أبرز ابتكارات سنة 2014

خلال عام 2014 برزت بعض التقنيات، مثل الطاقة الشمسية، التي كانت موجودة بالفعل منذ عقود، إلا أنها حققت اختراقات مشرقة هذا العام، في حين ظهرت تقنيات جديدة لم يسمع عنها كثيرامن قبل.
وهنا إحصاء لأهم عشرة تقنيات برزت خلال عام 2014:
1- مجال الطاقة الشمسية
عام 2014 سيبقى بارزا في تاريخ الطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم، حيث دخلت 5 محطات جديدة الخدمة في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها، منها أكبر محطة للطاقة الشمسية في العالم ISEGS في ولاية كاليفورنيا بصحراء “موهافي”، التي تنتج وحدها 392 ميغاوات، وهو القدر الذي يكفي لإمداد 140 ألف منزل بالكهرباء.
وفي جمهورية جنوب إفريقيا أعلن مسؤولو شركة الطاقة المتجددة “SolarReserve”، التي يوجد مقرها في سانتا مونيكا بولاية كاليفورنيا الأمريكية، أنهم انتهوا من بناء المحطة الشمسية “جاسبر” بالقرب من منطقة كيمبرلي في جنوب إفريقيا، والتي تعمل بكامل طاقتها الآن، وأصبحت المحطة أكبر مشروع للطاقة الشمسية في إفريقيا.
وتحتوي المحطة على حوالي 325 ألف وحدة ضوئية، وهذا يكفي لتزويد 80 ألف منزل بالطاقة الكهربائية سنويا.
وشهد عام 2014 انخفاضا حادا في أسعار الطاقة الشمسية، وذلك بسبب التقدم الكبير في تكنولوجيا الألواح الشمسية، فضلا عن توسع الصين في الانتاج، مما جعل الأسعار أكثر تنافسية مقارنة بالغاز الطبيعي.
أيضا على مستوى الكفاءة، شهد عام 2014 تغيرا كبيرا في مستوى قدرة الألواح الشمسية، والتي أصبحت بفضل التكنولوجيا الجديدة قادرة على تحويل 46% من أشعة الشمس الساقطة عليها إلى طاقة كهربائية، وهو المعدل الذي لم يحدث من قبل خلال الأعوام الماضية.
2- الطباعة ثلاثية الأبعاد
شهدت تقنيات الطباعة ثلاثية الابعاد تقدما مذهلا خلال عام 2014، وهي الطابعات التي تعتمد على نوع خاص من الحبر، يشبه البلاستيك اللزج.
وتعمل الطابعة بمعاونة ملف رقمي يعطي لها الأوامر، ومن ثم تقوم ببناء أغراض ثلاثية الأبعاد بواسطة طبقات رقيقة من الحبر اللزج، وعند جفاف الحبر، يتحول الجسم المطبوع إلى هيكل صلب شديد المتانة.
وخلال هذا العام استخدمت هذه التكنولوجيا لطباعة أي شيء يمكن تصوره، بما في ذلك الكراسي والملابس والطائرات بلا طيار والسيارات والمنازل والالكترونيات والقطع البيولوجية، مثل الأجهزة التعويضية وحتى أجزاء من الجمجمة، وحتى المواد الغذائية.
وشقت الطباعة ثلاثية الأبعاد طريقها أيضا إلى الفضاء، في الصيف الماضي، حيث تم تسليم أول طابعة ثلاثية الأبعاد إلى محطة الفضاء الدولية.
في المستقبل، يمكن أن تقلل طباعة مكونات الطعام، أو حتى الطعام نفسه، في الفضاء من حمولات المركبات الفضائية التي يتعين عليها إمداد رواد المحطة الفضائية الدولية بما يحتاجونه من مؤن ومعدات وأجهزة علمية.
3- تقنيات الواقع الافتراضي
تطورت تقنيات الواقع الافتراضي كثيرا خلال عام 2014، وضمت إضافة رسومات وأصوات واحساس اللمس وحتى الرائحة إلى الأجسام الموجودة في الواقع الحقيقي، لتخلق واقعا آخر تخيليا أو افتراضيا.
وتأتي التطورات الكبيرة في نظارات غوغل الذكية هذا العام كأحد أهم الأمثلة على ذلك.
وقد أعلنت شركات سيارات مثل “جاكوار” و “لاند روفر” مؤخرا عن استخدام مثل هذه التكنولوجيا لعمل رسوم توضيحية على الزجاج الأمامي للسيارة، توفر ليس فقط المعلومات الملاحية ولكن أيضا معلومات حول المشاة أو السيارات الأخرى، التي قد لا يكون السائق قادرا على رؤيتها. كما يجري تطوير هذه التكنولوجيا في محلات بيع الملابس، للسماح للمتسوقين بتخيل شكل الملابس عليهم.
