Автомобиль будущего, какой он будет?
Статьи 4 Апреля, 2017
Как бы человек не интересовался всеми тенденциями развития современных технологий. Но представить автомобиль будущего — очень сложно. Единственное что можно предположить, так это развитие машин в сторону экологичности, автономности и искусственного интеллекта. Скорее всего, в будущем, автомобиль возьмет на себя большинство аспектов управления, а требования к мастерству вождения сведутся к минимуму. Но все же. Постараемся представить, в каком направлении будут развиваться машины.
Экономность и экологичность
Сегодняшнее развитие силовых агрегатов уже стремиться к тому, что бы минимизировать затраты нефтепродуктов при эксплуатации автомобилей. Кроме этого, все больше набирают популярность автомобили на электрической тяге или с гибридными установками. Поэтому, можно предполагать, что в скором времени, автомобили оснащенные двигателями внутреннего сгорания станут уделом коллекционеров и любителей «старины».
А машины оснащенные электромотором и силовыми установками на водородном топливе — обыденной реальностью.
Что же это даст? Во первых — использование электрической энергии сэкономит затраты на эксплуатацию автомобилей и полностью избавит атмосферу от вредных выбросов отработанных газов, но увеличенная потребность в электричестве, скорее всего увеличит его стоимость.
Поэтому, стоит ожидать и развитие технологий в производстве водорода и силовых агрегатов использующих водород в качестве источника энергии (уже сейчас есть работающие прототипы, удачно использующие такой тип силовых установок).
Кроме этого, из-за перенасыщения автомобилями больших городов, можно предположить о том, что придет основная мода на сверхкомпактные автомобили, которые смогут удачно конкурировать с обычными типоразмерами автомобилей в условиях мегаполисов.
Естественно, такая тенденция уменьшит беспокойство ученых о загрязнении окружающей среды многочисленными автомобилями.
Но встает другой вопрос — как увеличить экологичность и уменьшить стоимость получения электрической энергии, а также удешевить производство водородного топлива
Безопасность транспорта и движения
Основная идея безопасности движения в будущем — это полная его автоматизация посредством автономного управления и координирование дорожного потока посредством центрального сервера мегаполиса. Убрав из основных рисков человеческий фактор ошибки, ученые предполагают о снижении ДТП на дорогах до 95%.
Также, из-за полноценного введения автоматического пилотирования, значительно претерпит изменение и внутренний интерьер автомобиля, который лишится необходимости водителя в человеческом виде. Но, это произойдет не скоро, так как, первые автоматизированные версии требуют постоянного контроля со стороны человека, и классическое водительское сидение с рулевым колесом и педалями останется на долгое время.
Кроме этого, могут появиться новые технологии в изготовлении материалов для кузова автомобиля или другие принципы конструирования жесткого каркаса, которые обеспечат полную безопасность водителя и пассажиров внутри салона. По мнению некоторых ученых, автомобили будущего будут оснащаться специальными системами для поддержания жизнедеятельности человека даже в самых сложных условиях, и автоматизированными аптечками, способными сохранить жизнь до прибытия спасательных команд.
Габариты автомобилей
Как упоминалось выше, постоянное увеличение автомобильного транспорта в городах, диктует необходимость создавать и приобретать более компактные модели машин. Сочетая маленький размер автомобиля с централизованной системой управления дорожным потоком, можно будет добиться многократного увеличения пропускной способности современных улиц с сохранением безопасности движения на высочайшем уровне.
Также, более компактные размеры позволят создавать вместительные стоянки и полностью забыть о многочасовых пробках.
Опираясь на современные разработки, можно предположить о появлении массового использования безвоздушных шин, в которых будет применяться принцип перераспределяющих нагрузки резиновых спиц. К примеру, компания Bridgestone, тестирует колеса построенные по такому принципу уже несколько лет. Но сейчас, данные шины применяются только на гольфкарах, а тестирование для гражданских и грузовых автомобилей — продолжается. Такая технология значительно увеличит безопасность движения, исключив разрывы или пробоя колес.
