מכריזים על פיתוח מציאות מוגברת (AR), המספקת הטלת נתונים וירטואליים על תמונה אמיתית.