Від 3D-мікросхем до 5G-смартфонів. 12 новітніх технологій 2019 року

Авіація США обіцяють надзвуковий Baby Boom

Експериментальна модель XB-1, також відома як Baby Boom, зовні нагадує винищувач. Довгий і вузький фюзеляж довжиною 18 м, зменшений розмах крила, два сидіння з тандемним розташуванням крісел і три двигуна - схожість відразу впадає в очі. Льотчик-випробувач стартапу Boom Білл Шумейкер з порівнянням згоден: "У зверненні він точно, як винищувач. Нам навіть доведеться трохи урізати можливості літака, щоб пасажирам було комфортно".

Випробування XB-1 пройдуть вже до 2019 р. Але політати на ньому доведеться лише професійним льотчикам. XB-1 - це прототип, а на ринок американська компанія планує вийти з пасажирським лайнером на 55 місць, який долетить з Токіо в Сан-Франциско всього за 5,5 години замість 11, з Нью-Йорка в Лондон - всього за три години. Судно зможе піднятися на висоту 18 км і розвинути швидкість в 2,2 рази вище швидкості звуку. На його розробку підуть $6 млрд і довгі місяці переговорів з регуляторами. Незважаючи на складності, в проект вже готові вкластися великі авіакомпанії.

Автомобілі: електромотор "доб'є" дизель

У 2018 р. виробники бензинових автомобілів почали масово анонсувати електричні моделі. Один тільки Volkswagen зібрався до 2023 р. випустити 50 млн електрокарів і інвестувати в їх виробництво 44 млрд євро. Великі країни одна за одною призначають дати заборони автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння. За оцінкою Wired, 2019-й буде переломним: електромотор остаточно "вб'є" дизель і стане новим стандартом індустрії.

Швидше за інших сегментів почнуть переходити на електротягу потужні позашляховики - найбільш могутні і досі найбільш шкідливі для екології легкові автомобілі. Розвиток акумуляторних технологій спростить цю задачу. Особливо швидко тренд торкнеться дизельних моделей. Вже в 2018-му виробники дизельних позашляховиків почали відчувати серйозні труднощі з їх збутом. Наприклад, Land Rover довелося навіть зупиняти заводи з-за низького попиту на дизельних "монстрів". Очікується, що в 2019-му найбільші гравці автопрому взагалі відмовляться від розробки нових дизельних позашляховиків.

Астронавтика: космос стає приватним бізнесом

Американський банківський холдинг Morgan Stanley радить своїм клієнтам звернути увагу на космос і подумати про інвестиції в нього. На думку аналітиків банку, в 2019 р. відбудеться ряд важливих для космічної економіки подій. У лідери Morgan Stanley записує SpaceX і Blue Origin.

У червні 2019 р. SpaceX здійснить першу в історії доставку на орбіту астронавтів силами приватної компанії. Пілотовані місії остаточно зроблять компанію Ілона Маска найбільшим гравцем на космічному ринку. Очікувані успіхи SpaceX аналітики пов'язують із досягненнями 2018 р. зокрема, це запуск Falcon Heavy та тести майбутньої мережі супутників. Масштабна супутникова мережа зможе в рази збільшити вартість SpaceX. Проблема для інвесторів у тому, що про вкладення доведеться домовлятися особисто з Маском. SpaceX - непублічна компанія, як і Blue Origin. Компанія Джеффа Безоса вже отримала великий контракт на свої двигуни. Паралельно вона будує багаторазові ракети. Корабель New Shepard в осяжному майбутньому теж повинен відправитися в космос з людьми на борту.

Астрономія: мініроботи складуть 3D-карту Всесвіту

Астрономічний інструмент DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), розроблений вченими та інженерами Національної лабораторії ім. Лоуренса в Берклі (США), є надзвичайно складною машиною, в конструкції якої використано 5 тис. крихітних роботів, які керують напрямком "погляду" оптичного об'єктива. Кожен з цих об'єктивів призначений для вивчення однієї окремої галактики, так що DESI буде здатний спостерігати одночасно за п'ятьма тисячами галактик, витрачаючи на один цикл спостережень 20 хв. часу. У 2019 р. DESI буде встановлений на телескопі Mayall Національної обсерваторії Кітт-Пік.

