برترین نوآوری های سال ۲۰۲۲ چه بودند؟

پیامدهای پس از همه‌گیری کووید-۱۹ و همچنین وقوع جنگ روسیه با اوکراین موجب تورم جهانی در مقیاس بزرگ شده است و از آنجایی که بدترین اثرات بر حوزه انرژی متمرکز است و بار مالی بر خانواده‌ها تحمیل شده است، نوآوری‌ها بیشتر متمایل به این زمینه ایجاد شده و این چالش منجر به افزایش علاقه به ابداع راه حل‌های پاک‌تر شده است.

نوآوران و مهندسان فقط به سراغ انرژی‌های تجدیدپذیر و راه حل‌های جدید نرفته‌اند. آنها همچنین مراقبت‌های بهداشتی را با ابداع واکسن‌ها و چاپ سه بعدی اعضای بدن متحول کرده‌اند. آنها استادیوم‌های جدیدی را طراحی کردند که پس از مدتی استفاده قابل جمع آوری هستند، با توسعه فناوری باتری‌ها و فناوری خودران، خودروهای برقی خودران را از بند محدودیت رهانیده‌اند، واقعیت مجازی فراگیرتری ایجاد کردند و ربات‌های مبتنی بر هوش مصنوعی جدیدی را توسعه دادند که می‌توانند با انسان گفتگو کنند و به سوالات بی‌شماری پاسخ دهند و به تولید و ترجمه و چکیده گیری مقالات بپردازند و همچنین داده‌های متنی را به تصویر تبدیل کنند.

روزی که خودروهای الکتریکی جایگزین موتورهای احتراقی شوند، به دلیل پیشرفت در فناوری باتری و هوش مصنوعی در حال نزدیک شدن است و این تنها جایی نیست که هوش مصنوعی در حال نفوذ است. برخی دیگر از کاربردهای هوش مصنوعی شامل تولید تصویر، بازتولید صداها و بررسی کیفیت داروها و نوشیدنی‌ها است.

از طرفی، کوچک‌سازی و بهینه‌سازی وسایل الکترونیکی و حسگرها، ردیاب‌های تناسب اندام را قادر می‌سازد تا به اندازه یک حلقه روی انگشت کوچک شوند.

البته تخیل مهندسان و نوآوران فقط به زمین محدود نشده و با ابداع راه‌های جدید در رسیدن به فضا، ارسال محموله‌ها به مدار را ارزان‌تر و آسان‌تر از همیشه کرده‌اند و به لطف تلسکوپ فضایی جیمز وب اکنون بشر بیش از هر زمان دیگری در تاریخ، در مورد اسرار جهان می‌آموزد.

اکنون در سال جدید خورشیدی بنا داریم این موفقیت‌های شگرف دنیای علم و فناوری را با هم جشن بگیریم. ما در این گزارش مفتخریم که شما را برای معرفی برترین نوآوری‌های سال ۲۰۲۲ میلادی همراه کنیم و نگاهی به تمام پیشرفت‌هایی که در این سال خاص رقم خورده بیاندازیم.

DALL-E؛ رباتی که از متن تصویر می‌سازد

جدیدترین اخبار پیرامون هوش مصنوعی مربوط به هوش مصنوعی‌های تولیدکننده تصویر و البته چت‌بات ChatGPT است.

این ابزارهای تولیدکننده تصویر، یک پیام متنی را دریافت می‌کنند و آن کلمات را به یک تصویر یا نقاشی تبدیل می‌کنند. نوشتن یک پیام متنی تنها کاری است که کاربر نهایی باید انجام دهد تا یک اثر هنری چشم نواز به دست آورد، اثری که احتمالا می‌تواند آن را به مسابقات هنری نیز ارائه دهد و حتی برنده جایزه شود.

شناخته شده‌ترین ابزارها در این حوزه ربات‌ها DALL-E ۲، Midjourney و Stable Diffusion هستند. آنها برای استفاده عموم آزاد هستند و هر کسی می‌تواند برای تولید آثار هنری از آنها استفاده کند.

شرکت گوگل نیز تولید کننده تصویر هوش مصنوعی خود به نام Imagen را دارد که فعلا برای عموم منتشر نمی‌شود، زیرا می‌خواهد کلیشه‌های جنسیتی و سوگیری نسبت به تولید تصاویر افراد با پوست روشن‌تر را از آن حذف کند.