Современные автомобили
Уже сейчас, многие автомобильные компании разрабатывают и тестируют различные конфигурации машин с автоматизированным управлением, основанным на показаниях видеокамер и радаров. Но дальше всех в своих разработках зашли две компании — Google (не ориентированная на производстве автомобилей, а развивающая технологию автоматического пилотирования) и самая передовая компания в планах автомобильных разработок — Tesla Motor (успешно выпустившая на рынок ряд качественных электрокаров, оснащенных самой современной системой автопилота на гражданских автомобилях).
© 2007-2023.
Сетевое издание «CarsWeek» зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 25 апреля 2017 года.
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС77-69477. Учредитель: Богачков Сергей Григорьевич. Главный редактор: С. Г. Богачков.
Электронная почта редакции: [email protected]. Телефон редакции: +7-915-979-14-25.
Использование материалов сайта разрешается только с установкой активной гиперссылки на CarsWeek.ru. 16+
АВТОМОБИЛЬ БУДУЩЕГО. КАКИМИ БУДУТ ВАШИ МАШИНЫ ЧЕРЕЗ 25 ЛЕТ? ⋆ FutureNow
Твитнуть
Как будет выглядеть автомобиль будущего через 25 лет? Будет существовать ли еще двигатель внутреннего сгорания? Узнайте о будущем для наших машин.
Автомобиль будущего – это исключительно беспилотная машина? – Нит!Успокойтесь: через четверть века те из нас, кто любит вождение – все еще будут крутить руль, нажимать педали и переключать коробку передач с помощью наших собственных конечностей, которые будут управляться сигналами с нашего мозга.
В то же время жизнь производителей быстрых машин не станет легче. С годами производители подвергаются все более интенсивному законодательному давлению, чтобы улучшить безопасность и эффективность и уменьшить загрязнение. В то же время они сталкиваются с давлением своих акционеров, чтобы продать больше автомобилей и сделать их дешевле.
Будьте уверены, что производители автомобилей не являются фанатами того, чтобы заставить нас позволить машинам делать всю работу самостоятельно. Большинство производителей полагаются на сильную эмоциональную связь с водителями, чтобы продавать свои последние модели. Как водители мы связаны с нашими железными друзьями множеством способов: нам нравится как они выглядят, их запах, как они ощущаются, как они экономят время и деньги, но также как они едут.
Большинство водителей не заинтересованы в том, чтобы сесть в автономный ящик на колесах и выйти на другом конце своего путешествия, не делая никакого вклада в процесс передвижения.
В то же время спорткар будущего может выглядеть несколько иначе чем сегодняшний – он будет упакован новейшими технологиями, которые только сейчас появляются на наших радарах.
Способность автомобиля возбуждать, развлекать и захватывать не уйдет в историю. По правде говоря, предвидение развития автомобильной промышленности – это слишком сложная задача благодаря многочисленным изменениям и интенсивности этих изменений сегодня.
Однако мы все же попытается предоставить картину каким будет автомобиль будущего.
Какой двигатель будет иметь автомобиль будущего?Когда мы будем уже в 2040 году, «большинство автомобилей будут электрифицированы, а двигатель внутреннего сгорания больше не может быть основной тяговой силой. От силы его роль будет заключаться в поддержке электромотора», говорит главный технический и инновационный директор Ricardo, Невилл Джексон. В этом случае, двигатель будет меньшего размера, улучшенным с помощью турбокомпрессора или электрической системы. Будет переосмыслена полностью идея его эффективности.
Сегодня только около 20-30% сжигаемого в двигателе топлива превращается в энергию. Ricardo имеет много идей относительно устройств для восстановления тепловой энергии, которая обычно теряется через выхлопную систему и систему охлаждения.
Одна из идей заключается в том, чтобы использовать небольшой двигатель Стирлинга (изобретенный в 1816 году как конкурент парового двигателя).
Двигатель Стирлинга опирается на внешний источник тепла, чтобы выработать механическую энергию, которая в этом случае будет подана назад в трансмиссию. Другая идея заключается в использовании термо-электрических материалов, превращая тепло в электричество, чтобы подпитать электрическую часть гибридного двигателя.
Двигатель 2040 года – это будет не четырехтактный двигатель, который используют все автомобили сегодня. Он может быть двигателем с разделенным циклом, где цилиндры работают парами, одна для сжатия, другая для выхлопа.