Основною науковою задачею, яка буде вирішуватися за допомогою DESI, стане вимірювання ефекту впливу темної енергії на процес розширення Всесвіту. Для цього за допомогою інструменту будуть зібрані спектральні дані десятків мільйонів квазарів і галактик. І на основі цих даних буде складена детальна тривимірна карта, що охоплює навколишнє нас Всесвіт на глибину 11 млрд світлових років.

Медицина: імунотерапія раку знайде нові застосування

Як відомо, Нобелівська премія з медицини в 2018 р. присуджена за новий метод лікування раку - імунотерапію. Дослідження лауреатів Тасуку Хондзе і Джеймса Еллісона призвели до появи нового класу протиракових препаратів, які вже успішно застосовуються проти меланоми, раку легенів, нирок і деяких інших типів раку. Але ще більше ліків зараз проходять клінічні випробування.

Вже до 2019 р. може підтвердитися ефективність імунотерапії проти раку молочної залози. Клінічні випробування комплексного методу, названого IMpassion130, зараз проходять вирішальну, третю фазу, яка триває з 2015 р. в клініці клівленда (США) і охоплює 900 пацієнток. "Рак молочної залози традиційно не вважався пов'язаним з імунною системою, - каже керівниця досліджень доктор Меган Круз. - Дослідникам раніше не вистачало технології для спостереження і розуміння ролі імунної системи у раку молочної залози, але ситуація змінилася. Тепер ми бачимо, що чим більше імунних клітин у зразку, тим краще прогноз для пацієнтки".

Мікроелектроніка: закон Мура врятують 3D-чіпи

Засновник Intel Гордон Мур сформулював закон, за яким мікроелектроніка розвивалася десятки років: завдяки новим технологіям кількість транзисторів, що розміщуються на кристалі інтегральної схеми, подвоюється кожні два роки. Однак останнім часом на шляху закону встали фізичні обмеження. У 2007 р. сам Мур передбачив, що скоро закон перестане працювати через атомарної природи речовини.

Процесори вже роблять із застосуванням 7-нм техпроцесу (нм - це нанометр, мільярдна частина метра), і подальші зменшення вкрай утруднені. У Intel були проблеми навіть із впровадженням 10-нм техпроцесу.

Можливий вихід - проектування і друк мікросхем не на площині, а в 3D (тривимірному просторі). Intel стверджує, що у неї вже готова технологія для створення повноцінних 3D-мікросхем з усіма необхідними елементами - Foveros.

Найбільш важливі її переваги - компактність і дбайливе ставлення до акумуляторів. Компанія обіцяє представити перший 3D-чіп вже у другій половині 2019 р. і запевняє, що такі чіпи продовжать дію закону Мура.

Протиповітряний фрегат і корабель без екіпажу

У Франції завершили виготовлення корпуса головного фрегата типу FREDA (Frégates de défense aériennes, тобто фрегати протиповітряної оборони). Фрегат Alsace ("Ельзас") повинен бути спущений на воду вже в першій половині 2019 р. Зараз ведеться його добудова силами французької суднобудівної компанії Naval Group на верфі в Лор'єні в західній частині Франції. Другим і останнім кораблем цього типу стане Lorraine ("Лотарингія").

На кожному з фрегатів типу FREDA розмістять до 32 ракет Aster, що представляють собою автономно керовані, обладнані активною радіолокаційною головкою самонаведення вироби, що дозволяють впоратися з насиченою атакою. Також фрегат типу FREDA отримає вдосконалену радіолокаційну станцію.

Тим часом для американських ВМС у 2019 р. буде створюватися військовий безпілотний корабель середнього класу. Тендер на його розробку було оголошено в жовтні 2018 р. Запас ходу повинен становити 4500 морських миль, або 8300 км, автономність плавання - від 60 до 90 діб. Силова установка корабля буде працювати на дизельному паливі стандарту NATO F-76, щоб він зміг заправлятися на військово-морських базах будь-яких європейських союзників США. Одне з основних вимог Пентагону - забезпечення максимальної автономності безпілотного апарату. Віддалено керувати ним на протязі всього маршруту повинен один оператор, але передбачається можливість тимчасового розміщення на борту невеликої групи військових - до чотирьох бойових плавців або морських піхотинців, які при необхідності отримають доступ до всього обладнання.

Корабель повинен вміти самостійно обходити перешкоди і не вставати на шляху в інших судів, уникати мілин і враховувати прогноз погоди по маршруту, зобов'язаний залишатися на плаву при пятибалльном хвилюванні моря і впевнено пересуватися при трехбалльном, а крім того, повинен бути захищений від захоплення абордажной групою ймовірного супротивника. Про те, як і проти кого він буде використовуватися, можна тільки здогадуватися.

