15 запатентованных изобретений, изменивших мир

Когда мы говорим о великих изобретателях, воображение сразу рисует образ одинокого чудака, закрывшегося от всего мира в своей мастерской. Однако современный мир инноваций далек от отчужденности, большинство технологий разрабатывается не одним человеком, а целой группой ученых, соединяющих свои идеи для изобретения таких вещей, как iPhone или беспилотный автомобиль. Некоторые чудеса техники, к примеру, беспилотник или 3D-принтер были изобретены за много лет до их признания, как мирового явления.

Благодаря инновациям наша жизнь стала намного проще и комфортнее. Перед вами современные изобретения, без которых нельзя представить нынешнее общество.

 

15

Магнитная левитация (Маглев)

Название патента: «Электромагнитная индуктивная подвеска с системой стабилизации для наземного транспортного средства»

В нашей стране производство поездов Маглев еще не запущено, хотя их испытания проводились еще в СССР, но западное общество уже успело оценить эту технологию по достоинству. История этих поездов началась с работы Эрика Лейтуэйта над созданием полноразмерных асинхронных линейных двигателей. Ученый пришел к выводу, что линейный двигатель, без обязательств соприкосновения с ж/д путями, может стать толчком к созданию транспортной системы, основанной на магнитных полях. Лейтуэйт протестировал линейные асинхронные двигатели, которые при помощи магнитов могли совершать как двигательную, так и подъемную тягу.

Исследования ученого были изучены Гордоном Дэнби и Джеймсом Пауэллом, которые во второй половине 60-х годов XX века получили первый патент на создание поезда Маглев. Их конструкция предполагала эксплуатацию магнитов для удержания поезда над землей, а движущей силой должны были выступать ракетный или реактивный двигатель. Можно сказать, что поезд Маглев стал плодом «научного слияния» Лейтуэйта с Пауэллом при дизайнерской помощи Дэнби. Первыми испытателями стали британцы, пустившие небольшой челнок в 1995 году, позже технологию переняли немцы, построившие поезд Transrapid. Этот поезд позже был приобретен КНР, он принадлежит Шанхаю, и способен развивать скорость до 435 км/ч. Японский прототип Маглев (L0) считается самым скоростным, его скорость доходит до 600 км/ч. В будущем данные технологии планируют внедрить в производстве морских судов. Также ученые обещают сделать вакуумные трубы для транспортировки пассажиров со скоростью 1200 км/ч. Будущее не за горами, надеемся, нас оно не обойдет стороной!

Кстати, о самых быстрых поездах мира на нашем сайте thebiggest.ru есть очень интересная статья.

 

14

iPhone

Название патента: «Электронное устройство»

Несмотря на такое незамысловатое название патента, iPhone можно смело называть революционным изобретением XXI века. Сам патент заключается лишь в сохранении прав на оригинальный дизайн, в дальнейшем ссылаясь на другие запатентованные изобретения, позволяющее обладать этому смартфону всем функционалом. Хотя «Айфон» и не был первым смартфоном, он стал воплощением наших желаний по части функций и внешнего вида современного девайса. Сегодня он является скорее карманным компьютером, чем мобильным телефоном. Нет сомнений, что производители iPhone оказали сильное влияние на наше общение, возможности навигации и даже мысли.

 

13

Моторизованный экзоскелет

Название патента: «Вспомогательное устройство и способ передвижения»

Первый прототип экзоскелета был изобретен в 1890 году российским изобретателем Николаем Ягном. Он назвал свое изобретение эластипедом. Приспособление использовало сжатый газ, накапливающий энергию во время движения, и предназначалось для облегчения ходьбы солдатам. Через 70 лет первые экзоскелеты появились в США, они обладали механическим приводом и также предназначались для солдат, которые могли при помощи изобретения поднимать тяжести до 680 кг. Однако он не прошел стадию тестирования из-за потери управления при включении на полную мощность (экзоскелет даже не дошел до стадии испытания вместе с человеком).

