نگاهي به 11 فناوري تحول‌زاي آينده

ذخيره هولوگرافيک داده‌ها

در ذخيره هولوگرافيک داده‌ها، در مقايسه با ذخيره روي ديسک‌های استاندارد و حافظه‌های فلش امروزي از راهبرد متفاوتي براي پردازش و ضبط داده‌ها استفاده مي‌شود و در واقع از يک ماده ضخيم حساس به نور کمک گرفته مي‌شود. هنگامي‌كه اين روش جديد به تكامل برسد، مي‌توان با تاباندن ليزر با زاويه‌هاي متفاوت، چندين عکس را (شايد هزاران عکس) در محلي يکسان از فضاي حافظه ضبط کرد.
براي ضبط داده‌ها ليزر به دو پرتو مجزا تقسيم مي‌شود؛ يکي پرتو مرجع و ديگري پرتو حامل داده. پرتو حامل داده، در حين عبور از يك تعديل كننده (مدولاتور) فضايي نوري، اطلاعاتي را كه در يك الگوي شطرنجي چيده شده‌اند، برخواهد داشت. سپس اين پرتو در داخل ماده حساس به نور با پرتو مرجع تداخل ايجاد كرده و داده‌ها را ذخيره مي‌كند. اگر تمايل داريد درباره چگونگي ذخيره هولوگرافيک داده‌ها اطلاعات بيشتري دريافت کنيد، مي‌توانيد به سايت آزمايشگاه‌هاي بل وابسته بهLucent Technologies به آدرس زير مراجعه کنيد.

http://www.bell-labs.com/org/physicalsciences/projects/hdhds/2.html

نمايشگر حجمي سه‌بعدي

ايده موجود در پس نمايشگر حجمي سه‌بعدي اين است که تصاوير به گونه‌اي نمايش داده شوند که از هر زوايه‌اي که به آن‌ها نگريسته ‌شود، به نظر برسد سه بعد فيزيکي دارند. اين راهبرد با راهبرد فعلي متفاوت است. در راهبرد فعلي تصاوير تخت و دوبعدي نشان داده مي‌شود، سپس با استفاده از عينک‌هاي ويژه يا پرده‌های چندگانه از خطاي ديد ناظر براي سه‌بعدي جلوه دادن تصاوير بهره‌برداري مي‌شود. تصاوير حجمي سه‌بعدي نه تنها از يک زاويه ديد (به عنوان مثال، درست روبه‌روي نمايشگر) واقعي به نظر مي‌رسند، بلکه از هر نقطه ديگري واقع در 360 درجه‌ حول نمايشگر نيز تصوير يکسان خواهد بود. به اين ترتيب، اين فناوري نماهاي سه‌بعدي را كه به‌طور مستقيم به چشم شما برسند، توليد نمي‌كند، اما وجود نمايشگرهاي حجمي سه‌بعدي در اتاق نشيمن تجربه‌ای واقع‌گرايانه‌تر را به ارمغان خواهد آورد. شرکت سوني در اکتبر سال 2009 وسيله‌ای هرچند کوچک را، اما با عملکردي مشابه با آنچه که ذکر شد، معرفي کرد. بينندگان شي‌ء را مي‌ديدند که در نمايشگر مي‌چرخيد يا خود بينندگان همزمان با نمايش تصوير دور نمايشگر مي‌چرخيدند تا زاويه‌هاي مختلف آن شیء را به طور کامل ببينند، چنان‌که گويي آن شیء نه در داخل يک نمايشگر، بلکه در يک قفس مجازي قرار داده شده‌است.

