Le invenzioni che cambieranno il mondo: tecnologie del futuro

10461

La tecnologia fa passi da gigante, migliora la nostra vita e la rende più facile e veloce in molti campi. Fino a qualche anno fa non avremmo mai immaginato, ad esempio, di poter comunicare con chiunque nel mondo grazie a Internet. Ogni giorno c’è una novità, un progetto, una scoperta, chissà quali invenzioni ci aspettano in futuro!

Questo è un elenco di alcuni dei progetti più entusiasmanti – che si tratti di salute, risolvere la carenza di cibo nel mondo o migliorare la realtà virtuale – che cambieranno il mondo di domani.

Gli occhi artificiali guardano al futuro

Gli occhi bionici sono stati un pilastro della fantascienza per decenni, ma ora la ricerca nel mondo reale sta iniziando a dare i suoi frutti. Sul mercato, infatti, sta arrivando una serie di innovazioni tecnologie che restituiscono la vista a persone con diversi tipi di disabilità visive.

Nel gennaio 2021, i chirurghi israeliani hanno impiantato la prima cornea artificiale al mondo in un uomo di 78 anni cieco bilateralmente. Quando le sue bende sono state rimosse, il paziente poteva nuovamente leggere e riconoscere immediatamente i membri della famiglia. L’impianto si fonde “naturalmente” con il tessuto umano senza che il corpo lo rigetti.

Allo stesso modo, nel 2020, gli scienziati belgi hanno sviluppato un’iride artificiale montata su lenti a contatto intelligenti che correggono una serie di disturbi della vista. Attualmente stanno persino lavorando su impianti cerebrali wireless, in grado di circondare del tutto gli occhi.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

I ricercatori della Montash University, in Australia, stanno lavorando alla sperimentazione di un sistema per aiutare i non vedenti in cui gli utenti indossano un paio di occhiali dotati di una fotocamera. Questo invia i dati direttamente all’impianto, che si trova sulla superficie del cervello e dà all’utente un rudimentale senso della vista.

Aeroporti per droni e taxi volanti

Le nostre città congestionate dal traffico hanno un disperato bisogno di una pausa, ma il sollievo potrebbe venire dall’aria invece che dalle strade. I piani per un diverso tipo di hub di trasporto – uno per i droni di consegna e gli aerotaxi elettrici – stanno diventando realtà, con il primo Urban Air Port che riceve finanziamenti dal governo del Regno Unito.

È in costruzione a Coventry l’hub che sarà uno schema pilota e, si spera, una prova di concetto per l’azienda che sta dietro di esso. Alimentato completamente da un generatore di idrogeno, l’idea è quella di eliminare i tanti furgoni e auto usati per le consegne sulle strade, sostituendoli con un’alternativa pulita sotto forma di un nuovo tipo di piccolo aereo, con progetti in fase di sviluppo da Huyundai e Airbus, tra gli altri.

Le infrastrutture saranno importanti. Organizzazioni come l’Autorità per l’aviazione civile stanno esaminando la creazione di corridoi aerei, che potrebbero collegare un centro città con un aeroporto locale o un centro di distribuzione.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

Tra le invenzioni del futuro, suture intelligenti che rilevano le infezioni

Come fa un medico a sapere quando la ferita di un paziente è infetta? Aspetta che il paziente inizi a mostrare segni di infezione, oppure potrebbe parlare con uno studente delle superiori dell’Ohio che ha sviluppato un’invenzione ingegnosa e salvavita.

All’età di 17 anni, Dasia Taylor ha inventato suture che cambiano colore, dal rosso vivo al viola scuro quando una ferita viene infettata, rilevando un cambiamento nel livello di pH della pelle.

Quando una ferita da un infortunio o da un intervento chirurgico si infetta, il suo pH aumenta da 5 a 9. Taylor ha scoperto che il succo di barbabietola cambia naturalmente colore a un pH di 9 e lo ha usato come colorante per il materiale di sutura.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

Sebbene siano disponibili altre soluzioni (suture intelligenti rivestite con materiale conduttivo possono rilevare lo stato di una ferita dai cambiamenti nella resistenza elettrica e inviare un messaggio a uno smartphone), queste sono meno utili nei paesi in via di sviluppo in cui l’uso dello smartphone non è diffuso.