أيضا ظهرت هذا العام خوذة الواقع الافتراضي Fusar، بتقنيات تسجيل الفيديو والأوامر الصوتية، كما ظهرت أقنعة الغوص التي لديها شاشات عرض تشير إلى العمق ودرجة حرارة المياه وأكثر من ذلك.
4- أجهزة قراءة المخ
العلماء يحرزون مع الوقت تقدما هائلا في قراءة إشارات المخ، وتحويل هذه الإشارات إلى أوامر لأجهزة الكمبيوتر، وليس أدل على ذلك من نجاح الباحثين في العثور على طريقة يمكن بها تحريك أسهم فأرة الكمبيوتر على الشاشة، فقط باستخدام إشارات المخ.
وفي مايو الماضي قام فريق من معهد “نظم ديناميكية الطيران” ومعهد “برلين للتكنولوجيا” بتطوير تقنية تسمح للطيار بعمل مناورة في نظام محاكاة لطائرة دون لمس لوحات القيادة أو الدواسات.
كما ظهرت خلال عام 2014 العديد من أجهزة الأطراف الاصطناعية، للأشخاص الذين تعرضوا لحوادث فقدوا فيها أطرافهم، ومكنتهم التكنولوجيا الجديدة من نقل إشارات المخ لتحريك الأطراف الاصطناعية، بطريقة تشبه عمل الأطراف الحقيقية.
وفي ولاية أوهايو الأمريكية حقق العلماء اختراقا هاما هذا العام، حيث زرعوا رقاقة كمبيوتر صغيرة في رأس رجل مشلول، واستخدموا ناقلات عصبية لنقل الاشارات من المخ إلى اليد المشلولة، ونجح الرجل بالفعل في تحريك يده، فقط بواسطة أفكار المخ.
ويمكن القول إن أكبر حدث هذا العام، والذي يعد ربما الأكثر مشاهدة، هو ما حدث في حفل افتتاح كأس العالم في ساو باولو بالبرازيل، عندما قام رجل مشلول يرتدي هيكل وصلات خارجية مرتبطة بالمخ بتنفيذ ركلة الكرة الأولى في المونديال.
5- هياكل الدعم الخارجية
هذا العام، أجرى الجيش الأمريكي اختبارات على بدلة الهيكل الخارجي TALOS، التي تحمي مرتديها من الرصاص وتساعد في حمل الأغراض الثقيلة، وتأتي بترسانة من تكنولوجيا استشعار البيئة المحيطة، وهذه البدلات ليست فقط للمحاربين في الجيش.
أيضا استخدم عمال حوض بناء السفن في شركة “دايو لبناء السفن والهندسة البحرية” بكوريا الجنوبية، الهياكل الخارجية لمساعدة في حمل الأغراض الثقيلة.
وصمم باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ذراع الروبوت الجديد لمساعدة العاملين في المخازن والمستودعات في رفع الأشياء الثقيلة.
وظهرت هذا العام أيضا مسابقة جديدة تسمى Cybathlon للأشخاص ذوي الإعاقة الذين يستخدمون أجهزة مساعدة متقدمة، بما في ذلك التكنولوجيات الروبوتية والهياكل الخارجية. وينظم المسابقة معهد ETH في زيورخ والمركز الوطني السويسري لعلوم الكمبيوتر، وسيكون الحدث الأول لهذه المسابقة عام 2016.
6- أجهزة مراقبة نشاطات الجسم المختلفة
انطلقت هذا العام بقوة تقنيات أجهزة مراقبة نشاطات الجسم البشري بواسطة رقائق الاستشعار الحساسة، وضمت القائمة أسماء عديدة منها، Basic Peak و FitBitو Garminو Jawboneو Micrsoft وغيرها الكثير.
وللمرة الأولى في تاريخ التقنية الحديثة أصبح الباحثون بفضل هذه الأجهزة قادرين على تجميع كمية هائلة من المعلومات عن حركة الجسم البشري،
واستخدموا هذه البيانات لعمل إحصائيات لأشخاص من أعمار مختلفة، والخروج بنتائج دقيقة عن الصحة العامة وتحليل حركة الجسم بدقة كاملة.
7- الحوسبة الكميّة
لطالما شغل مفهوم “الحاسب الكميّ” ذهن العلماء لفترة طويلة خلال السنوات القليلة الماضية، إلا أن هذا العام شهد تقدما ملحوظا نحو مستقبل الحوسبة الكميّة.