خودروهاي واقعاً خودرو‍

در توضيح اين فناوري واژه «خودرو» را نه در معناي رايج آن، بلکه در معناي واقعي خود به کار برده‌ايم؛ يعني وسيله‌ای که خودش حرکت مي‌کند. وسايل نقليه خودرو يک گام انقلابي در عرصه استفاده از هوش مصنوعي برنامه‌ريزي شده در بخش مکانيک شناختي (cognitive) به شمار خواهند آمد. البته، اين وسايل نقليه همچنان به تعامل فيزيکي با راننده نياز خواهند داشت، اما با اين تفاوت که نقش راننده فقط اين است که وارد خودرو شده و از طريق دستورهاي صوتي مقصد را براي آن تعيين کند. سپس خودرو با استفاده از سيستم راهبري خودکار سرنشين را به مقصد خواهد برد و اين يعني هوش مصنوعي مورد استفاده در اين خودروها ‌بايد مهارت‌هاي شناختي پيچيده‌ای داشته باشد تا بتواند براي انجام کارهايي همچون جلوگيري از برخورد به حيوانات ولگرد در وسط جاده يا جلوگيري از خروج راننده از خودروي در حال حرکت به سرعت تصميم‌گيري کند. طبق اعلام شرکت جنرال موتورز پيش‌بيني مي‌شود، نخستين اتومبيل بدون راننده تا سال 2018 در جاده‌ها ظاهر شود. اين شرکت همچنين از چندين سال قبل از طرح‌هايش در اين زمينه پرده‌برداري كرده و گفته بود كه آزمايش اين خودروها تا سال 2015 آغاز خواهد شد. ريک واگونر مديرعامل پيشين جنرال موتور معتقد است، که بزرگ‌ترين مانع در راه تحقق اين طرح فناوري آن نيست، بلکه مسئوليت‌هاي حقوقي و قوانين دولتي است. لري برنس، نايب رئيس بخش تحقيق و توسعه شرکت نيز در سال 2008 اظهار داشته بود، طرح آن‌ها علمي‌‌ تخيلي نيست. از زمان انتشار آن گزارش شرکت‌هاي توليدکننده ديگري از جمله نيسان، هوندا و آئودي نيز توسعه خودروهاي «خودرو» را آغاز کرده‌اند.

واقعيت افزوده

تاکنون شکل‌گيري چند كاربرد واقعيت افزوده(AR) را شاهد بوده‌ايم. اما اگر اين فناوري به يک فناوري استاندارد و رايج در گوشه‌ای از عينک آفتابي‌ شما تبديل شود چه؟ به اين معني که چه پياده و چه سواره يا حتي روي دوچرخه به هر جايي که برويد اطلاعات مربوط به محيط اطرافتان را روي صفحه‌هاي عينک دريافت خواهيد کرد. در اطراف به دنبال يك سرويس بهداشتي هستيد؟ وسيله مجهز به فناوري واقعيت افزوده مي‌تواند جاي آن را به شما نشان دهد. آيا در بيشه‌زار گم شده‌ايد؟ چنين وسيله‌ای مي‌تواند با ترسيم يک راه مجازي که در روي زمين و درست از جلوي پاهايتان شروع مي‌شود، جهت درست را به شما نشان‌ دهد. قبلاً درباره فناوري واقعيت افزوده و استفاده از آن روي شيشه‌هاي جلو و آينه‌ كنار اتومبيل گزارش‌هايي منتشر شده بود. با اتصال چنين تجهيزاتي به كامپيوتر خودرومي‌توان علاوه بر اطلاعات معمول داشبورد، اطلاعات زيادي از جمله وضعيت آب‌وهوا، فاصله باقي مانده تا مقصد و فاصله تا خودروي بعدي را نيزدريافت کرد.

بازي‌هاي مجازي

اين واقعيت بديهي به شرح و بسط نيازي ندارد، زيرا نمونه‌هایي از بازي‌هاي مجازي را (که خود شخص نيز در آن نقش دارد) در فيلم‌هاي سينمايي و تلويزيوني ديده‌ايم. با اين‌که فناوري سه‌بعدي به آرامي در حال گسترش به سمت کامپيوترهاي شخصي و کنسول‌هاي بازي است، پديده بازي مجازي در سطحي وسيع‌تر در حال شکل‌گيري است و يک مثال خوب آن Virtusphere در آدرس است که با استفاده از آن بازي دوستان با زدن عينک‌هاي ويژه مي‌توانند هنگام بازي در محيط‌هاي مجازي حرکت کنند، در آن راه بروند و حتي بدوند. شايد در آينده شاهد تجربه‌هايي مشابه واقعيت شبيه‌سازي شده يا Holodeck باشيم که ما را قادر کند در محيط‌هاي مصنوعي و بدون نياز به عينک‌هاي ويژه يا ديگر تجهيزات جانبي شخصاً به بازي‌هاي کامپيوتري بپردازيم. در اين اثنا، قدم‌هاي هرچند کوچکي که برداشته شده به يقين به نتيجه خواهند رسيد.