Альтернативно, двигатели могут стать гибридными бензинним и дизельным двигателями, переключаясь между зажиганием искры и сжатием и сжигая будущий коктейль из ископаемого и синтетического топлива. “Технические возможности есть огромные,” говорит Джексон, “для рядового водителя автомобили только станут лучше и эффективнее.
”
В течение почти двух десятилетий, мир был захвачен идеей електрических двигателей на водородном топливе (FCEVs), с достаточным диапазоном движения на одной заправке и нулевыми выхлопами – только воды и тепло. Сейчас шансы появления автомобиля на водородном топливе к 2040 году увеличились.
“Если рабочая модель водородной инфраструктуры заработает и производители автомобилей отнесутся к этому с полной серьезностью, то после 2020 года может произойти значительный рост таких автомобилей. Вы можете ожидать от миллионов до десятков миллионов машин на водородном топливе к 2040 году”, – говорит Дэвид Харт, консультант по вопросам устойчивого энергоснабжения E4Tech.
Харт определяет таких лидеров в этой области как Toyota, Honda и Hyundai. Toyota Mirai (один из первых седанов на водороде, которые поступили в продажу) имеет тот же «скелет», что и гибридные модели Toyota, но то, чем отличается – источник энергии, говорит специалист по топливных элементов Toyota, Жулиен Руссель.
«Это последний этап эволюции нашей гибридной технологии», – объясняет он.
Топливный элемент содержит сотни небольших индивидуальных ячеек, которые превращают сжатый водород и кислород, поступающий из воздуха, в электроэнергию. При этом единые побочные продукты – это тепло и вода. Водород хранится в углеродных баках при давлении 700 бар. Производство таких двигателей было трудоемким, но Toyota уменьшила производственные расходы, внедрив автоматизацию.
Плотность энергии хранения водорода примерно в пять раз выше, чем в современных аккумуляторных технологиях. Honda FCV Clarity, представленная в прошлом году, преодолевает расстояние 435 миль на одном заряде. Время перезаправки эквивалентно времени перезаправки бензина или дизельного топлива, а водородное топливо столь же безопасно для использования как и два других.
Построение инфраструктуры водородных автозаправочных станций остается проблемой для широкомасштабного внедрения FCEV. “Водородную инфраструктуру трудно расширить, но как только она появляется, она станет прибыльным бизнесом”, – говорит эксперт Ритмар фон Гельмольт.
“Зарядные станции для электрических транспортных средств не являются таковыми, так как стоимость их эксплуатации значительно больше стоимости энергии, что продаеться”.
Делается много глобальных инвестиций в данную сферу сегодня. В Европе в поддержку водородного и топливного элементов в период с 2014 по 2020 год было выделено 1 млрд. Фунтов стерлингов.
Может я буду все еще заправляться бензином и дизелем?Пятнадцать лет назад нефтедобывающая промышленность предупредила, что к 2040 году добыча нефти может стать значительно дороже, и некоторые нефтедобывающие районы могут начать высыхать. Сегодня история изменилась.
По данным ВР, ископаемые виды топлива будет дешевле и легче добывать. К 2050 году, BP считает, ресурсы (нефть и газ), которые могут быть добыты с помощью современных технологий, составляет 4 800 000 000 000 баррелей, а прогнозируемый спрос к 2050 году составляет 2,5 триллиона баррелей. Еще 2 700 000 000 000. могут быть доступны в результате открытия новых месторождений и усовершенствовангия технологий.
BP менее оптимистично относится к использованию радикальных новых технологий, таких как водородные топливные элементы, и считает, что глобальный спрос на энергию для транспорта до 2035 года и позже будет удоблетворятся в основном жидким топливом.
В докладе также отмечается, что к 2050 году биомасса могла бы стать альтернативой нефти.
Какие шины будет иметь мой автомобиль будущего?Шины уже являются неотъемлемой частью производительности автомобиля, но они будут играть еще большую роль до 2040 года. “К 2040 году автомобили будущего будут подключены к интернету вещей. Растет интерес к использованию больших данных путем подключения транспортных средств, чтобы они могли передавать информацию о дорожных условиях», – объясняет директор технологических программ Goodyear Ромен Хансен.