ربات‌های گفتگوگر و نویسنده به خصوص ربات هوش مصنوعی ChatGPT نیز احتمالا این روزها دیگر نیاز به معرفی ندارند. آنها که در اصل برای پاسخ به سوالات و مقاله و چکیده نویسی در حوزه علم و دانش طراحی شده‌اند، به قدری شگفت انگیز هستند که توجه همگان را به خود جلب کرده‌اند و بسیاری از جمله خود شرکت گوگل آنها را تهدید کننده موتورهای قدرتمند جستجو می‌دانند.

در این میان مانند دیگر فناوری‌های نوین، بسیاری از کشورها در مقابل آن جبهه گرفته‌اند، چرا که بیم آن دارند که مبادا دانش آموزان و دانشجویان از آنها برای تقلب استفاده کنند، اما کشورهایی نظیر امارات نیز وجود دارند که با آغوش باز از آنها استقبال کرده‌اند. این کشور می‌خواهد به زودی از آنها به عنوان یک دستیار هوشمند برای آموزگاران در سیستم آموزشی خود بهره ببرد.

فناوری باتری سیلیکونی

اغلب باتری‌های لیتیوم-یونی از گرافیت برای آند خود استفاده می‌کنند و پژوهشگران آن را به دلیل هزینه کم، فراوانی، چگالی انرژی بالا، چگالی توان و عمر چرخه بسیار طولانی، «آند کامل» می‌نامند. آندهای گرافیت دارای ظرفیت ویژه ۳۵۰ میلی‌آمپر بر گرم هستند که دو برابر باتری‌های نیکل-فلز هیدرید است.

پژوهشگران برای بیش از یک دهه می‌دانستند که آندهای سیلیکونی می‌توانند این ظرفیت خاص را حتی بیشتر افزایش دهند و می‌گویند حد نظری سیلیکون بیش از ۱۰ برابر گرافیت یا حداقل از نظر عملی، دو برابر آن است.

مشکل این است که خواصی که آندهای سیلیکونی را برای ذخیره انرژی در باتری‌های لیتیوم-یونی مناسب می‌سازد، همان خواصی است که باعث می‌شود آنها به سرعت تجزیه شوند.

اکنون پودر سیلیکون-کربن با پنج برابر ظرفیت و تا ۵۰ درصد چگالی انرژی بیشتر از گرافیت معمولی برای آند باتری را یک راه حل احتمالی می‌دانند. این ماده می‌تواند معادله انرژی برای خودروهای برقی دوربرد را با شارژ سریع‌تر و باتری حالت جامد حل کند.

خودروی تغییر رنگ دهنده

شرکت بی‌ام‌و(BMW) در سال گذشته با معرفی خودروی BMW iX Flow فناوری تغییر رنگ را که پیش از این فقط در فیلم‌های جاسوسی شاهد بودیم، به دنیای واقعی آورد.

بدنه این خودروی تمام الکتریکی با فناوری نمایشگر منعطف موسوم به E Ink به معنای جوهر الکترونیکی پوشانده شده است. بی‌ام‌و می‌گوید تغییر رنگ بین روشن و تاریک می‌تواند مصرف انرژی را بهبود بخشد، زیرا سطوح سفید نور بیشتری نسبت به سطوح تیره منعکس می‌کنند. این بدان معناست که وقتی E Ink روی رنگ سفید تنظیم شود، فضای داخلی مطبوع‌تر خواهد بود.

نکته قابل توجه این است که این فناوری، مصرف انرژی باتری خودروی الکتریکی را کاهش می‌دهد و برد آن را بهبود می‌بخشد.

عکس این موضوع نیز برای روزهای سرد صادق است. در روزهای سرد راننده می‌تواند خودرو را به رنگ تیره تغییر دهد تا گرمای بیشتری از خورشید جذب کند.

بی‌ام‌و موارد استفاده متفاوتی برای این فناوری، مانند نمایش اطلاعات روی سطح خودرو ذکر کرده است. این فناوری همچنین می‌تواند الگوهای مختلف، طرح‌های راه‌راه‌ یا طرح‌های دلخواه دیگری را بر روی خودرو ایجاد کند تا با روحیه راننده مطابقت داشته باشد.

