Загрузил sofya.dyakova07

Электромобили

реклама
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя школа № 1 с углубленным изучением отдельных предметов
г. Котово» Котовского муниципального района Волгоградской области
РЕФЕРАТ
Фантастические изобретения, ставшие реальностью
Работу выполнила:
Дьякова Софья,
ученица 8 «А» класса
Руководитель:
Бурычев Б.Г., учитель физики
Котово, 2022
Оглавление
Введение ....................................................................................................... 3
1. Экзоскелет ............................................................................................... 4
1.1. История экзоскелета ................................................................................................. 4
1.2. Экзоскелеты сейчас ................................................................................................... 5
2. VR-Технологии ....................................................................................... 6
2.1 История VR-технологии ............................................................................................ 6
2.2 Современные VR-гарнитуры ................................................................................... 6
3. 3-D печать................................................................................................ 8
3.1 История 3-D печати .................................................................................................... 8
3.2 3-D печать: наши дни................................................................................................. 9
Заключение ............................................................................................... 10
Список сокращений................................................................................. 11
Список литературы, Интернет-источников ....................................... 12
2
Введение
Электромобили, мобильные телефоны, беспроводной Интернет, 3-D печать и многое, многое другое. Казалось бы, что еще можно придумать и изобрести в наш технологичный век. Однако пытливый и живой человеческий ум
не останавливается на достигнутом. Каждый день изобретатели, инженеры,
техники пытаются создать все новые и новые невероятные вещи. Некоторые –
действительно полезные, другие – вызывают лишь улыбку, но это не мешает
создателями придумывать все больше новинок.
Источниками вдохновения для изобретателей являются не только их
гениальные идеи или необходимость создания нужного оборудования, но и
творчество писателей-фантастов и режиссеров, снимающих фантастические
фильмы.
Различные невероятные приспособления, которые казались еще недавно неосуществимыми и возможными только на страницах научной фантастики, трудом этих творческих личностей, в наше время стали не просто реальными, а зачастую обыденными вещами, без которых мы уже не представляем
повседневной жизни.
Чего стоит, например, бионические протезы, создаваемы для людей с
ограниченными возможностями или гигантские телевизионные экраны, о которых люди еще 40 лет назад не могли даже подумать, а сейчас нас не удивишь телевизором и в 2,5 м по диагонали.
Целью данной работы является демонстрация того, что даже самая фантастическая идея может стать реальностью.
Чтобы в этом убедиться мы познакомимся с некоторыми изобретениями, которые авторы фантастки создали в своих произведениях, а потомки
смогли воплотить в жизнь.
3
1. Экзоскелет
Как бы ни было развито общество будущего, человек в нем попрежнему остается хрупкой и ненадежной конструкцией. Наверное, именно
этим и объясняется засилье в научной фантастике всевозможных вариаций на
тему рыцарских доспехов, призванных исправить естественный недостаток
человеческой природы. Особенно в условиях войны с большим количеством
опасностей.
От «Звездного десанта» (1959) Роберта Хайнлайна до «Аватара» (2009)
Джеймса Кэмерона неизменным спутником
воина будущего был экзоскелет, призванный увеличить физические возможности
солдата. Впрочем, не только солдата — в
«Чужих» (1986) фигурирует изначально
обычный экзоскелет-погрузчик, которому
тоже находится боевое применение.
1.1. История экзоскелета
Рис. 1. Экзоскелет
в представлении фантастов
Первые
разработки
экзоскеле-
тов относятся ещё к 19 веку.
Изобретатель Николай Ягн в 1890 году запатентовал так называемый
«эластипед», предназначенный для облегчения передвижения солдат. В основе механизма лежала система пружин, увеличивающая силу человека при
движении вверх. Однако рабочий прототип так и не был создан. Первый
функционирующий экзоскелет появился в 1960-х годах. Разработки велись
компанией Hardiman при поддержке Министерства обороны СШA. Механизм
весил 680 кг и был способен поднимать грузы весом до 110 кг. Но проект так
и не смог развиться в полноценно функционирующую систему из-за проблем
с управлением.
4
1.2. Экзоскелеты сейчас
Сегодня экзоскелеты используются не только в военных целях, но и для
решения медицинских и промышленных задач. В 2017 году немецкий исследовательский центр Clinatec продемонстрировал экзоскелет, призванный помочь полностью парализованным людям. Конструкция весом 65 кг управляется при помощи датчиков, имплантированных в череп и считывающих импульсы от зон мозга, отвечающих за движения. А в Японии экзоскелеты уже используются для облегчения жизни пожилым людям. Конструкция доступна
рядовым жителям страны, может использоваться в быту и позволяет поднимать вес до 55 фунтов. Стоимость экзоскелетов для японцев колеблется от
$1300 (Innophys) до $5500 (Atoun Model Y от Toyota).
