Знаковые изобретения 2015 года

В январе минувшего года Билл Гейтс пил чистую воду, полученную из канализационных отходов и мусора посредством специального перегоночного аппарата. В феврале социальные работники и учёные в области вычислительной техники изобрели алгоритм, позволяющий предотвратить распространение ВИЧ среди бездомных. В марте исследовательская лаборатория создала микрочип, который поможет преодолеть цифровой разрыв в развивающихся странах.

Новые кроссовки для людей с физическими особенностями, «нанобумага», которая абсорбирует нефтяные и масляные пятна, а также простой способ поставлять столь нужный йод женщинам в Индии — все эти выдающиеся инновации сделали особенным год 2015-й.

1. Машина, которая превращает нечистоты в питьевую воду

Примерно 2,4 млрд людей по всему миру не обеспечены нормальными санитарными условиями, кроме того, свыше 660 млн вынуждены пить необработанную воду низкого качества. Фонд Gates Foundation поставил перед инженерами задачу изобрести технологию, которая поможет решить подобные проблемы. В результате компания Janicki Bioenergy разработала оборудование, которая в считанные минуты превращает канализационные отходы в чистую питьевую воду, электричество и биологически чистую золу.

Инновационное оборудование в считанные минуты превращает канализационные отходы в чистую питьевую воду

Аппарат поможет развивающимся странам обеспечить население чистой водой и энергией, а также привлечь бизнес для развёртывания водоочистного оборудования в наиболее проблемных областях.

Билл Гейтс пьет воду, которая еще 5 минут назад была канализационными отходами

Билл Гейтс пьёт воду, которая ещё 5 минут назад была канализационными отходами

2. Алгоритм, который может предотвратить распространение ВИЧ

Около 2 млн человек в возрасте от 13 до 24 лет в США не имеют дома, при этом 11% из них — ВИЧ-инфицированы. Это реальная угроза, поэтому исследователи из Калифорнийского университета по социальным работам и инжинирингу разработали новый алгоритм под названием PSINET, который посредством искусственного интеллекта определяет наиболее подходящего кандидата в «бездомном» сообществе. Это, в свою очередь, позволяет распространять важную информацию о предотвращении ВИЧ среди молодёжи.

Такой алгоритм детально анализирует сеть дружеских отношений для каждого человека и находит кандидата с наибольшим охватом контактов в определённый момент времени. Выбранный «лидер» может далее распространять информацию о том, где пройти тест на ВИЧ, а также обеспечить исследователей более подробными данными о «бездомном сообществе». По мнению исследователей, PSINET распространяет на 60% больше информации в сообществах, чем обычные кампании, передаваемые из уст в уста.

3. Спортивная обувь для людей с физическими недостатками

В 2012 Мэтью Вальзер (Matthew Walzer), страдающий от центрального паралича, написал письмо в компанию Nike с просьбой создать кроссовки для людей с физическими недостатками, которые можно будет легко надевать и снимать без посторонней помощи. В 2015 году компания анонсировала новую линейку обуви Flyease, которая оснащена застёжкой-молнией, охватывающей заднюю часть обуви.

Специальная застёжка-молния, охватывающая заднюю часть обуви, позволяет застегивать кроссовки одной рукой

Специальная молния позволяет застёгивать кроссовки одной рукой

В отличие от шнурков, которыми не так уж просто пользоваться людям с нарушенной координацией движений или тем, у кого одна из рук парализована и не работает, застёжку-молнию можно расстегнуть одной рукой и легко вставить ногу в кроссовок. Старший директор Nike по инновациям совместно с Вальцером испытывал и совершенствовал эти кроссовки.

4. Спасательный шприц, блокирующий рану всего за минуту

Новая разработка RevMedX XSTAT 30, созданная стартапом в Орегоне, США, представляет собой шприц, наполненный очень маленькими, биосовместимыми губками, которые можно ввести в глубокую рану, чтобы впитать кровь и прекратить её вытекание менее, чем за минуту. Устройство использовалось на поле боя с апреля 2014 года и недавно было одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами для гражданского применения.

Спасательный шприц, наполненный небольшими биосовместимыми губками, которые впитывают кровь и позволяют прекратить её вытекание менее, чем за минуту

Суть изобретения в том, что при соприкосновении с кровью губки увеличиваются в 15 раз, это позволяет оказывать внутреннее давление на стенки полости раны и блокировать ток крови. Такие губки могут заменить традиционный медицинский подход, подразумевающий глубокое тампонирование раны марлей и поддержание постоянного давления.