گفتنی است که جوهر الکترونیکی(E Ink) در هنگام تغییر حالت رنگ فقط به برق نیاز دارد.

بطری آب هوشمند شرکت اپل

نوشیدن آب کافی در طول روز و اصطلاحا هیدراته ماندن برای سلامتی مطلوب، حیاتی است. همه این را می‌دانند، اما دانستن اینکه دقیقاً چقدر باید آب نوشید، اغلب دشوار است. بنابراین شرکت اپل در کنار پیشبرد فناوری‌های الکترونیکی، بطری آب هوشمند HidrateSpark Pro را با هدف بهبود سلامتی عمومی و حذف حدس و گمان از میزان آب نوشیدن طراحی کرده است.

این بطری آب که با خلاء عایق‌ شده و از جنس فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر بو و نشکن ساخته شده است، یک نی در آن گنجانده شده است. اما شاید بهترین قسمت آن، قسمت انتهایی پوشیده با LED آن باشد.

این قسمت دارای بلوتوث است و به شما یادآوری می‌کند که برای هیدراته ماندن، یک مقدار آب بیشتر بنوشید. همچنین با برنامه Apple Health جفت می‌شود و میزان مصرف مایعات شما را ردیابی می‌کند و زمان‌بندی و یادآوری‌ها را بر اساس شناخت از شما و معیارهای تناسب اندام تنظیم می‌کند.

باتری قابل شارژ آن بین ۱۰ تا ۱۴ روز دوام دارد و همچنین با Apple Watch سازگار است تا با آن هشدارهای نظارتی و اعلان‌ها را منتقل کند.

سردوش هوشمند Hai

فناوری‌های هوشمند برای تمام قسمت‌های خانه ما در حال توسعه هستند و این بار این حمام است که با نوآوری جدید همراه شده است.

سردوش Hai یک سردوش هوشمند با نصب و جداسازی آسان است که حتی در هنگام صرفه‌جویی در مصرف آب نیز فشار آب خوبی به شما می‌دهد و با محدودترین استانداردهای مصرف آب مطابقت دارد. این سردوش همچنین دارای پاشش قابل تنظیم، از پخش یک مه آب گرم تا فواره‌های کوبنده آب است.

تا اینجا جالب به نظر می‌رسد، اما هوشمندی واقعی در برنامه همراه و سخت افزار داخل این سردوش است. سردوش Hai یک حسگر بلوتوث کم مصرف در خود دارد که توسط یک توربین کوچک از فشار آب تغذیه می‌کند و حسگر، دما و جریان را اندازه‌گیری می‌کند. یک LED  روی دوش به شما امکان می‌دهد بفهمید که چه زمانی آب شما در دمای دلخواه شما قرار دارد و زمانی که به هدف مصرف آب از پیش تعیین‌شده خود برسید، تغییر رنگ می‌دهد. این سیستم نیازی به مداخله کاربر ندارد و تلاش‌های حفاظتی را شبیه‌سازی می‌کند که برای قبض آب و البته حفظ سیاره ما خوب است.

کیت‌های برق EcoFlow

ذخیره انرژی برای استفاده در آینده هرگز آسان نبوده است و اکنون پیشرفت‌ها در فناوری باتری‌ها، شارژ و پنل‌های خورشیدی موجب کاهش وابستگی ما به شبکه برق شده است.

EcoFlow دارای اکوسیستم قابل توجهی از نیروگاه‌های قابل حمل است، اما دستگاهی که در سال ۲۰۲۲ معرفی کرد، زندگی ۲۴ ساعته بدون نیاز به اتصال به شبکه برق شهری را آسان‌تر می‌کند.

کیت‌های برق EcoFlow یک راه‌حل برقی اتصال مداوم متناسب برای زندگی کمپینگی، خانه‌های کوچک یا حتی خانه‌های بزرگ‌تر است. قلب این کیت را باتری‌های لیتیوم- آهن-فسفات هوشمند نیرو می‌دهند که در ظرفیت‌های ۲ کیلووات‌ساعت یا ۵ کیلووات‌ساعت عرضه می‌شوند و دما، شارژ و تخلیه شارژ را خودشان تنظیم می‌کنند.