До сих пор главные проблемы всех реально созданных боевых экзоскелетов — это чрезвычайно
большая масса и отсутствие подходящих источников
питания, так что и американский TALOS, и российский ЭО-01.02 — это скорее эксперименты в сфере
будущих костюмов космического десанта. Однако
гораздо ближе к широкому применению медицинские экзоскелеты для людей, восстанавливающихся
после травм или имеющих проблемы с опорноРис. 2. Российский военный
экзоскелет ЭО 01.02 разработки «ГБ Инжениринг»
двигательным аппаратом (Cyberdyne HAL, ReWalk,
REX Boinic). Сейчас ученые работают над тем, что-
бы сделать подобные устройства не только эффективными, но и доступными
по цене.
5
2. VR-Технологии
Дети Марти Макфлая из культовой серии фильмов 80-ых годов "Назад в
будущее" смотрят видео, делают фотографии и отвечают на звонки в специальных очках, сидя на кухне с близкими. Фильм угадал главную тенденцию
XXI века: стремление всегда быть онлайн.
Рис. 3. Кадры из фильма
«Назад в будущее-2». 1989 г.
Действие
картины,
напомним,
происходит в 2015 году, и пять лет назад
многие
сетовали,
что
машины
и
скейтборды по-прежнему не летают. И
хотя сейчас мы используем в основном
мобильные устройства, сотовые, которые не очень удобно всегда держать в
руке, возможно, просто нужно подождать еще лет 20 и они уступят место VRили AR-очкам.
2.1 История VR-технологии
Вначале 90-х SEGA объявила о работе над гарнитурой SEGA VR, которая предназначалась для аркадных игр и консоли Mega Drive. Дизайн гарнитуры был создан под влиянием популярных фильмов, таких как Робокоп, и
представлял собой козырек с ЖК-дисплеями, стереонаушниками и датчиками отслеживания движений головы. Однако гарнитура так и не была выпущена из-за беспокойства компании о здоровье пользователей.
Уже в 1995 году Nintendo выпускает консоль Virtual Boy, на которой
можно было играть в 3D-монохромные видеоигры. Это была первая портативная консоль для отображения трехмерной графики. Консоль продавалась
всего год, после чего её сняли с производства, признав коммерческим провалом.
2.2 Современные VR-гарнитуры
Настоящий прорыв в VR-индустрии случился в 2012 году, когда мир
увидел первый прототип Oculus Rift на выставке Electronic Entertainment
Expo. Несколько лет молодой инженер-самоучка Палмер Лаки разрабатывал
6
свою VR-гарнитуру и делился успехами на форуме, где его заметил Джон
Кармак, сооснователь компании id Software. В том же году Лаки основал
Oculus VR и запустил кампанию на Kickstarter, которая собрала 2,4 млн долларов.
Спустя два года после создания
Oculus VR компанией заинтересовался
Facebook и купил её за 2 млрд долларов.
Это был решающий момент в истории VR.
Именно после этой сделки популярность
VR стала быстро набирать обороты.
Sony объявила о работе над VRРис. 4. Первые VR-очки
массового производства
гарнитурой для PlayStation 4, Google выпустил Cardboard, Samsung анонсировал
Samsung Gear VR — возможности виртуальной реальности становятся доступны широкой публике.
Многие компании, такие как HTC, Google, Apple, Amazon, Microsoft
Sony, Samsung, начинают разработку собственных VR-гарнитуры. В 2016 году HTC выпускает HTC VIVE. Это был первый коммерческий выпуск гарнитуры с сенсорным отслеживанием, которая позволяла пользователям свободно перемещаться в пространстве.
«В 2019 году виртуальная реальность становится реальной» — так
описывает этот год журнал Forbes. Именно в это время на рынке появляется
автономная гарнитура Oculus Quest, а количество подключаемых ежемесячно
VR-гарнитур в Steam впервые превышает 1 миллион.
Переход от проводных VR-гарнитур к автономным значительно продвинул эту технологию среди обычных пользователей. Теперь VR используется не только в иммерсивном игровом процессе, но и для помощи в лечении
психологических расстройств, обучения новым навыкам и в творчестве.
7
3. 3-D печать
Если действие фантастического романа или кинофильма происходит в
условиях космоса, то автору неизбежно нужно решать задачу обеспечения
своих героев необходимыми припасами: от соусов к макаронам до запасных
частей для звездолета. Логично, что производиться они должны на борту из
некого максимально универсального и доступного сырья.