Mattoni che immagazzinano energia

Gli scienziati hanno trovato un modo per immagazzinare energia nei mattoni rossi usati per costruire le case. I ricercatori guidati dalla Washington University di St Louis, nel Missouri, negli Stati Uniti, hanno sviluppato un metodo in grado di trasformare il materiale da costruzione economico e ampiamente disponibile in “mattoni intelligenti”, in grado di immagazzinare energia come una batteria.

Sebbene la ricerca sia ancora in fase di progetto, gli scienziati affermano che i muri fatti di questi mattoni “potrebbero immagazzinare una notevole quantità di energia, ed essere ricaricati centinaia di migliaia di volte entro un’ora”. I ricercatori hanno sviluppato un metodo per convertire i mattoni rossi in un tipo di dispositivo di accumulo di energia chiamato supercondensatore.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

Ciò ha comportato l’applicazione di un rivestimento conduttore, noto come Pedot, su campioni di mattoni, che sono poi filtrati attraverso la struttura porosa dei mattoni cotti, convertendoli in “elettrodi ad accumulo di energia”. L’ossido di ferro, che è il pigmento rosso nei mattoni, ha aiutato con il processo, hanno detto i ricercatori.

Cani guida robotici

Uno studente della Loughborough University ha progettato un “cane guida robotico” che in futuro aiuterà le persone ipovedenti non in grado di ospitare un vero animale. Il prodotto, disegnato da Anthony Camu, replica le funzioni di un cane guida oltre a programmare percorsi rapidi e sicuri verso le destinazioni utilizzando dati in tempo reale.

Theia, che prende il nome dalla dea titana della vista, è un dispositivo portatile e occultabile che guida gli utenti attraverso ambienti esterni e ampi spazi interni con pochissimo input. Usando uno speciale giroscopio del momento di controllo (CMG), Theia muove le mani degli utenti e li “guida” fisicamente, proprio come tenere il guinzaglio di un cane guida.

Il dispositivo è progettato per elaborare dati online in tempo reale, come la densità del traffico (pedoni e automobili) e il meteo, per guidare gli utenti verso le loro destinazioni in modo accurato e sicuro. Avrà una procedura di sicurezza per scenari ad alto rischio, come l’attraversamento di strade trafficate, spingendo l’utente di nuovo in una “modalità manuale”, simile all’utilizzo di un bastone.

Smartwatch alimentati dal sudore

Gli ingegneri dell’Università di Glasgow hanno sviluppato un nuovo tipo di supercondensatore flessibile, che immagazzina energia, sostituendo gli elettroliti presenti nelle batterie convenzionali con il sudore. Può essere caricato completamente con appena 20 microlitri di fluido ed è abbastanza robusto da resistere a 4.000 cicli dei tipi di flessioni e curve che potrebbe incontrare durante l’uso.

Il dispositivo funziona rivestendo un panno di cellulosa di poliestere in un sottile strato di un polimero, che funge da elettrodo del supercondensatore. Mentre il tessuto assorbe il sudore di chi lo indossa, gli ioni positivi e negativi del sudore interagiscono con la superficie del polimero, creando una reazione elettrochimica che genera energia.

“Le batterie convenzionali sono più economiche e più abbondanti che mai, ma sono spesso costruite utilizzando materiali non sostenibili e dannosi per l’ambiente”, afferma il professor Ravinder Dahiya , capo del gruppo Bendable Electronics and Sensing Technologies (Best), con sede presso l’Università di James Watt School of Engineering di Glasgow.

“Ciò li rende difficili da smaltire in modo sicuro e potenzialmente dannoso in dispositivi indossabili, dove una batteria rotta potrebbe versare liquidi tossici sulla pelle. Quello che siamo stati in grado di fare per la prima volta, è dimostrare che il sudore umano offre una reale opportunità per eliminare completamente quei materiali tossici, con eccellenti prestazioni di carica e scarica”.