البداية كانت من وثائق إدوارد سنودن، التي كشفت أن وكالة الأمن القومي الأمريكي تقوم ببناء “كمبيوتر كمّي مُشفّر”، ومثل هذا الكمبيوتر يمكن أن يكون أسرع بكثير جدا من أي كمبيوتر عملاق معروف حاليا للجنس البشري، وسوف يكون من المستحيل تقريبا اختراقه، وذلك بفضل بعض قوانين فيزياء الكم.
بعدها في سبتمبر/أيلول وظّفت غوغل الفيزيائي “جون مارتينيز” وفريقه من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا، للعمل على انتاج شريحة حوسبة بقوانين الفيزياء الكميّة.
في الماضي موّلت غوغل شركة كندية لديها آلة تعمل بالخصائص الكميّة.
أيضا شاركت مايكرو سوفت هذا العام بإطلاق مجموعة تصميمات للمكونات الخاصة بأجهزة الحواسيب الكمّية.
أما عن أهم انجازات هذا العام فكانت من فريق الباحثين من جامعة جنيف وأيضا من مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا، عندما أعلنوا أنهم استطاعوا تنفيذ عملية نقل كمّي لجسيمات الضوء عبر الألياف البصرية، الأمر الذي يعد أكبر خطوات النجاح في الطريق نحو الحواسب الكميّة المستقبلية.
8- طاقة الانصهار
طاقة الانصهار أو الاندماج تعد واحدة من مناطق البحوث، التي تبدو دائما بعيدة عن أن تصبح حقيقة واقعية، ولكن إذا ما نجحت هذه التقنية يوما ما، فيمكن أن تزود هذا الكوكب بطاقة لا حدود لها خالية من الانبعاثات.
وظهرت هذا العام أول إشارة إلى أن البشر قد يقتربون من طاقة الانصهار، حيث قال باحثون من شركة لوكهيد مارتن إنهم قد أثبتوا جدوى مفاعل صغير يمكن وضعه في الجزء الخلفي من شاحنة، لكنه قادر على توليد 100 ميغاوات من الكهرباء.
ويدعي الباحثون أنهم ربما يبنون نموذجا تجريبيا لمثل هذا المفاعل في خلال العام القادم، أو نحو ذلك، أما المفاعل الحقيقي فيمكن أن يكون قادرا على العمل بالفعل في خلال 10 أعوام من الآن.
9- تقنية الإخفاء عن العين المجردة
تكنولوجيا إخفاء الأشياء عن العين المجردة ربما كانت في السابق من الخيال العلمي، إلا أن هذا العام شهد اختراقات جديدة في هذا المجال داخل مختبرات العلماء.
وقبل هذا العام حقق معظم الباحثين بعض النجاح لحجب أجزاء من طيف الضوء بحيث يصبح غير مرئي للعين البشرية، ووجدوا وسائل لإخفاء أجسام ثلاثية الأبعاد من الموجات المغناطيسية، واخفاء الأصوات والأشياء المعدنية من الحقول المغناطيسية.
ولكن هذا العام، وصل الباحثون أخيرا في جامعة روتشستر إلى وسيلة بسيطة وغير مكلفة لإخفاء الأجسام في الطيف المرئي للضوء، وذلك عن طريق الجمع بين أربعة عدسات بصرية لثني الضوء وإرساله من خلال مركز مشترك، وهي التقنية التي مكّنتهم أخيرا من اخفاء الأجسام بالكامل عن رؤية العين البشرية.
التقنية ليست مثالية بعد، ولكنها أظهرت أن أصعب المشاكل غالبا ما تكون حلولها بسيطة.
10- تقنية المباني العائمة
مع زيادة انتشار الأخبار عن ذوبان وشيك لأنهار الجليد، وارتفاع درجات الحرارة العالمية، ازدادت أيضا الكثير من الأخبار هذا العام حول الهندسة المعمارية للمباني العائمة فوق صفحات المياه.
وظهرت أخبار عن المزرعة العائمة، التي ستحصل على المياه الذائبة من جبال الجليد، ومخططات الشاطئ العائم لمدينة نيويورك سيتي، ومخططات المحطة النووية العائمة التي لن تتأثر بتسونامي، وعن المدن تحت الماء، على سبيل المثال لا الحصر.
وتقود شركة الهندسة المعمارية Waterstudio، مقرها هولندا، البحوث في هذا المجال، وظهرت لدى مهندسيها عدة أنماط مختلفة، بما في ذلك المبانى السكنية والفنادق والمجمعات لذوي الدخل المنخفض، وكلها تحت المياه.