5. «Библиотека на микрочипе»

Стартап WiderNet Project, основанный в университете Северной Каролины, разработал eGranary Pocket Library — микрочип, который использует вычислительные ресурсы смартфонов, лэптопов и планшетов для доставки офлайн-информации и учебных материалов миллиардам людей, которые не имеют доступа к интернету.

Микрочип «библиотека на чипе» содержит несколько тысяч документов, которые можно использовать в оффлайн-режиме

«Библиотека на чипе» содержит несколько тысяч документов, которые можно смотреть в офлайн-режиме

WiderNet сотрудничает с министерствами здравоохранения и школами информатики в разных странах и нацелен на наполнение каждой «библиотеки на чипе» несколькими тысячами документов, которые учебное учреждение, такое, например, как медицинская школа в Замбии, использует как свой основной материал.

Деньги на проект были собраны с помощью краудфандинга в мае прошлого года. В настоящее время WiderNet сотрудничает с библиотекарями, преподавателями и волонтёрами по всему миру, чтобы сосредоточить внимание на самой необходимой информации.

6. Столовая посуда, которая облегчает жизнь слабоумным

Когнитивные и сенсорные нарушения, связанные со слабоумием, часто приводят к трудностям в потреблении пищи: проливанию еды, путанице с различной столовой посудой и многому другому. В результате больной часто ест меньше, чем ему следовало бы.

Набор посуды из восьми предметов, который предназначен для слабоумных

Набор посуды из восьми предметов, который предназначен для слабоумных

Чтобы решить эту проблему, художник-конструктор Sha Yao создал Eatwell — набор посуды из восьми предметов, использующий свыше 20 отдельных характеристик и предоставляющий страдающему слабоумием больше независимости во время приёма пищи. Например, посуда имеет скошенные днища для лёгкого зачёрпывания, яркие цвета для различения и особенные эргономические принадлежности.

7. Роторы, которые превращают морскую воду в питьевую

Компания GE («Дженерал Электрик») давно является экспертом в технологиях изготовления паровых турбин для опреснения воды, однако в 2015-м разработчики начали миниатюризировать свои аппараты.

Паровая турбина, созданная с помощью 3D-принтера, предназначена для опреснения воды

Паровая турбина, созданная с помощью 3D-принтера, предназначена для опреснения воды

Специалисты используют принцип паровой турбины, созданной с помощью 3D-принтера, чтобы сжимать и направлять мощным потоком смесь воздуха, соли и воды через петлю суперохлаждения, которая замораживает морскую воду. Благодаря замораживанию такой смеси соль естественным образом отделяется в твёрдой форме, оставляя только лёд. Затем лёд растапливают и получают чистую воду.

Это дешёвый и экономичный способ получения питьевой воды и GE продолжит испытания своей технологии до середины 2016 года, чтобы оценить её пригодность.

8. Лампы, работающие от растений

Согласно последнему исследованию Национального института статистики и информации Перу, приблизительно 42% сёл в перуанских джунглях не имеют электричества. Университет Universidad de Ingeniería y Tecnología (UTEC), который известен своими новаторскими разработками, создал Plantalámparas — лампу, которая работает за счёт энергии растений и освещает небольшую деревню Nuevo Saposoa.

В университете Universidad de Ingeniería y Tecnología (UTEC), разработали лампу, которая работает за счет энергии растений

В процессе фотосинтеза отходы растений разлагаются в почве, производя электроны во время окисления. Разработка UTEC захватывает эти электроны с помощью электродов в почве и заряжает аккумуляторы. Такая технология позволяет питать светодиодные лампочки на время до двух часов.

9. Материал, который абсорбирует огромные пятна нефти

Исследователи из университета Deakin University в Австралии вместе с учёными из Университета Дрексела в Филадельфии и Миссурийского университета разработали особый вид «нанобумаги», который впитывает масляные жидкости, как губка. Каждый нанолист изготовлен из слоёв толщиной всего несколько нанометров (одна миллиардная метра) с крошечными отверстиями и способен вырасти до размера 5,5 теннисных кортов.

«Нанобумага» способна впитывать масляные жидкости как губка

«Нанобумага» способна впитывать масляные жидкости, как губка

Поры в нанолистах обеспечивают поверхностное поглощение масел и органических растворителей, в 33 раза превышающих их собственный вес. Команда разработала прототип материала ещё в 2013 году, однако тогда он представлял собой порошок и не имел практического использования.

