داستان​های تخیلی، اختراع آفریدند

فقط در چند سال اخیر ایده‌های خلاقانه‌ای در قالب فناوری‌های کاربردی ارائه شده است که به جهت برخورداری از ویژگی‌های مهمی نظیر کاربردی و مقرون به صرفه بودن بزودی راهی بازار مصرفی می‌شود. یکی از ویژگی‌های مهم این فناوری‌ها این است که تا همین چند سال پیش تحقق آنها بیشتر در حد یک شوخی علمی بود تا ایده‌ای متحول‌کننده! نشریه علمی پاپیولار ساینس در گزارشی به معرفی برخی از این ​ اختراعات پرداخته که موفق به کسب جوایز اختراعات خلاقانه در سال 2014 شده‌ است.

اسکلت رباتیک قدرتمند، قابل حمل و ارزان

برای آن دسته ​ افرادی که دچار ضایعات نخاعی شده یا به هر دلیلی از جمله تصادفات یا جراحت‌های جنگی براحتی قادر به راه رفتن نیستند، این ایده می‌تواند امید تازه‌ای برای داشتن زندگی طبیعی‌تر به شمار آید. سکته‌های مغزی و جراحت‌های شدید ناشی از تصادفات رانندگی معمولا راه رفتن و انجام حرکات ساده را به فرآیندی سخت و حتی دردآور تبدیل می‌کند. از سوی دیگر درمان‌های فیزیکی نظیر فیزیوتراپی به کندی به نتیجه مورد نظر می‌انجامد و حتی در بسیاری از موارد نتیجه بخش نیست. اینجاست که اسکلت‌های رباتیک اهمیت خود را نشان می‌دهد اما مشکل این است که قیمت برخی از آنها حتی از بهای یک خودرو هم بیشتر است و بدتر آن‌که بیمار برای استفاده به تکیه گاه و حتی پریز برق نیاز دارد. اکنون بازوی ر​باتیک از جنس تیتان ارائه شده است که نه‌تنها بسیار سبک ​ بلکه به‌طرز شگفت انگیزی قدرتمند است. نتیجه تلاش دو ساله محققان جوان دانشگاه پنسیلوانیا مجهز به ماهیچه الکترونیک است که کاربر با بهره گرفتن از آن فقط با صرف انرژی اندک می‌تواند تا 20 کیلوگرم بار از زمین برداشته و جابه‌جا کند. محققان این پروژه در اقدامی خلاقانه سیستم محرک این بازو را به جای آن‌که درون آن تعبیه کنند در محفظه کوله مانندی جای داده‌اند که در پشت کاربر جای گرفته و به این ترتیب استفاده از آن را به مراتب دلپذیرتر می‌کند. استفاده از باتری‌های پلیمری ـ لیتیومی که انرژی لازم برای استفاده از بازو در طول یک روز را براحتی تامین می‌کند و بهره‌گیری از آلومینیوم در ساخت قطعاتی از کل اسکلت از دیگر ابتکارات محققان این پروژه به شمار می‌آید. بسته حسگر و نرم‌افزاری این بازو حرکات آن را ردیابی و اطلاعات لحظه‌ای را به صورت آنی تجزیه و تحلیل می‌کند. قیمت مدل پیش ساخته این بازو 2000 دلار بوده و حتی قرار است طراحی و ساخت آن با بهره‌گیری از فناوری سه بعدی سازی نیز مورد بررسی قرار گیرد.

دید 360 درجه مادون قرمز

به زبان ساده می‌توان گفت این فناوری نوین، سیستم راداری حرارتی مجهز به دید پانورامایی است. مایکل داچ، محققی است که این ایده جالب توجه را ارائه کرده است. او می‌گوید: همه چیز از یک سوال ساده شروع شد. سفارش‌دهندگان سیستم‌های نظارت ویدئویی که منتظر دریافت و نصب این سیستم‌ها در پارک‌های صنعتی کلرادو بودند از او درباره ویژگی‌های دید 360 درجه پرسیدند. در حقیقت آنها دوست داشتند ​ تمام​ نقاط کور کارخانه‌هایشان را از هر زاویه‌ای رویت کنند. جامه عمل پوشاندن به این خواسته به هفت دوربین مادون قرمز حرارتی و صرف هزینه‌ای بالغ بر صد هزار دلار نیاز دارد. از همان روز داچ کار روی جایگزین‌های ارزان‌تر را آغاز کرد. چهار سال از طرح آن پرسش گذشت و اکنون پوشش ویدئویی، 360 درجه‌ای مادون قرمز وی آماده شده است. فناوری که قابلیت تشخیص افراد، آتش، خودروها و نظایر آنها را دارد. قلب این فناوری نوین چیزی جز یک حسگر حرارتی فنری نیست که در کنار آن مجموعه‌ای از پردازشگرها تصاویر ثبت شده را به یکدیگر پیوند می‌دهد تا در نهایت تصویر ویدئویی پانورامایی به‌دست آید. هر چیز گرم​ ـ از قبیل انسان‌ها، موتور خودروها و تایرها ـ نور مادون قرمز از خود منتشر می‌کند و دوربین مخصوص این سیستم با برخورداری از قابلیت ثبت تا 16 تصویر حرارتی در هر ثانیه، جایی برای فکر کردن به دوربین‌های گرانقیمت چندکاره باقی نمی‌گذارد. این فناوری با قیمتی در حدود 16 هزار دلار به بازار عرضه خواهد شد، رقمی که به مراتب کمتر از قیمت فناوری‌های مشابه است. پیش‌بینی می‌شود فناوری دید 360 درجه مادون قرمز تا پایان سال 2014 وارد بازار شود. بدون شک بزرگ‌ترین بازار این محصول شرکت‌های متخصص در زمینه امور امنیتی است. با این حال سازمان‌های مرتبط با محیط زیست،حفظ جنگل‌ها و حمل و نقل نیز از مشتریان اصلی این ابتکار عمل خواهند بود. تاکنون برای ابداع این دستگاه 3.7 میلیون دلار هزینه شده است که بی‌شک بازگشت سریع سرمایه صرف شده بزرگی چنین رقمی را کمرنگ می‌کند.