اگر باتری‌ها قلب آن باشند، مغز آن چیزی به نام پاور هاب(Power Hub) است که شامل تمام اجزای مورد نیاز برای ذخیره انرژی خورشیدی است. این شامل دو کنترل کننده شارژ خورشیدی با حداکثر توان ردیابی(MPPT)، یک شارژ کننده باتری DC-DC، یک شارژر معکوس کننده و یک مبدل کاهنده DC-DC است.

شاید بهترین بخش آن این است که می‌توانید یک پنل توزیع هوشمند AC/DC اضافه کنید که ورودی‌های AC و DC را ممکن می‌کند. همچنین دارای برنامه کنترل و نظارت کامل چه با بلوتوث و چه از راه دور با اتصال وای-فای است.

تلویزیون تاشوی C Seed

سازندگان تلویزیون روش‌های مختلفی را برای پنهان کردن ‌نمایشگر در زمانی که از آن استفاده نمی‌کنید، از تبدیل شکل آن به یک قاب عکس گرفته تا لوله کردن آن در یک پایه آزمایش کرده‌اند. اکنون گزینه دیگری وجود دارد که می‌توانید با آن تلویزیون خود را زیر کفپوش خانه خود پنهان کنید.

تلویزیون تاشوی C Seed M۱ با طراحی تاشونده شایسته تحسین است. این محصول از شش پنل MicroLED بهره می‌برد که با دقت زیرمیلی‌متری باز می‌شوند تا یک تلویزیون ۴K ایجاد کنند. همچنین شما مانند یک نمایشگر تاشوی OLED هیچ گونه چین و چروکی را در آن مشاهده نخواهید کرد، زیرا این تلویزیون از پنل‌های جداگانه با فناوری کالیبراسیون شکاف تطبیقی استفاده می‌کند تا حاشیه‌ها را تقریباً نامرئی کند.

البته هزینه تصاحب این نوآوری بالاست و برای در اختیار داشتن آن باید ۴۰۰ هزار دلار برای مدل ۱۶۵ اینچی بپردازید، با توجه به اینکه این مبلغ بدون در نظر گرفتن هزینه‌های معمار و بنایی و استقرار چنین تلویزیونی برای قرارگیری زیر کفپوش شما در هنگام عدم استفاده است.

این شرکت همچنین نسخه‌ای دارد که نیازی به نصب ندارد و در هنگام عدم استفاده به جای زیر زمین پنهان شدن، به یک مجسمه آلومینیومی بزرگ تبدیل می‌شود. قیمت این مدل موسوم به N۱ برای اندازه صفحه نمایش ۱۰۳ اینچی از ۱۹۰ هزار دلار شروع می‌شود که دارای بلندگوهای ۱۰۰ واتی و پنج ورودی HDMI است.

انگشتر هوشمند موانو

پوشیدنی‌های تناسب اندام بخشی از زندگی روزمره ما هستند و طبق گزارش‌ها، بازار آنها سالانه توسط مصرف‌کنندگانی که خواهان زندگی سالم‌تری هستند، ۱۷.۵ درصد رشد می‌کند. این پوشیدنی‌ها معمولاً دور مچ دست بسته می‌شوند، اما برخی از آن‌ها نیز برای کار به شکل حلقه‌های هوشمند کوچک شده‌اند.

شرکت موانو(Movano) در حال آماده سازی حلقه هوشمند خود است که هدف آن فراهم کردن امکان نظارت بر بیماری‌های مزمن است. هنگامی که این انگشتر را دست می‌کنید، سطح اکسیژن خون، میزان کالری سوزانده شده، ضربان قلب و تغییرات آن، تنفس، مدت خواب و دما را اندازه‌گیری می‌کند و همچنین گام ‌شماری می‌کند.

این داده‌ها در قالبی با دسترسی آسان و توصیه‌های متناسب ارائه می‌شوند، مانند نشان دادن اینکه چگونه ورزش بر خواب یا روند تغییرات تپش قلب شما تأثیر می‌گذارد.

فناوری مینیاتوری موانو چشمگیر است، اما چیزی که واقعاً آن را به یک گجت پیشگام تبدیل می‌کند، اولین رویکرد طراحی زنانه این شرکت است.