В частности, именно так обеспечивал свои потребности экипаж
звездолета «Энтерпрайз» из «Звездного пути». Имевшийся на борту
«Репликатор» использовал в качестве сырья субатомные частицы,
при этом агрегат за один век эволю-
Рис. 5. Пищевой синтезатор в «Звездном пути»
ционировал из устройства для производства еды до универсального аппарата,
производящего самые разные вещи.
Реальные 3D-принтеры, в отличие от «Репликатора», пока не могут использовать в качестве сырья субатомные частицы, но темпы их эволюции
впечатляют.
3.1 История 3-D печати
Первый 3d принтер был изобретен американцем Чарльзом Халом, он
работал по технологии стереолитографии (SLA) патент на технологию был
оформлен в 1986 г. Принтер представлял собой довольно габаритную промышленную установку. Установка "выращивала" трехмерную модель посредством нанесения фотополимеризующегося материала на подвижную платформу. Основой служил заранее смоделированный на компьютере цифровой
макет (3-D модель). Данный 3-D принтер создавал трехмерные объекты, поднимаясь на 0,1-0,2 мм - высоту слоя. Несмотря на то, что первый аппарат обладал множеством минусов, технология получила свое применение. Чарльз
Халл так же является сооснователем компании 3dsystems, одного из лидеров
мирового производства промышленных 3-D принтеров.
8
3.2 3-D печать: наши дни
Современные 3-D принтеры позволяют создать практически что угодно
в любой из отраслей нашей жизни. Это и сувенирная продукция из мельчайших деталей выполненная с невероятной точностью, и скульптуры из различных материалов, которые мы раньше не могли представить.
Не осталась в стороне и медицина. С помощью 3-D принтера создаются
искусственные органы, части тела, воссоздается кожный покров.
Однако, самой большой отраслью применения 3-D печати, естественно
остается промышленность. Массовое изготовление запасных частей, стройматериалов и готовой продукции с практически идеальной точностью является
очень востребованной технологией в этой сфере жизни.
Возможности 3-D принтеров настолько широки, что позволяют создать
самый настоящий дом, пригодный для проживания и полностью изготовленный с помощью 3-D печати.
Рис. 6. Первый дом в Европе,
изготовленный полностью на 3-D принтере.
9
Заключение
Эти примеры и десятки других, таких как мобильная связь, всемирная
сеть Интернет, бионические протезы, управление мыслью, видеосвязь, беспроводные интерфейсы и так далее, которые 50-100 лет назад могли быть
только выдумкой, сейчас ставшие реальностью, доказывают, что человеческой изобретательности и гениальности нет границ.
Вполне вероятно, что те вещи, которые мы сейчас не можем себе вообразить даже в самых смелых мечтах, и видим только на страницах авторовфантастов или на экране телевизора, через какие-то сто лет могут стать обычными для наших потомков.
Тысячи умов, горящих желанием создавать новое, воплощать в жизнь
вещи, кажущиеся невозможными, скорее всего, никогда не иссякнут. И будут
создавать все более и более невероятные вещи, от которых мы будем приходить в восторг.
Благодаря приведенным примерам, можно сделать вывод, что рано или
поздно фантастика может стать реальностью, что то, что придумал один человек в качестве фантазии, другой может реализовать.
А сейчас нам остается лишь восхищаться изобретателями и брать с них
пример, а может быть даже стать одним из тех, кто привнесет в мир что-то
уникальное.
10
Список сокращений
1. США - Соединенные Штаты Америки
2. 3-D - Трёхмерная графика
3. Cyberdyne HAL - Cyberdyne Hybrid Assistive Limb
4. VR - virtual reality (виртуальная реальность)
5. AR - augmented reality (дополненная реальность)
6. SLA - Service Level Agreement (Соглашение об уровне обслуживания)
11
Список литературы, Интернет-источников
1.https://vtbrussia.ru/tech/tekhnologii-iz-nauchnoy-fantastiki-stavshierealnostyu/
2. https://old.sk.ru/news/b/press/archive/2020/02/28/ekzoskelet-_1420_-nekostyum-iz-buduschego-a-neobhodimost.aspx
3. https://cyberleninka.ru/article/n/kratkaya-istoriya-sozdaniya-ekzoskeletov
4. https://helmeton.ru/blog/istoriya-virtualnoy-realnosti/
5. https://3dmf.ru/wiki/istoriya-3d-pechati.html
12
Скачать