Robot viventi

Piccoli robot ibridi realizzati utilizzando cellule staminali da embrioni di rana, potrebbero un giorno essere utilizzati per nuotare intorno al corpo umano in aree specifiche che richiedono medicinali o per raccogliere microplastiche negli oceani.

“Queste invenzioni sono nuove macchine viventi”, ha detto Joshua Bongard, scienziato informatico ed esperto di robotica presso l’Università del Vermont, che ha co-sviluppato i robot di larghezza millimetrica, noti come xenobot. “Non sono né un robot tradizionale né una specie nota di animali. È una nuova classe di artefatti: un organismo vivente e programmabile”.

Realtà virtuale tattile

I ricercatori della Northwestern University hanno sviluppato un prototipo di dispositivo che mira a mettere il tocco alla portata della realtà virtuale, utilizzando un materiale flessibile dotato di minuscoli componenti vibranti che possono essere fissati alla pelle.

Il sistema, noto come VR epidermico, potrebbe essere utile anche in altri casi, da un bambino che tocca un display per trasmettere il gesto a un familiare che si trova altrove, ad aiutare le persone vittime di amputazioni a risentire il senso del tatto.

Nel gioco, potrebbe avvisare i giocatori quando si verifica un colpo sulla parte del corpo corrispondente del personaggio del gioco. Il design del team prevede 32 attuatori vibranti su un sottile polimero siliconico da 15 cm per 15 cm che si attacca alla pelle senza nastro o cinghie ed è privo di batterie e fili di grandi dimensioni.

Utilizza la tecnologia NFC (Near Field Communication), oggi presente in molti smartphone per il pagamento mobile e per trasferire i dati. “Il risultato è un sistema sottile e leggero che può essere indossato e utilizzato senza limitazioni a tempo indeterminato”, afferma il professor John A Rogers, che ha lavorato al progetto.

Gli scienziati sperano che la tecnologia del futuro possa alla fine trovare la sua strada nell’abbigliamento, consentendo alle persone con protesi di indossare magliette VR che comunicano il tocco attraverso la punta delle dita.

Microsatellite Hiber

Sembra che non possiamo vivere senza Internet, ma solo circa la metà della popolazione mondiale è connessa. Ci sono molte ragioni per questo, incluse ragioni economiche e sociali, ma per alcuni semplicemente non è accessibile perché non hanno connessione.

Google sta lentamente cercando di risolvere il problema utilizzando palloncini di elio per teletrasportare Internet in aree inaccessibili, mentre Facebook ha abbandonato i piani per fare lo stesso utilizzando i droni, il che significa che aziende come Hiber stanno rubando l’idea.

Hanno adottato un approccio diverso, lanciando la propria rete di microsatelliti delle dimensioni di una scatola da scarpe nell’orbita terrestre bassa, che attivano un modem collegato al computer quando sorvolano e forniscono i dati.

I loro satelliti orbitano attorno alla Terra 16 volte al giorno e sono già utilizzati da organizzazioni come The British Antarctic Survey, per fornire l’accesso a Internet ai punti estremi del nostro pianeta.

Potenza del caffè

L’industria del caffè di Londra crea oltre 200.000 tonnellate di rifiuti ogni anno, quindi cosa ne facciamo? La grande idea dell’imprenditore Arthur Kay è quella di utilizzare la sua azienda, bio-bean , per trasformare l’85% dei rifiuti di caffè in biocarburanti per il riscaldamento degli edifici e l’alimentazione dei trasporti.

Il suono che spegne gli incendi boschivi

Un giorno gli incendi boschivi potrebbero essere affrontati da droni che producono forti rumori, diretti verso gli alberi sottostanti. Poiché il suono è costituito da onde di pressione, può essere utilizzato per disturbare l’aria che circonda un incendio, interrompendo essenzialmente l’apporto di ossigeno al carburante.

Alla giusta frequenza, il fuoco si spegne semplicemente, come hanno recentemente dimostrato i ricercatori della George Mason University in Virginia con il loro estintore sonico. Apparentemente, le frequenze basse funzionano meglio.