این شرکت همچنین می‌خواهد در صورت مجوز گرفتن از سازمان غذا و داروی آمریکا(FDA) پس از اتمام کارآزمایی‌های بالینی، دستگاه‌های خود را برای ارائه نظارت بر شرایط پزشکی مانند پایش غیرتهاجمی میزان گلوکز خون و همچنین اندازه‌گیری فشار خون به بازار عرضه کند.

ریموت اکوی سامسونگ

سامسونگ برای اولین بار در سال ۲۰۲۱ با اضافه کردن یک پنل خورشیدی، باتری‌های قابل تعویض را از ریموت‌های جدید خود موسوم به Eco Remote حذف کرد، ریموتی که برای شارژ شدن حتما نیاز به نور خورشید ندارد و می‌تواند حتی از منابع نور مصنوعی نیز برای شارژ شدن استفاده کند.

این ابتکار موجب کاهش قابل توجه باتری‌هایی می‌شود که راهی محل‌های دفع و دفن زباله می‌شوند و همچنین کاربران را از تعویض باتری‌ها یا انتظار کشیدن برای شارژ شدن باتری‌ها نجات داد.

سامسونگ برای سال ۲۰۲۲ از این هم فراتر رفت و کاری کرد که Eco Remote بتواند انرژی مورد نیاز خود را از امواج رادیویی مانند سیگنال‌های وای-فای نیز تامین کند. این بدان معناست که کاربران دیگر هرگز نگران تمام شدن شارژ ریموت خود نیستند.

این دستگاه از آنتن‌های جمع‌آوری فرکانس رادیویی(RF) برای ایجاد بار الکتریکی ذخیره‌شده در خازن‌ها برای تغذیه کنترل از راه دور استفاده می‌کند. کنترل از راه دور Eco جدید هرگز به باتری و انرژی خورشیدی نیاز ندارد، اما با این وجود می‌توان آن را از طریق یک درگاه USB-C نیز شارژ کرد.

عینک واقعیت افزوده جمع و جور

با تمام صحبت‌هایی که در مورد زندگی در متاورس وجود دارد، فناوری مورد نیاز برای قدم گذاشتن در دنیای مجازی که واقعاً همه‌جانبه باشد، هنوز به دست نیامده است. فناوری واقعیت افزوده(AR) می‌تواند پله‌ای برای رسیدن به این جایگاه باشد و کالاها، تجربیات و ابزارهای مجازی را به دنیایی که روزانه می‌بینیم بیاورد.

فناوری واقعیت افزوده در ابتدا به معنای هدست‌های حجیم مانند Magic Leap یا هولولنز مایکروسافت یا گوگل لنز بود، اما اکنون به دستگاه‌های روزمره نزدیک‌تر شده است و می‌توان گوشی‌های هوشمند را با عینک‌های باریک واقعیت افزوده که شبیه عینک آفتابی هستند، جایگزین کرد.

شرکت‌هایی مانند Viture یا Nreal به عینک‌های باریک خود صفحه‌های مجازی موثری داده‌اند که توسط نمایشگرهای کوچک OLED در میدان دید شما با وضوح فول اچ‌دی فعال می‌شود.شرکت‌هایی مانند Viture یا Nreal به عینک‌های باریک خود صفحه‌های مجازی موثری داده‌اند که توسط نمایشگرهای کوچک OLED در میدان دید شما با وضوح فول اچ‌دی فعال می‌شود.

مهم‌ترین مزیت آن در حال حاضر پخش ویدیوها به شکل شخصی و با رعایت حفظ حریم خصوصی است، بنابراین می‌توانید آنچه را که می‌خواهید، در جایی که می‌خواهید تماشا کنید، در حالی که نیازی به یک صفحه نمایش خارجی ندارید و کسی هم نمی‌توان فضولی کند چون همه چیز در فاصله اندکی از چشمان شما در حال نمایش است.

البته در حالی که این ابتکار، احتمالاً افراد بیشتری را به سمت واقعیت افزوده می‌کشد، اما این عینک‌ها همچنان به یک دستگاه خارجی برای پخش محتوا نیاز دارند که با توجه به پیشرفت سریع فناوری، مدت زیادی طول نخواهد کشید تا عینک‌های واقعیت افزوده هم ابعاد باریک و جمع و جوری داشته باشند و هم در عین حال به یک دستگاه ثانویه وابسته نباشند.