ترمیم زخم و جراحت‌های جنگی در 15 ثانیه

همیشه در جنگ‌ها یک نکته اساسی نگرانی اصلی فرماندهان بوده است: سربازان مجروح. این نکته از آن جهت از اهمیت برخوردار است، زیرا با افت توان رزمی بروز هر اتفاق پیش‌بینی نشده‌ای دور از ذهن نخواهد بود. حالا این اختراع جدید که براحتی نیز در جیب جای می‌گیرد، می‌تواند پایانی بر این نگرانی باشد. هم‌اکنون زمانی که گلوله وارد بدن سرباز می‌شود استفاده از گاز پانسمان و فرو کردن آن در عمق جراحت، نخستین اقدام​ با هدف جلوگیری از خونریزی بیشتر صورت می‌گیرد. با این حال اگر خونریزی ظرف سه دقیقه متوقف نشود گاز پانسمان جدیدی جایگزین می‌شود. اما کارهای بهتری هم می‌توان انجام داد. پزشکان نظامی برآورد کردند خونریزی‌های شدید عامل مرگ 90 درصد از سربازانی بوده است که در میدان نبرد جراحت‌های عمیق برداشته‌اند. بسیاری از این پزشکان با همکاری گروهی از دانشمندان علوم پزشکی و فناوری‌های برتر دستگاه کوچکی موسوم به XSat ابداع کرده‌اند که به طرز خیره‌کننده‌ای خونریزی از جراحات را متوقف می‌کند. در این ابتکار جدید سرنگی از جنس پلی کربنات همچون گلوله به عمق زخم وارد می‌شود. در ادامه و همزمان با آغاز تزریق، ریزاسفنج‌های قرص شکلی وارد محل جراحت شده تا خونریزی را متوقف کنند. این فرآیند با آغاز انتشار ماده‌ای در اسفنج‌ها شروع می‌شود، ماده‌ای که عفونت‌ها را از بین برده و بتدریج خون را در محل خونریزی لخته می‌کند. گرچه این فناوری از ابتدا با هدف به‌کارگیری در جنگ‌ها ابداع شده است اما استفاده از آن در تأمین امنیت شهرها، آمبولانس‌ها و دیگر ارگان‌های مرتبط با امور اضطراری ضروری به نظر می‌رسد. قرار است با همکاری دانشگاه علوم و سلامت ارگان استفاده از این فناوری جدید در متوقف‌کردن خونریزی بعد از وضع حمل نیز مورد بررسی قرار گیرد. برای ساخت این سرنگ مخصوص پنج میلیون دلار هزینه شده است.

شارژ تلفن همراه با قدم زدن

تحقیقات نشان می‌دهد هر گام محکمی که یک فوتبالیست در زمین فوتبال برمی‌دارد سطحی از انرژی را تولید می‌کند که با استفاده از آن می‌توان لامپی را روشن نگاه داشت! با این حال مطالعات دیگر هم نشان می‌دهد، می‌توان انرژی تولید شده از این طریق را به‌عنوان برق ذخیره کرده و برای شارژ دستگاه‌های همراه الکترونیک مانند تلفن‌های همراه مورد استفاده قرار داد. مت استانتون، ابداع‌کننده کفشی که در حین حرکت برق تولید و ذخیره می‌کند، معتقد است این فناوری نوین در مقایسه با نمونه‌های مشابه قبلی نظیر شارژرهای خورشیدی ـ که به کندی عمل کرده و حتی در برخی موارد به دلیل وابستگی به اوضاع جوی اصلا کارایی ندارد ـ از مزایای قابل توجهی برخوردار است. استانتون این کفش (SolePower) را با همکاری یکی از محققان دانشگاه کارنگی ملون ارائه کرده و معتقد است سه سالی که روی این پروژه کار کرده، ارزش چنین سرمایه‌گذاری را داشته است. در ساختار این کفش به جای استفاده از مواد فیزوالکتریک و دیگر روش‌های کم بازده تولید الکتریسیته از ساختاری مشابه نمونه‌های به کار رفته در چراغ قوه‌هایی استفاده شده است که با نیروی دست شارژدستی می‌شود. نسخه فعلی این کفش پس از 24 کیلومتر طی مسافت می‌تواند یک تلفن همراه هوشمند را به‌طور کامل شارژ کند. هزینه‌ای بالغ بر 300 هزار دلار برای ارائه این فناوری نوین هزینه شده است.

پاپیولار ساینس / مترجم: مهدی پیرگزی