حافظه اتمي

فرض کنيد اگر مي‌توانستيد يک بيت داده (صفر باينري يا يك باينري) را در يک اتم ذخيره کنيد، چه مي‌شد. حالا يک دانه شن را فرض کنيد که از تريليون‌ها بيت باينري حاوي اطلاعات تشکيل شده باشد كه هر يك از اين بيت‌هاي داده روي يک اتم ذخيره شده‌اند (بسيار متفاوت‌تر از راهبرد فعلي که طي آن ميليون‌ها اتم صرف ذخيره تنها يک بيت داده مي‌شود). ايده حافظه اتمي از اواخر دهه 1950 مطرح بوده و اين در حالي است که دانشمندان طي ده سال گذشته موفق شده‌اند، به ذخيره‌سازي در مقياس اتم نزديک‌تر شوند و در سال 2001 توانستند يک بيت داده را روي يک اتم ذخيره کنند، اما اتمي که بيت روي آن ذخيره مي‌شود بايد به وسيله يک سلول اتمي 4×5، از اتم هاي مجاور خود مجزا شود. در نتيجه، بايد بيست اتم از يک بيت داده محافظت كنند. دانشمندان در تلاشند که اين تناسب را به مقدار 1به 1 نزديك كنند.

آلياژهاي تغيير شکل‌پذير

آلياژهاي تغيير شکل‌پذير هم مي‌توانند خوب باشند و هم بد. در يک سو اين فناوري فرآيندهاي خودکارسازي را تسريع و تسهيل مي‌کند؛ به عنوان مثال، توسعه يک آلياژ که بتواند در درون يک قالب اعم از قالب يک چاقوي نظامي يا يک قطعه حساس در داخل موتور اتومبيل به خودش شکل بدهد. در سوي ديگر چنين دستاوردي مي‌تواند به جهت کاستن از فرصت‌هاي شغلي براي نيروي کار انساني يک تهديد محسوب شود. به هر حال، همين حالا نيز فناوري شکل دادن به آلياژها وجود دارد و توسط دانشمندان دانشگاه‌هاي MIT و هاروارد توسعه‌داده‌شده‌است. در حال حاضر، از آلياژ تغيير شکل‌پذير در ساخت مدل‌هاي کوچکي به شکل قايق و هواپيما استفاده مي‌شود واما اين تازه آغاز راه است آيا ممکن است. طي ده سال آينده بتوان از اين فناوري در ساخت قايق‌ها و هواپيماهاي واقعي بهره برد؟

ژنراتورهاي اتمي خانگي

شرکت توشيبا در سال 2007 به ساخت نمونه‌اي از راکتورهاي اتمي خانگي پرداخت و اعلام کرد، قصد دارد اين راکتورها را براي کاربرد خانگي در سراسر جهان عرضه کند. اين ژنراتور دويست کيلوواتي که در ابعاد 6‌×20 فوت ساخته شده بود، حفاظ ويژه داشت و کاملاً خودکار و خودکنترل بود و به گفته توشيبا مي‌توانست برق مورد نياز يك بلوك شهري را تأمين کند.
در راکتورهاي شخصي به جاي ميله‌هاي كنترل(ميله‌هاي جذب كننده نوترن كه براي كاهش زنجيره واكنش اتمي استفاده مي‌شوند) از ذخيره‌كننده‌هاي ليتيوم مايع استفاده شده است و از اين رو تا چهل سال دوام خواهند داشت و قيمت آن‌ها در زمان عرضه، به ازاي هر کيلووات ساعت الکتريسيته مصرفي پنج سنت تعيين شده بود. اما به هر ترتيب، اين وسيله هنوز به خانه‌‌ها راه پيدا نکرده‌است. البته، بيل گيتس در اوايل سال جاري ميلادي (از طريق مشارکت با شرکت تراپاور طراح راکتورهاي اتمي) احتمال داد که طي يک همکاري مشترک با توشيبا اين طرح احيا شده و توسعه داده شود. فناوري مورد نظر گيتس تا شصت سال به سوخت‌‌گيري دوباره با سوختي از جنس اورانيم ضعيف‌شده، نيازي نخواهد داشت. پيش‌بيني مي‌شود، ژنراتورهاي آينده از آنچه که توشيبا طراحي کرده‌بود، امن‌تر و کوچک‌تر بوده و از سوي مردم با استقبال بيشتري روبه‌رو شوند. متأسفانه گفته مي‌شود، اين فناوري تا پيش از اوايل دهه 2020 به توليد تجاري نخواهد رسيد.