Первым этапом станет подключение шин беспроводным способом к автомобилю для улучшения безопасности. «Если автомобиль знает состав шины и как они работают, система ABS может уменьшить тормозной путь», – говорит Хансен.
После достижения этой стадии автомобили смогут обмениваться информацией о состоянии дорожного покрытия и его температуры с другими транспортными средствами через связь между транспортными средствами (V2V). Адаптивные шины по концепции TripleTube компании Goodyear, могут изменять форму в соответствии с дорожными условиями и использованием. Во влажном состоянии давление будет увеличиваться для получения более длинной контактной поверхности, чтобы противодействовать аквапланированию.
Использование термоэлектрических материалов преобразует тепловую энергию, которая теряется, когда шина деформируется, в электрическую. Пьезоэлектрические чипы, встроенные в боковину шины, также будут восстанавливать энергию, которая обычно теряется, когда дно шины деформируется при движении.
Улучшится ли аккумулятор?Основными вопросами любого аккумулятора или батареи электрического автомобиля является диапазон движения за один заряд и время, необходимое для перезарядки.
К 2040 году дела могут выглядеть значительно лучше: электрические автомобили будут способны ехать до 500 миль в едином заряде и зарядиться до 75% за 15 минут.
Продолжаются соревнования по разработке более легких, более дешевых, более устойчивых батарей с гораздо более высокой способностью хранения энергии (плотность энергии). Типичная EV батарея сегодня имеет энергетическую плотность 30кВт, давая средний диапазон проезда около 100 миль. К концу десятилетия Bosch намерен изготовить второе поколение твердотельной батареи 60 кВт, способную обеспечить диапазон проезда более 200 миль.
Сегодня не все литиево-ионные батареи химически одинаковые и изготовлены из различных химических коктейлей. Те, которые с наибольшей плотностью энергии (что дает длинный диапазон проезда) используют кобальт. “Кобальт является редким металлом, доступным лишь в нескольких шахтах в мире”, говорит Йоахим Фетцер, руководитель бензиновых двигателей и электромобильности Bosch.
Ожидается, что литиевая батарея третьего поколения решит эти проблемы до 2030 года.
Эта удивительная «пост-литиевая» технология будет безопасной и легкой и иметь вдвое большую плотность энергии (128 кВт-ч) за аккумулятора второго поколения того же веса.
Это должно дать машинам, размером с недавно представленый Chevrolet Bolt, возможность проезда около 400 миль на одной зарядке.
Кто или что будет вести мою машину?Будем ли мы управлять автомобилями будущего, или они будут нас возить? Возможно будет присутствие обоих вариантов. Однако все главные производители работают над беспилотным ведением автомобилей сегодня. Беспилотная технология автомобиля будущего не нова. В течение двух десятилетий она подкрадывается к нам постепенно, говорит Тони Харпер, руководитель исследования Jaguar Land Rover. “Мы находимся на восходящей траектории – все началась с радара, адаптивного круиз-контроля, затем мониторинга “слепых точек”, который перемещал радар к бокам автомобиля, и теперь камеры, направляемые на объекты перед автомобилем.”
Следующим этапом является интеграция датчиков и дальнейшая разработка программных алгоритмов.
“К 2020 году мы увидим автоматизированные функции парковки, маневрирования на малых скоростях в пробках, также некоторые элементы скоростного вождения, такие как изменение полосы, станут автоматизированными”, – говорит Харпер.
После 2020 года потребуются более сложные сенсоры, такие как lidar, и первые случаи полной автономии будут “краткосрочными миссиями”, как автономная парковка автомобиля и автономное вождение в специальных полосах автострад. Количество зон будет расти, когда будет развиваться инфраструктура для принятия автономных транспортных средств. Но, в конце концов, говорит Харпер, «ограничения будут отменяться один за другим, пока мы не получим полную автономию. Никто точно не знает, когда это произойдет, но автономное путешествие начнется с 2025 года.
Таким образом к 2040 году автомобили будут полностью самостоятельные или водитель все еще будет выбор?
Харпер говорит: “Мы верим, что автомобиль будущего будет управляемые, но есть много ситуаций, когда мы можем выбрать автономию: начиная от вызова автомобиля к вам, до необходимости избежать скучного путешествия и увеличения производительности».