10. Устройство для стирки с повторным использованием воды

Стиральные машины используют 20 галлонов воды чтобы удалить одну столовую ложку грязи. Чтобы сохранить воду и повысить эффективность стирки три аспиранта в MIT изобрели AquaFresc —  разновидность фильтра, позволяющего стиральным машинам повторно использовать 95% воды, выходящей после каждой стирки.

Устройство фильтрует использованную грязную воду и возвращает в оборот чистую воду и стиральный порошок для дальнейших циклов стирки. Такая вода может применяться до 6 месяцев.

11. Жильё для беженцев

Better Shelter – это временное убежище для беженцев, предполагаемый срок службы которого составляет 3 года. Оно поставляется в плоских пакетах и службы по поддержке мигрантов могут легко привезти и собрать его без всяких инструментов. Проектировщик позаботился о нуждах беженцев с семьями, поэтому каждое укрытие имеет солнечную панель и лампу для освещения.

Better Shelter – это временное убежище для беженцев, предполагаемый срок службы которого составляет три года

Better Shelter

Разработчики в партнёрстве с агентством U.N. UNHCR и IKEA Foundation намерены использовать эти убежища в странах, где беженцы нуждаются в них более всего, например, в Греции.

12. Недорогое устройство для автоматического обратного переливания крови

В некоторых развивающихся странах, когда женщины теряют кровь во время родов, врачи используют обычный черпак и марлю, чтобы выполнить автоматическое обратное переливание крови — сбор и повторное применение крови для той же пациентки путём медицинских процедур. Этот ручной способ необходим, поскольку аппаратура и расходные материалы для таких переливаний обычно очень дорого стоят.

Устройство Hemafuse от Sisu Global Health стоит очень дёшево и делает этот процесс более простым и гигиеничным. Он работает подобно ручному насосу, поглощая кровь и затем направляя её через клапан в пакет для крови для дальнейшего использования. При этом фильтр удаляет сгустки и прочие твёрдые частицы в крови.

Hemafuse был отмечен призом 2015 Social Impact Prize на конкурсе SXSW Eco Awards в октябре и получил $100 тыс. инвестиций от соучредителя AOL Стива Кейса.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

13. Энергоустановка на энергии океанских волн

15-летняя Ханна Хербст из Флориды, США, отмечена наградой 2015 Discovery Education 3M Young Scientist Challenge за разработку прототипа энергоустановки, которая способна обеспечить стабильный источник электричества для развивающихся стран за счёт энергии от океанских течений.

Энергоустановка, способная обеспечить стабильный источник электричества для развивающихся стран за счет энергии океанских течений

Ханна Хербст

Аппарат использует пропеллер, распечатанный на 3D-принтере и подсоединённый к гидроагрегату через шкив. Генератор превращает движение океанских волн через пропеллер в электричество небольшой мощности, которой, впрочем, должно хватить для питания машины опреснения воды.

14. Рука-протез с чувством осязания

Большинство протезов не дают возможность ощущать осязание, однако последняя разработка в области протезирования от DARPA, которая использует нейротехнологию, позволяет это сделать.

Первый протез с чувством осязания

Первый протез с чувством осязания

Механическая рука разработана лабораторией Applied Physics Laboratory (APL) в Университете Джонса Хопкинса. 28-летнему мужчине с протезом учёные вживили электроды в кору головного мозга, отвечающую за сенсорику и моторику. Участник эксперимента стал первым в мире человеком, способным «осязать» предметы с помощью протеза, — утверждают в DARPA.

15. Устройство, которое помогает повторно использовать средства гигиены

Разработчик Марико Хигаки Иваи (Mariko Higaki Iwai) и команда студентов гуманитарных наук создали Flo, простой аппарат, который позволяет девушкам в развивающихся странах легко стирать, сушить и повторно использовать гигиенические прокладки. Цель Flo — помочь девушкам не пропускать школу или работу из-за менструаций, не заразиться инфекциями или болезнями половых органов, а также повысить уровень бытового комфорта.

Гениально простое изобретение позволяет стирать, высушивать и повторно использовать прокладки

Гениально простое изобретение позволяет стирать, высушивать и повторно использовать прокладки

Данный продукт представляет собой закрытую корзину, крутящуюся между верёвками и позволяющую стирать санитарные прокладки и уменьшить время сушки. Внутри корзина превращается в сушилку, также комплект содержит небольшую сумку, чтобы раздельно носить новые и старые средства личной гигиены.