شاید دستگاهی که از آن حرف می‌زنیم، همان عینک مورد انتظار شرکت اپل موسوم به Apple Glass باشد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا

ناسا قدرتمندترین تلسکوپ فضایی جهان را در سال ۲۰۲۲ راه‌اندازی کرد. تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) در حال حاضر یک میلیون مایل دورتر از زمین در حال چرخش به دور دومین نقطه لاگرانژی خورشید-زمین یا L۲ است.

این تلسکوپ فضایی شگفت انگیز طی ۲۰ سال آینده به اجرامی آسمانی اشاره خواهد کرد که تا ۱۳.۶ میلیارد سال پیش قدمت دارند، یعنی درست چند صد میلیون سال پس از مه‌بانگ و تولد هستی که طی آن ماده به سرتاسر جهان پرتاب شده است.

این تلسکوپ طی همین مدت کوتاه نیز با نگاه کردن به جهان در طیف نور فروسرخ نزدیک، تصاویر خیره کننده‌ای را ثبت و مخابره و درک بشر از دنیای پیرامونش را دستخوش تغییر کرده است.

برنامه‌های آینده رصدی جیمز وب شامل رصد ۱۰۰ کهکشان به طور همزمان، ۶ عدد از دورترین و درخشان‌ترین اختروش‌ها، بررسی جو سیارات فراخورشیدی شناخته شده موسوم به اَبَرزمین‌ها، مشاهده نحوه ایجاد سیارات و ستاره‌ها و همچنین رصد مناطق معروفی مانند ستون‌های آفرینش است. همچنین بر روی اجرام نزدیک‌تر به زمین مانند سیاره مشتری و قمرهایش، سیارک‌ها و اجرام نزدیک به زمین تمرکز خواهد کرد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب مانند تلسکوپ فضایی هابل به درک و دانش ما در مورد جهان هستی و جایگاه ما در آن می‌افزاید.

خودرویی پوشیده شده از پنل‌های خورشیدی

وسایل نقلیه الکتریکی آینده دنیای خودرو هستند و با تغییرات در مقررات دولتی، رفتار مصرف کنندگان و پیشرفت‌های تکنولوژیکی این انتقال را تسریع می‌کنند.

یکی از این پیشرفت‌ها در فناوری پنل‌های خورشیدی است که هم در راندمان تبدیل نور خورشید به برق قابل استفاده و هم در قابلیت استفاده به طوری که بتوان از آن در سطوح بیشتری استفاده کرد، حاصل شده است.

خودروساز آلمانی سونو موتورز(Sono Motors) به تنهایی بیش از ۳۰ حق ثبت اختراع در مورد پنل‌های خورشیدی دارد که تمام سطح بیرونی اولین خودروی تمام الکتریکی آن موسوم به Sion را پوشش می‌دهد.

این خودروی برقی خورشیدی در حال حاضر بیش از ۴۲ هزار پیش‌سفارش با عرضه برنامه‌ریزی شده برای نیمه دوم سال ۲۰۲۳ دارد و انتظار می‌رود قیمت آن در ایالات متحده ۲۵ هزار دلار باشد، در حالی که قیمت آن در اروپا ۲۹۹۰۰ یورو خواهد بود.

خودروی Sion دارای ۴۶۵ نیم‌سلول خورشیدی یکپارچه است که تمام خودرو از جمله سقف، گلگیرها، درها، کاپوت و صندوق عقب را پوشش می‌دهند. این پنل‌ها باتری‌های لیتیوم-آهن-فسفات با قدرت ارائه ۱۹۰ مایل پیمایش مسیر را شارژ می‌کنند و در صورتی که برای شارژ آنها از برق شهری کمک گرفته نشود، در هفته ۶۹ مایل(۱۱۲ کیلومتر) برد خواهند داشت.

البته در ماه‌های آفتابی‌تر، این میزان شارژ دو برابر می‌شود و تا ۱۵۲ مایل(۲۴۵ کیلومتر) برد اضافی هفتگی به کاربر می‌دهد.

ماموریت شرکت سونو موتورز ارائه انرژی خورشیدی به همه خودروهای برقی است، چرا که معتقد است این روش مقرون به صرفه است و دلیلی ندارد که آن را توسعه ندهیم.