С годами технология совершенствовалась, пока в 2014 году компания ReWalk не запатентовала свою разработку экзоскелета, предназначенного для помощи при передвижении людям с параличом. Приспособление используется в реабилитационных центрах, оно помогает людям садиться, вставать и даже подниматься по лестнице. Работа не прекращается ни на минуту, и в будущем изобретатели обещают представить экзоскелеты для строителей, солдат и космонавтов.

Читайте также: Популярные когда-то, но давно устаревшие гаджеты, которые почти не встретить.

12

Беспилотный квадрокоптер

Название патента: «Всенаправленный беспилотный вертолет с вертикальным подъемом»

Беспилотники, гудящие во многих городских парках, были запатентованы еще в начале 60-х годов XX века Эдвардом Г. Вандерлипом. Он первым додумался использовать вертолетные лопасти для обеспечения движения летательного аппарата при отказе основных мощностей.

Позже Вандерлип решил создать миниатюрную копию своего изобретения, которая могла управляться при помощи пульта дистанционного управления. В его патенте описывается летательный аппарат, отличающийся простотой управления. Конструкция беспилотника включает в себя четыре ротора, расположенных в разных концах изделия, что позволяет вертикальной оси всегда находиться перпендикулярно поверхности. Таким образом, квадрокоптер всегда сохраняет горизонтальность платформы. Как только электронные компании и производители GPS-навигаторов додумались, на что способно изобретение Вандерлипа, влияние дронов на нашу жизнь заметно возросло.

 

11

3D Принтер

Название патента: «Аппарат для изготовления трехмерных объектов методом стереолитографии»

Патент на 3D принтер был выдан в 1986 году, однако человечество не было готово к этому изобретению. Основные компоненты современных 3D принтеров уже присутствовали в патенте 30-летней давности. Передвижная платформа принимает данные от компьютера и размещает «фундамент» под соплом, который выстраивает объект из расплавленной смолы. Модель поднимается слой за слоем, застывая под действием ультрафиолета.

Развитие компьютерных технологий вдохнуло новую жизнь в 3D принтеры. Использование вместо смол металла позволяет производить при помощи этого изобретения такие вещи, как ракетные двигатели, мосты и многое другое.

 

10

Бионический глаз

Название патента: «Протез сетчатки и способ изготовления протеза»

Первая попытка восстановления зрения при помощи визуального протеза датирована 1968 годом, когда была проведена операция по вживлению имплантата пациенту средних лет, причем электронное устройство было установлено не в глазницу человека, а на долю мозга, отвечающую за оптическое зрение. Стимуляция нейронов мозга помогла добиться того, что пациент стал различать световые пятна.

На фото: Художественное изображение бионического глаза

Сегодняшние визуальные протезы задействуют гораздо меньше электроники, и вживляются непосредственно в сетчатку. Бионический глаз был запатентован в 2013 году, его работа предполагает использование камеры, записывающей «картинку» и передающей ее на имплантат, стимулирующий фоторецепторы глаза. Такая технология помогла полностью слепым пациентам начать различать формы и свет. Разработка более сжатых электродов в будущем позволит ученым стимулировать более удаленные фоторецепторы, улучшая технологию визуального протеза.

Читайте также: У кого самые большие глаза в мире?

 

9

Спутниковая система навигации (GPS)

Название патента: «Навигационная система, эксплуатирующая спутники и методы позиционного ранжирования»

Спутники GPS были изобретены ВМС США, и сегодня широко эксплуатируются ВВС. Главным руководителем проекта стал Роджер Ли Истон, в 50-х годах заметивший, что сигналы от первого спутника, запущенного СССР имеют разную частоту в зависимости от его удаленности. Это позволило Истону произвести систему наблюдения, предполагавшую отслеживание всех объектов, проходящих по орбите над США. В дальнейшем Истон использовал спутники для отслеживания объектов из космоса и определения их местоположения. Таким образом, была изобретена технология навигации со спутниками, запатентованная в 1974 году, а первые данные о местоположении были переданы через 3 года.