Специальная подготовка не требуется для использования беспилотного автомобиля, по мнению Харпера. “Если кто-то нуждается в обучении, чтобы использовать беспилотную функцию”, объясняет он, “тогда вы получили неправильную беспилотную функцию. Она должна делать все то, что вы ожидаете от нее, самостоятельно. Не надо обладать какими-то навыками водителю, чтобы подчиниться машине, которая берет на себя контроль.
Как будет выглядеть интерьер автомобиля будущего?Мы уже получили цифровые кластеры с приборами и цифровые информационно-развлекательные экраны, но сочетание этих двух элементов для создания одной безупречной поверхности рассматривается как следующий шаг в создании интерьера автомобиля следующего поколения.
BMW уже пересмотрел свой будущий салон, который включает в себя большой экран, что работает почти по всей ширине кабины. Система полностью подготовлена для беспилотного вождения, что позволяет водителям принимать видео-звонки, когда автомобиль находится в режиме самостоятельного вождения и демонстрирует содержимое от Open Mobility Cloud, когда водитель входит в машины.
Следующий шаг – позволить водителям персонализировать салон, выбирая темы для приборной панели и даже загружая разные стили набора для кластера приборов. Ранние версии этой персонализации уже доступны в Mercedes-Benz нового E-класса с тремя темами, которые меняют внешний вид и содержание инструментов и информационно-развлекательной системы.
В ближайшем будущем, ожидают гораздо больше автомобилей с оцифрованными инструментами панели. Как показала Ауди, технология может быть быстро принята в новые транспортные средства и со временем станет дешевле, чем стандартные аналоговые циферблаты.
Будут ли отвлекать меня эти высокотехнологичные интерьеры?Хаптичная (тактильная) обратная связь ( что такое тактильный интернет ) сама по себе не является новой технологии – она уже представлена в таких автомобилях, как Lexus NX – но все это предназначено для того, чтобы помочь удержать внимание водителей на дороге, а не на дисплее информационно-развлекательных систем.
Bosch выводит систему на новый уровень. Ее удивительная обратная связь способна оказывать ощущение реальных кнопок на плоской поверхности, а водители «нажимают» на поверхность, чтобы активировать различные функции. Система может распознать силу давления на поверхность, что приводит к различным функциям. Например, легкое прикосновение может открыть меню справки, тогда как более четкое прикосновение активирует систему электронных вызовов.
Даже нажатия на сенсорный экран может стать старомодным. Следующим шагом в информационно-развлекательных системах будет контроль жестами. Ваши движения будут отслежены внутренними камерами, поэтому автомобиль будет знать, кто просит, чтобы звук или температура были подняты, и в каком месте машины это сделать. Кроме того, технология также позволяет автомобилям распознавать, когда водители приближаются и открывать двери автоматически для них.
Как автомобили будут производиться в будущем?Еще будут производственные линии и поставки компонентов, которые все еще будут изготавливаться сторонними производителями, фабрики которых расположены рядом.
Тем не менее, есть две вещи, которые автопроизводители хотели бы достичь на обычных производственных линиях.
Одной из них – возможность изготавливать автомобили с индивидуальными спецификациями гораздо быстрее и эффективнее. На данный момент производство автомобиля по указанным частным покупателем спецификациями, может занять до 12 недель от времени заказа в салоне до окончательной доставки. Другая вещь, которую производители преследуют, – способность эффективно снижать мощность во время спада продаж.
Вот, почему Toyota пытается переосмыслить традиционную концепцию автомобильной фабрики и производственной линии.
После того, как продажи Toyota были сильно поражены глобальным финансовым кризисом 2009 года, так и крупным японским землетрясением в 2011 году, компания заморозила инвестиции в новые заводы и решила переосмыслить традиционную производственную линию. Результатом стал новый способ строительства заводов и линейного оборудования.
Во-первых, Toyota больше не использует кабельные производственные линии.
Это позволяет новым зданиям завода быть проще и менее дорогими для строительства, расходов света и тепла.