Batterie per auto che si ricaricano in 10 minuti

La ricarica rapida dei veicoli elettrici è vista come la chiave per il loro utilizzo, quindi gli automobilisti possono fermarsi in una stazione di servizio e caricare completamente la loro auto nel tempo necessario per prendere un caffè e usare il bagno, non prendendo più di una pausa convenzionale .

Ma la ricarica rapida delle batterie agli ioni di litio può degradare le batterie, affermano i ricercatori della Penn State University negli Stati Uniti. Questo perché il flusso di particelle di litio note come ioni da un elettrodo all’altro per caricare l’unità e mantenere l’energia pronta per l’uso non avviene in modo uniforme con la ricarica rapida a temperature più basse.

Tuttavia, ora hanno scoperto che se le batterie potessero riscaldarsi fino a 60 °C per soli 10 minuti e poi raffreddarsi rapidamente a temperatura ambiente, non si formerebbero picchi di litio e si eviterebbero danni da calore.

Il design della batteria che hanno ideato è autoriscaldante, utilizzando una sottile lamina di nichel che crea un circuito elettrico che si riscalda in meno di 30 secondi per riscaldare l’interno della batteria. Il raffreddamento rapido che sarebbe necessario dopo che la batteria è stata caricata verrebbe effettuato utilizzando il sistema di raffreddamento progettato nell’auto.

Il loro studio, pubblicato sulla rivista Joule , ha mostrato che potevano caricare completamente un veicolo elettrico in 10 minuti.

Etichette alimentari intelligenti

Le case del Regno Unito buttano dal 30 al 50% di ciò che acquistiamo dai supermercati, afferma un rapporto del 2013 dell’Institution of Mechanical Engineers.

Secondo lo studio, siamo guidati dalle date “da consumarsi entro” e “da consumarsi preferibilmente entro” sulle confezioni degli alimenti, che sono conservate in modo prudente perché sono guidate dal desiderio dei negozi di evitare azioni legali.

Un’invenzione chiamata “Bump Mark” potrebbe cambiare tutto questo. Originariamente sviluppata per i non vedenti, è un’etichetta che all’inizio è liscia al tatto ma diventa più irregolare e ruvida man mano che il cibo si deteriora. E poiché decade alla stessa velocità di qualsiasi cibo a base di proteine ​​all’interno, è molto più accurato delle date di scadenza stampate.

Camion a guida autonoma

Ci siamo quasi abituati all’idea delle auto senza conducente prima ancora di vederne una sulle strade. In realtà, presto potremmo presto vedere molti più camion senza il conducente: dopotutto, la logistica fa girare il mondo.

Saranno più economici da gestire rispetto alle normali piattaforme, guidando in modo più fluido e quindi consumando meno carburante.

I computer non si stancano mai o hanno bisogno di pause di comfort, quindi percorreranno percorsi più lunghi. E potranno guidare in convogli, muso contro coda, per ridurre al minimo la resistenza al vento.

Aziende come Mercedes e Peloton stanno già esplorando queste possibilità e, se i guadagni promessi si concretizzeranno, le compagnie di trasporto merci potrebbero aggiornare intere flotte da un giorno all’altro.

Il rovescio della medaglia: questa tecnologia potrebbe portare immediatamente i conducenti a perdere il lavoro, compreso il personale alle fermate dei camion allestite per assisterli. Molte aziende, però, hanno affermato che i camion avranno ancora bisogno di un passeggero umano per garantire che il loro carico sia sicuro.

Rimozione del tatuaggio senza dolore

Hai un tatuaggio di cui ora ti penti? Potrebbe presto esserci un’alternativa più delicata ed economica alla rimozione laser. Il dottorando Alec Falkenham negli Stati Uniti ha scoperto come sfruttare una proprietà del sistema immunitario del tuo corpo.

Ha sviluppato una crema che fornisce farmaci ai globuli bianchi chiamati “macrofagi” (dal greco “gran mangiatori”), inducendoli a rilasciare l’inchiostro che hanno assorbito per proteggere la pelle durante il processo di tatuaggio.