Примерно в это же время Советским Союзом был запущен спутник ГЛОНАСС, работающий по схожему с GPS принципу. Сегодня и GPS и ГЛОНАСС обладают 24 спутниками, которые практически никогда не бывают вне досягаемости, что гарантирует точную навигацию на любой местности.

 

8

CRISPR редактирование геномов

Название патента: «Системы CRISPR-Cas и методы редактирования экспрессии генных продуктов»

Продукт для редактирования генов, позволяющих модифицировать одноклеточные организмы, был выпущен под названием CRISPR-Cas9. После его разработки в Калифорнийском университете, другие ученые усовершенствовали изобретение, позволив модифицировать многоклеточные организмы, и запатентовав находку в 2014 году. Сейчас CRISPR применяется для модификации сельхозкультур и различной живности, также помогая в лечении лейкемии и других заболеваний.

Работа системы заключается в трех процессах: определение необходимого участка ДНК, его удаление и замена удаленного участка. CRISPR можно вводить в эмбрионы либо делать инъекции в клетки иммунной системы, чтобы потом вводить пациенту. Изобретение методики позволяет врачам с уверенностью заявлять о возможности нахождения лекарства против неизлечимых болезней настоящего.

 

7

Электронные мозговые имплантаты

Название патента: «Трехмерное электронное устройство»

Врачи XIX века выяснили, что стимуляция мозга электричеством может заставить людей и животных выполнять физические движения. В следующем столетии ученые смогли создать имплантаты, влияющие на поведение и даже настроение пациента. Запатентованное в 1993 году устройство было названо «Utah Array», в более позднем патенте оно называлось «имплантируемый интегрированный аппарат, связывающий мозг с большим количеством игл из металла, находящих электрические сигналы или направляющих сигналы в мозг».

С тех пор электронные имплантаты усовершенствовались до того, что пациенты могут печатать текст силой мысли. В будущем планируется создать устройства, позволяющие человеку «синхронизироваться» с компьютером, используя свой разум.

Кстати, использовать свой разум вы можете прямо сейчас, прочитав статью на thebiggest.ru про 10 занимательных парадоксов, способных взорвать мозг.

 

6

Графен

Название патента: «Наноразмерные графеновые пластины»

Быть может, мы вступаем в графеновую эпоху. Этот композитный материал, имеющий структуру сот, и состоящий из однослойных углеродных молекул, необычайно легкий, но при этом невероятно твердый. Его показатели прочности в 200 раз превышают сталь такой же толщины, графен отлично проводит электричество и отличается повышенной термостойкостью. Такие характеристики делают графен идеальным материалом для компьютерных чипов, крыльев самолета и другого назначения.

Графен сделан из частиц графита, который вы можете найти в стержне вашего карандаша. Проблема заключается в изолировании одного слоя молекул углерода, чья толщина не превысит один атом. Это удалось Константину Новосёлову и Андре Гейму, которые в 2004 году добыли кристаллы графена в один слой, использовав клейкую ленту, назвав процесс «методом скотча». Результатом их трудов стало получение Нобелевской премии в 2010 году.

 

5

Bluetooth

Название патента: «Одноранговый обмен информацией для мобильных устройств связи»

Яп Харстен изобрел «Голубой зуб» в 1994 году, позволив электронным устройствам передавать информацию, находясь в непосредственной близости друг от друга, при помощи радиоволн малой мощности. Харстен запатентовал несколько устройств, связанных с Bluetooth, но они были заблокированы судебными процессами и патентными троллями. Мы описываем патент 2013 года, объясняющий технологию, как способ передачи данных GPS.

Система предполагает использование небольших компьютерных чипов, встроенных в девайсы. Они выполняют роль радиоприемников, запуская ПО, необходимое для соединения друг с другом. «Спаривание» устройств происходит по так называемой пикосети — сети ближнего действия. Такая технология используется во всех современных устройствах, включая камеры, наушники и даже мультиварки.