16. Устройство, помогающее дыханию младенцев

Согласно данным World Health Organization острые респираторные заболевания являются одной из главных причин смерти детей, не достигших 5-летнего возраста. Дети, у которых есть проблемы с дыханием, обычно нуждаются в непрерывном положительном давлении в дыхательных путях (Continuous Positive Airway Pressure, CPAP), простой процедуре, которая в развивающихся странах порой требует лишь трубки, погружённой в воду. Но дети с серьёзным расстройством дыхания нуждаются в Nasal Intermittent Positive Pressure Ventilation (NIPPV), процедуре, которая часто требует применения дорогостоящей аппаратуры.

Устройство NeoVent, созданное студентами университета западного Мичигана, США, использует механизм перевёрнутой чаши, которая вибрирует и обеспечивает два уровня давления, необходимого для дыхания детей. NeoVent позволяет любому медицинскому центру в развивающихся странах, имеющему оборудование для процедуры CPAP, адаптировать свой механизм для выполнения процедуры NIPPV.

17. Экологически безвредный кирпич

В Индии сотни тысяч печей для обжига кирпича производят около 200 млрд кирпичей в год. Этот процесс приводит к загрязнению воздуха и выделению парниковых газов. В свою очередь, бумажные фабрики сбрасывают золу из бойлера в мусорные свалки, что загрязняет окружающую среду и не имеет практического применения.

Чтобы решить сразу две проблемы студенты из MIT разработали новый кирпич, который получил название Eco BLAC. Студенты изготовили кирпич из бойлерной золы, используя энергосберегающую технологию активизации щелочи вместо обжига в печи.

Кирпич из бойлерной золы изготовлен с использованием энергосберегающей технологии активизации щелочи вместо обжига в печи

Технология позволяет перерабатывать промышленные отходы в строительные материалы. В настоящее время студенты сотрудничают с владельцем бумажного завода в индийском городе Музафарнагар и монтируют опытную установку на месте.

18. Домашние тесты на инфекционные заболевания

Исследователи из университета Florida Atlantic University создали бумажные и пластиковые полоски для домашней диагностической проверки на ВИЧ, E.coli, золотистый стафилококк и другие бактерии, а также разработали приложение для смартфона, которое способно идентифицировать бактерии посредством удалённого анализа изображений.

Бумажные и пластиковые полоски для домашнего тестирования инфекционных заболеваний

Бумажные и пластиковые полоски для домашнего тестирования инфекционных заболеваний

Согласно данным Fast Company тест на наличие E.coli производится из бумаги (клетчатка) и печатается с добавлением смеси антител и золотых наночастиц. Если бактерия найдена, изменение цвета укажет на положительный результат.

Пластиковую тестовую полоску на присутствие ВИЧ учёные в ближайшее время начнут испытывать в госпитале в Бостоне. Специалисты надеются сделать это изобретение коммерчески доступным в середине 2016-го.

19. Точка «бинди», компенсирующая иммунодефицит у женщин в Индии

Женщины в Индии традиционно носят «бинди» — маленькую точку между бровями — в  религиозных целях, а также для того, чтобы показать, что они замужем. Учёные разработали так называемую Bindi’s Life Saving Dot, которая имеет не только символическое значение, но и способствует укреплению здоровья.

Точка Bindi Live Saving Dot покрывается йодом и обеспечивает женщинам до 150-220 микрограмм питательного вещества ежедневно

Дело в том, что около 350 млн человек в Индии страдают от нехватки йода. Недостаток йода может привести ко множеству проблем со здоровьем, особенно во время женской беременности. Точка Bindi Live Saving Dot покрывается йодом и предоставляет женщинам до 150-220 микрограмм питательного вещества ежедневно. Йод может всасываться через кожу и Life Saving Dot может стать недорогой пищевой добавкой — она стоит всего лишь 10 рупий (около $0,16) за пакет из 30 точек «бинди». Новинка будет распространяться среди женщин в сельской местности Индии, в оздоровительных лагерях и больницах.

20. Улей, который самостоятельно собирает мёд

Два австралийских изобретателя создали улей Flow Hive, который позволяет пчеловодам доставать мёд, не открывая улей и не тревожа пчёл. Инновационные рамки улья состоят из частично сформированных ячеек медовых сот, которые дают возможность пчёлам комплектовать пчелиные соты воском перед заполнением ячеек мёдом. Пчеловодам нужно только повернуть ручку чтобы разделить вертикально ячейки, мёд будет капать вниз на основание рамки и вытекать из улья.