Робототехніка: кішки категорично проти

Засновник Boston Dynamics Марк Рэйберт запевняє, що робот-собака SpotMini вже на стадії попереднього провадження" і компанія почне продавати його в 2019 р. "Ми виготовили десять конструкцій, які близькі до варіанту для виробництва. Розробка йшла таємно, але за допомогою інших компаній", - розповів він. Точну ціну SpotMini він не назвав, але заявив, що остання версія робота обійдеться в 10 разів дешевше, ніж попередня.

Згідно з характеристикою на сайті SpotMini - це самий тихий робот, який виробляла компанія. Він важить 25-30 кг і може пропрацювати близько 90 хв. без зарядки, залежно від навантаження. Компанія опублікувала відео, де SpotMini пересувається по будинку, долає перешкоди і навіть допомагає у господарстві. Наприклад, він може збирати розкиданий по дому сміття.

Звичайно, кішкам такі співмешканці по дому не підійдуть. Правда, серед моделей Boston Dynamics є і WildCat - "Дика Кішка". Важить вона 154 кг, а бігає зі швидкістю 32 км/ч.

Зв'язок: приходить пора 5G

Консалтингова фірма Deloitte називає одним з головних очікуваних подій 2019 р. поява широкодоступних мереж зв'язку нового покоління. У 2018-му 72 оператора стільникового зв'язку тестували 5G. До кінця 2019-го 25 з них нададуть доступ до 5G-звязку, в основному у великих містах. Два десятка виробників смартфонів випустять 5G-пристрої, і до кінця 2019 р. буде продано мільйон таких телефонів і близько мільйона модемів. Зокрема, південнокорейські технологічні компанії Samsung і LG порадують публіку 5G-смартфонами на Mobile World Congress 2019, який пройде в кінці лютого в Барселоні.

Шведський виробник телекомунікаційного устаткування Ericsson прогнозує, що вже до 2024 р. кількість користувачів 5G у світі досягне 1,5 млрд. Першими 5G впровадять в Азії і Північній Америці. Потім приступить Європа. Новий стандарт зв'язку стане потужним стимулом для розвитку IT-галузі. 5G зробить можливим створення цього безпілотного автомобіля і непотрібною дорогу начинку смартфонів, що дозволяє підключатися до дата-центрам і швидко отримувати результат.

Смартфони: Huawei і Sony підірвуть ринок

За даними Bloomberg, китайська компанія Huawei Technologies на початку 2019 р. випустить у продаж перший смартфон з 3D-камерою. Смартфон, названий Princeton, оснащений датчиками глибини японської компанії Sony, які з необхідною точністю визначать відстань до предмета або людини. Технологія дозволить не тільки робити 3D-знімки, але і створювати тривимірні моделі об'єктів і потім інтегрувати їх в додатки з доповненою реальністю.

Huawei сподівається, що суперкамера допоможе потіснити Apple і інших конкурентів. "Подібної технології передусім ще не було, і в довгостроковій перспективі вона здатна змінити наше сприйняття навколишнього світу", - відзначає аналітик Fuji Chimera Research Institute Юсуке Тойода. Одним тільки Princeton китайська компанія не обмежиться. Передбачається, що Huawei оснастить 3D-камерами інші моделі смартфонів, які вийдуть у другий половині 2019 р.

Princeton - важливе пристрій Sony. Якщо камера виправдовує очікування, а датчики стануть новим стандартом галузі, японська компанія заробить мільярди.

Будівництво: індуси надрукують собі житла

Відсутність доступного житла - одна з тотальних проблем Індії. Вирішити її допоможе технологія 3D-друку будинків. Як стверджує компанія Tvasta, перші такі будівлі з'являться вже до 2019 р. Стартап планує друкувати складові частини будиночка площею 30 кв. м приблизно за три дні, а збирати його "під дах" протягом тижня. Основний будівельний матеріал - спеціально розроблений бетон, який не застряє в 3D-принтері, але при цьому швидко застигає і тримає форму. В майбутньому стартап збирається друкувати вдома з допомогою натуральних матеріалів начебто стабілізованого грунту.