Во-вторых, производственная линия построена как модель железнодорожного пути, расположенной непосредственно на фабричном этаже и соединяется в секции. Это позволяет сократить или расширить линию за считанные часы. Линейное оборудование, которое помогает работникам производственных линий подбирать и монтировать тяжелые узлы, такие как панели приборов и сиденья, было переработано собственными инженерами компании.
Это оборудование будет легче, проще и подвижным, а не зафиксированным в статическом положении.
Итогом является то, что, если Toyota решит добавить новую функцию к автомобилю, производственная линия может быть расширена и новая рабочая станция будет добавлена в считанные часы.
В тяжелые времена, Toyota может сократить эту новую производственную линию оборудования и демонтировать ее.
Новая производственная система Toyota будет постепенно вводиться с каждой новой фабрикой, которую компания строит, поэтому она должна перейти повинистю на новую систему до 2035 года.
Однако существует еще один будущий сценарий для производства автомобилей. Если транспортные средства, которые питаются прежде всего электродвигателями, станут нормой, производство автомобилей могут быть сведены к операциям простого изготовление на заказ верхнего корпуса и интерьера.
Это объясняется тем, что электродвигатели и аккумуляторные батареи будут закупаться на стороне у внешних поставщиков.
Такое будущее обязательно упростило бы обычные фабрики автомобилей, поскольку ходовая часть становится общей, и производители автомобилей приложат больше усилий к дизайну автомобиля и всего, что делает марку более отличной от других.
С чего будет сделан мой автомобиль будущего?Первое серьезное использование углепластика в серийном автомобиле – “Carbon Core” состоялось в 2015 BMW 7 Серии. Через 25 лет автомобиль будущего будет строиться используют более широкое разнообразие легких материалы чем сегодня. Даже двигатели и коробки передач могли бы быть частично изготовленные из пластика, что позволило бы значительную экономию веса.
Наиболее изношенные участки передач могут быть покрыты металлическим покрытием, а другие участки изготовлены из высококачественной пластмассы. Пластиковые компоненты не только весят меньше, но и поглощают вибрацию и шум.
Solvay, производитель высокоэффективных полимеров, является ведущим спонсором проекта под названием Polimotor 2. “Мы хотим сделать волоконно-полимерный композитный двигатель внутреннего сгорания, чтобы продемонстрировать потенциал использования пластмасс”, – говорит представитель Solvay Марк Райт.
Polimotor 2 – это детище инженера из Флориды Матти Хольцберга, который разработал и выпустил свой первый пластиковый двигатель Polymotor 1 в 1980-х годах. Полимотор 2 в основном изготовлен из полимерных и композитных материалов (включая блок). Сталь и сплав используются для ключевых компонентов, таких как маховик, цилиндры и камеры сгорания.
Легкая сталь, алюминий, карбон, пластмассы и некоторые биоматериалы, такие как лен, могут сформировать основную структуру автомобилей в 2040 году.
Если промышленность углеродного волокна успешно реализует свои цели, то цена на углеродные волокна в качестве сырья может быть более чем на 80% ниже, чем сегодня.
Фраза «связано город» стала любимой правительствами и градостроителями в последнее время. Идея проста: использование Интернета и взаимосвязи для того, чтобы сделать крупные города более эффективными (что такое интернет вещей). Это может означать простые вещи, такие как уличное освещение, которое выключается до тех пор, пока не будет обнаружено движение или предоставление информации о движении общественного транспорта.
Идея умного города, основанного на Интернете и больших данных, гораздо легче воплощается, когда город строится с нуля. Самый крупный проект в Великобритании называется «Старый Дуб и Парк Роял» – крупный экс-промышленный район в районе Виллисден на северо-западе Лондона.
Но это такие проекты, которые заставляют автопроизводителей нервничать.
Построение нового связанного умного города с нуля может привести к тому, что частные транспортные средства будут полностью лишены возможности проехать через эти новые городские районы. И это является вызовом для автомобиляя будущего.
Вывод частных автомобилей из центра города является примером того, что произошло в центральном Лондоне за последние 16 лет. Парковки на улице, были переданы сетям проката автомобилей и велосипедов.
На вершине всего этого – загрязнение воздуха от дизельных автомобилей, которое является главным вопросом во много Европейских столицах. В Париже в конце концов могут запретить машины на дизельном топливе. Лондон уже сказал, что будет требовать от всех такси и частных транспортных средств для проката нулевого уровня выбросов.