 

4

Беспилотный автомобиль

Название патента: «Система видения для автономного ТС»

Думаете первый беспилотный автомобиль появился совсем недавно? Как бы не так, их история насчитывает чуть менее 100 лет. Первый «беспилотник» был пущен по Манхэттену и управлялся радиосигналами, передаваемыми следующим за ним автомобилем. Следующий подобный проект был запущен 70 лет спустя и назывался «Без рук через всю Америку». Полуавтономный автомобиль, проехал почти 5000 км, при этом на откуп человеку было отдано ускорение и торможение, а руль управлялся в автономном режиме.

Патентов на беспилотные автомобили множество, но настоящий прорыв совершила итальянская компания VisLab. Летом 2013 года их автомобиль без водителя в салоне перемещался по оживленным улицам итальянского города Парма. Первое запатентованное изобретение компании заключается в использовании камеры и сенсорной системы, воспринимающей информацию вокруг автомобиля, и передающей данные компьютеру. Сегодня разработкой беспилотных автомобилей занимаются такие гиганты, как Tesla, Amazon и Google, обещая скорую замену ими не только общественного транспорта, но и личных средств передвижения.

 

3

Солнечная батарея

Название патента: «Устройство для применения солнечной энергии излучения»

В начале XIX века французский физик Александр Беккерель обнаружил, что свет может преобразовываться в электричество. Это позволило ему в 1839 году создать первый фотоэлектрический элемент, соединив хлорид серебра, находившийся в растворе кислоты, с электродами из платины. По прошествии полувека в Америке был выдан первый патент на изготовление солнечной батареи. Эдвард Уэстон описывал устройство, как термоэлектрический элемент из двух видов металла, прикрепленных с одного края и изолированных в остальных частях, используемый для выработки электрического тока под солнечными лучами. Уэстон также пророчески заметил, что эта энергия может накапливаться в солнечную погоду для освещения улиц в ночное время или облачные дни.

На протяжении десятилетий технология солнечных батарей совершенствовалась, пока не предстала в современном виде в качестве кремниевых панелей. Сегодня крупнейшая в мире солнечная электростанция, расположенная в Индии, покрывает около 10 км² и может похвастать мощностью в 650 МВт.

 

2

Беспроводная мобильная связь третьего поколения (3G)

Наименование патента: «Доступ к мобильному Интернету»

Первое поколение технологий беспроводной связи позволило использовать аналоговые сотовые телефоны. Разработка второго поколения «прорубила окно» к цифровым мобильным телефонам, но именно связь 3G, окончательно изменила гаджет, находящийся в кармане практически каждого жителя Земли.

3G подключил смартфоны к Интернету и GPS, что и значится в патенте начала 00-х годов. Это обеспечило потоковую передачу данных и видеосвязь на портативных устройствах. Усовершенствования в виде 4G, продолжают менять наши смартфоны, превращая его в кошелек, персонального помощника и портативную игрушку.

 

1

Виртуальная реальность

Наименование патента: «Генератор виртуальной реальности для передачи абстрактной информации»

Первая гарнитура виртуальной реальности предназначалась не для видеоигр или просмотра спортивных каналов, а для помощи в анализе финансовых расчетов. Патент «генератор виртуальной реальности» был выдан в 2000 году изобретателю Полу Маршаллу. Он описывает компьютерный мир, по которому пользователь перемещается при помощи таких устройств, как трекбол, трекер с магнитной головкой, электронная перчатка, клавиатура, руль или джойстик.

Маршал совершенствовал технологию для создания трехмерного информационного ландшафта, который должен был помогать анализировать финансовые данные. Технология так и «чахла» в мире финансов и расчетов, пока Oculus Rift не предложили свое видение полезности изобретения, выпустив в 2016 году игровую гарнитуру ВР. Позже было разработано множество систем виртуальной реальности, использующих смартфон для отображения компьютерного мира. Ученые анонсируют разработку дополненной реальности (AR), обеспечивающей наложение виртуальных данных на реальное изображение.