Своє рішення, яке допоможе жителям країн, що розвиваються обзавестися власним житлом, представила італійська компанія WASP. Собівартість надрукованого нею на 3D-принтері вдома всього 900 євро, а при будівництві використовуються тільки матеріали, здобуті на місці. Стіни складаються з подрібненої грунту, рисової соломи та лушпиння, а також гідравлічного вапна. На зведення будиночка площею 30 кв. м при товщині стін 40 см йде 10 днів.

Фізика: японці почнуть полювання на нові частинки

В середині березня 2019 р. на японському електрон-позитронному колайдері SuperKEKB, запущеному в квітні 2018 р., почнеться експеримент Belle II, націлений на пошук "нової фізики", що лежить за рамками наявної теорії елементарних частинок. Це головний експеримент у фізиці на найближчі два роки, поки знаменитий Великий адронний колайдер біля Женеви зупинений на плановий ремонт і модернізацію.

Belle II буде надчуттєвим експериментом завдяки унікальному детектору SVD, над яким працювала шість років міжнародна група вчених і інженерів. SVD допоможе вченим досліджувати незвичайні явища за рахунок того, що він зможе визначати у будь-який момент положення кожної елементарної частинки з точністю до 35 мікрометрів. Ці частинки будуть народжуватися в результаті зіткнень інших частинок, розігнаних до високих швидкостей і енергій прискорювачем SuperKEKB. І якщо вченим вдасться зареєструвати якісь невідомі раніше частки, то вони повинні будуть з'являтися в містах, які неможливо передбачити з точки зору існуючої теорії.

Енергетика: британці пред'являть термоядерний синтез

Компанія First Light Fusion спільно з фахівцями Кулхэмского центру термоядерної енергії Управління з атомної енергетики Великобританії (UKAEA) працює над перетворенням термоядерних реакцій в контрольований джерело енергії.

Керований термоядерний синтез - давня мрія фізиків, безпечний і невичерпне джерело енергії. На жаль, він вимагає екстремальних умов: температура плазми всередині реактора повинна перевищувати 100 млн градусів, що на порядок вище, ніж в центрі Сонця. Накачування і утримання плазми такої температури під контролем - головна перешкода на шляху до промислової реалізації технології.

First Light Fusion намітила дві контрольні точки: в середині 2019 р. обіцяє пред'явити працюючий реактор ядерного синтезу, а до 2024 р. домогтися того, щоб він виробляв енергії більше, ніж потрібно для запуску реакції, т. е. щоб реактор був енергетично вигідним. Компанія називає свою схему "островом синтезу" і сподівається, що співпраця з UKAEA стане ключовим чинником у приборканні термоядерних реакцій.

Військові літаки майбутнього в ЄС і в Китаї

У листопаді Франція і Німеччина домовилися про подальші роботи над SCAF (Système de combat aérien du futur, тобто система повітряного бою майбутнього). Вони хочуть створити суперсистему, яка гарантувала б безпеку провідних країн ЄС на десятиліття. Сюди входять кілька перспективних безпілотних літальних апаратів, нові системи контролю і, звичайно, винищувач наступного покоління, який мають намір зробити опціонально-пілотованим. Науково-дослідні та дослідно-конструкторські роботи по літаку і його двигуну почнуть в 2019 р. Зараз ні в одній європейській країні немає винищувача п'ятого покоління власної розробки, хоча в кількох європейських країнах (Великобританії, Італії, Нідерландах, Данії, Норвегії) експлуатують американський F-35.

Поки німці і французи тільки починають думати, китайці давно створили стелс-винищувач - Chengdu J-20. Він виконав перший політ в 2011 р. Зараз головною інтригою оборонки Китаю є перспективний малопомітний стратегічний бомбардувальник H-20. Літак, ймовірно, буде дуже великою машиною, яка дасть ВПС КНР принципово нові можливості, різко підвищивши їх потенціал. Очікується, що китайські військові розкриють зовнішній вигляд H-20 в листопаді 2019 р. під час святкування 70-річчя з дня заснування ВПС КНР. За інформацією видається в Пекіні газети Global Times, H-20 має бути аналогом американського стелс-бомбардувальника B2, китайські військові хочуть отримати літаків великої дальності (до 8 тис. км), який не потребує дозаправки в повітрі і здатний нести до 10 тонн озброєнь.

На сьогодні єдиний китайський стратегічний бомбардувальник - Xian H-6, китайська ліцензійна копія радянського реактивного бомбардувальника Ту-16. Пекін, звичайно, намагається планомірно підвищувати їх потенціал, однак цей бойовий літак все одно у багатьох відношеннях сильно застарів.