Инновационный улей позволяет пчеловодам доставать мед, не тревожа пчел

Инновационный улей позволяет пчеловодам доставать мед, не тревожа пчел

Flow Hive имеет прозрачное окошко и позволяет наблюдать за пчёлами, не тревожа их. Как говорят изобретатели, это помогает в научном исследовании.

21. Мобильное устройство для 15-минутного диагностического теста

Команда учёных инженерного факультета Колумбийского университета разработала недорогое устройство, подключаемое к смартфону, которое способно в течение 15 минут определять инфекции, передаваемые половым путём. С помощью специального заострённого зонда надо проколоть палец, после чего выполняется анализ крови.

Медицинские работники в Руанде использовали донгл в опытной программе тестирования крови от 96 пациентов. Им понадобилось всего лишь 30 минут на обучение.

Донгл для смартфона, позволяющий определять инфекции, передаваемые половым путем

Донгл для смартфона, позволяющий определять инфекции, передаваемые половым путём

Пользователи должны были поместить каплю крови в пластиковое устройство для сбора, вставить его в микрофлюидальную кассету, запустить программное приложение, далее вставить кассету в донгл и нажать на кнопку, чтобы запустить процесс. Через 15 минут результаты выводятся на смартфон. Стоимость устройства составляет всего $34.

22. Усовершенствованное лечение желтухи у новорожденных

Желтуха является основной причиной, по которой новорожденные госпитализируются по всему миру. При этом миллионы пациентов не получают эффективного лечения.

Отмеченная наградами, некоммерческая медицинская организация D-Rev выпустила в этом году свой новейший продукт для новорожденных — Brilliance Pro, улучшенную версию своего продукта Brilliance Classic от 2012 года, который лечит желтуху новорожденных современным светолечением.

Brilliance Pro лечит желтуху у новорожденных современным светолечением

Brilliance Pro в действии

Brilliance Pro использует встроенный фотометр, имеет расширенную функциональность и эргономичную форму для более удобной работы в NICU. Продукт стоит около $400.

23. Высокоэффективный протез коленного сустава

Кроме здоровья новорожденных команда D-Rev также работает над обеспечением подвижности взрослых пациентов. В этом году компания выпустила новейшую версию разработки ReMotion Knee, высокопродуктивного протезного коленного сустава, разработанного для пациентов из развивающихся стран.

ReMotion Knee работает со стандартными протезными ножными системами и устойчив к влажному и сырому климату. Его стоимость — всего $80, протезом пользуется уже свыше 7 300 пациентов.

24. Временная татуировка для диабетиков

Пациентам с сахарным диабетом необходимо контролировать уровень сахара в крови много раз в день с помощью болезненного прокола пальца. Поэтому наноконструкторы из Чикагского университета Сан-Диего разработали временную татуировку, которая неинвазивным способом извлекает и измеряет уровень глюкозы в межклеточной жидкости.

Татуировка, которая неинвазивным способом извлекает и измеряет уровень глюкозы в межклеточной жидкости

Временная татуировка у пациента

Татуировка ещё не обеспечивает определение общепринятых номерных уровней сахара в крови, но инженеры говорят, что со временем она будет оснащена функцией Bluetooth, что позволит собирать различные показания. Этот способ также поможет заложить основу для различных вариантов использования технологии, например, для введения лекарств через кожу.

25. Океанический датчик окисления

Конкурсы типа Wendy Schmidt Ocean Health XPRIZE стремятся улучшить наше понимание того, как выделения углекислого газа влияют на морскую жизнь и разрушение пищевой цепочки.

Победитель конкурса Sunburst Sensors разработал передовой датчик, который способен выдерживать длительный мониторинг pCO2 и pH и помогает инструментальным путём понять степень океанского окисления и помогает в сохранении океана.

26. Приложение для слабовидящих пользователей

Программное приложение для iPhone Be My Eyes позволяет «одалживать» свои глаза слепым пользователям. Оно соединяет их с добровольцами по всему миру и даёт возможность использовать видеочат в реальном времени. Видящий человек описывает всё, что находится перед его собеседником, отвечает на любые вопросы. Согласно информации на сайте, это приложение пригодилось уже 115 тыс. слепых.

Программное приложение для iPhone Be My Eyes соединяет слепых пользователей с добровольцами по всему миру

Источник: Mashable.com

Читайте также:

Як розпізнати чат-бота під час листування?

Роботи компаньйони — розвиток індустрії електронних домашніх тварин

Миссия выполнима: как выжить в жару

Добірка українських Telegram-каналів для саморозвитку