باتری‌های اکسيژنی؟

باتری‌هایی که با دريافت اکسيژن از هوا، نيرو توليد می‌کنند. اين یکی از پيش‌بینی‌های آی‌بی‌ام و از جمله فناوری‌هایی است که به احتمال طي پنج سال آينده عملی مي‌شود. گفته می‌شود، اگر چنين باتری‌هایی ساخته شوند، بازه زمانی استفاده از تجهيزات برقی پس از هر بار شارژ تقريباً ده برابر ميزان کنونی خواهد شد. در همين زمينه، پيش‌بینی‌ ديگری هم صورت گرفته است: با پيشرفت‌های آتی‌‌ در خصوص ايجاد الکتريسيته ساکن و جنبشی شايد تجهيزات کوچک الکترونیکی از باتری‌ها بی‌نياز شوند. علاوه بر اين، موارد ديگری را نيز می‌توان لحاظ کرد؛ مواردی مانند شارژ به صورت بی‌سيم که در سال گذشته ميلادی پيش‌نمونه‌ای از آن توسط شرکت فوجيتسو به نمايش درآمد و البته تحقيقات اينتل در خصوص برق بی‌سيم. طی سال‌های اخير موضوع فناوری‌های جديد در توليد انرژی و نيز استفاده از انرژی‌های پاک بيش از پيش به یکی از اولويت‌های کشورهای توسعه يافته تبديل شده است.

مراکز داده، ساختمان‌ها را گرم می‌کنند

اگر بتوان از انرژی و گرمای حاصل از کارکرد مراکز داده برای گرم‌کردن و همچنين خنک کردن ساختمان‌ها استفاده کرد، صرفه اقتصادی قابل توجهی حاصل خواهد شد. اين موضوع نيز یکی از پيش‌بینی‌های آی‌بی‌ام است که البته در سال‌های اخير نشانه‌هایی مبنی بر اجرایی شدن آن به چشم می‌خورد. مقابله با گرما همواره به عنوان يکی از چالش‌های مديران مراکز داده مطرح بوده‌است. کنترل درست دمای مراکز داده به معنای ارتقای کارایی آن‌ها است. اگر جنبه ديگر اين موضوع را نيز در نظر بگيريم، می‌توان گفت با گرمای حاصل از اين مراکز ساختمان‌ها و دست‌کم ساختمان خود مرکز داده را مي‌توان گرم کرد يا حتی از اين گرما دوباره برق توليد کرد. اگر اين ايده جالب به بار بنشيند، مراکز داده می‌توانند به منبع درآمد جديدی دست پيدا کنند.

انرژي بي‌سيم

مفهوم انرژي بي‌سيم تقريباً در اواخر دهه 1800 مطرح شد، اما در واقع آنچه که باعث شد اين مفهوم به‌طور جدي مورد توجه رسانه‌هاي روز قرار بگيرد، مقاله‌اي بود که در سايت Space.com منتشر شد و به موضوع انتقال انرژي بي‌سيم در فضا پرداخت. اکنون ده سال پس از آن تاريخ، به تازگي شاهد توسعه تجهيزاتي بوده‌ايم که بدون نياز به کابل و سيم تجهيزات ديگر را شارژ مي‌کنند.
روال کار به اين‌ترتيب است که يک سيم‌پيچ مسي به ديواره خروجي و يک سيم‌پيچ مسي ديگر نيز به وسيله الکترونيکي متصل مي‌شود. هر دو سيم‌پيچ در فرکانس يکسان تنظيم مي‌شوند. سيم‌پيچي که روي ديواره خروجي قرار گرفته ‌است يک ميدان الکترومغناطيسي ايجاد مي‌کند و با سيم‌پيچ موجود روي وسيله الکترونيکي باعث بروز پديده تشديد يا بسامدافزايي مي‌شود. استفاده از دو سيم‌پيچ براي ايجاد پديده تشديد بسيار مؤثر است. شرکت‌هاي زيادي خواهان ارائه محصولات سازگار با فناوري برق بي‌سيم هستند و پيش‌بيني مي‌شود که اين محصولات تا سه‌ماهه دوم سال 2011 وارد بازار شوند.