Автомобиль будущего – если он хочет получить доступ к городским центрам будущего – должен будет практически не иметь негативного влияния на окружающую среду, обладать способностью избегать аварий и вообще осуществлять умеренный и мягкий движение через застроенные районы.
Почти все автомобили получат бензиновые электрические гибридные трансмиссии с резервными батареями, достаточно большими, чтобы позволить иметь нулевой уровень вредных выбросов в центре города.
Эти автомобили также будут иметь автоматическое торможение, камеры, которые отслеживают пешеходов и велосипедистов и даже больше – технологии анти-столкновения. Системы спутникового навигации будут обновляться информацией, собранной другими транспортными средствами.
Например, флагманский Hyundai Genesis G90 имеет спутниковую навигацию, что предупреждает водителя об изменениях разрешенной скорости (очень полезная функция ночью), местные ограничения скорости и даже расположение местных школ. Он также использует информацию о ДТП, чтобы предупредить водителя, когда он вступает в участок дороги с историей несчастных случаев, количество которых превышает среднее.
Такая информация – автоматически генерируемая будущими транспортными средствами, отправляется в облако, а затем загружается в спутниковую систему.
Автомобили будущего также смогут соединиться со светофорами, так чтоб гибридная трансмиссия автомобиля могла рассчитать, когда более экономически эффективно для топлива выключить двигатель в то время, когда светофор уже собирается показать красный свет.
Нужно еще много сделать, чтобы защитить присутствие автомобиля в городах будущего. Audi заботится о предоставлении парковки и спонсирует проект в Бостоне, США, который включает строительство компактных подземных парковок в которых могут самостоятельно парковаться беспилотные автомобили.
Автомобиль будущего будет под влиянием технологий более дружественных городов будущего, но нам еще ждать долго пока такие автомобили станут мейнстримом. Новые модели, запущенные в 2020 году, скорее всего, будут обустроены технологиями, описанными выше. Производители автомобилей должны опередить социальные тенденции и местных политиков.
Электрические транспортные средства и гибридные модули будет легче использовать благодаря наличию беспроводной зарядки.
Вместо того, чтобы подключать зарядку, будет достаточно просто припарковать автомобиль будущего над площадкой, которая зарядит аккумулятор.
Беспроводная зарядка работает с помощью “магнитного резонанса”, объясняет Крис из компании Qualcomm. «Мы можем работать с расстоянием до восьми дюймов. Вы можете представлять ее работу так же, как и оперного певца, который разбивает стекло с голосом ». Катушка в зарядной панели генерирует переменное магнитное поле в аналогичной катушке, установленной под машиной для производства электроэнергии электромагнитной индукцией.
Компания Qualcomm также разрабатывает «динамические» системы беспроводной зарядки с прокладками, которые устанавливаются с интервалом в поверхности дороги для зарядки во время езды.
В то же время некоторые эксперты предполагают, что установление зарядных устройств на дороге может не состояться до 2040 года, особенно если батареи будут достаточни для дальнего расстояния и технология водородных топливных элементов будет достаточно развитой.
Источник: www.autocar.co.uk/
Как будут выглядеть технологии будущего в 2100 году
Мы можем получать комиссию за ссылки на этой странице, но мы рекомендуем только те продукты, которые мы поддерживаем. Почему стоит доверять нам?
В 1900 году мир был в эпицентре машинной революции. По мере того, как электроэнергия становилась все более распространенной, задачи, которые когда-то выполнялись вручную, теперь быстро и эффективно выполнялись машиной. Швейные машины заменили иглу и нить. Тракторы заменили мотыги. На смену ручкам пришли пишущие машинки. На смену конным повозкам пришли автомобили.
Сто лет спустя, в 2000 году, машины снова раздвинули границы возможного. Благодаря Международной космической станции люди теперь могут работать в космосе. Мы узнавали состав жизни благодаря секвенатору ДНК. Компьютеры и всемирная паутина изменили то, как мы учимся, читаем, общаемся или инициируем политические революции.
Итак, какие машины изменят правила игры в 2100 году? Как они сделают нашу жизнь лучше, чище, безопаснее, эффективнее и интереснее?
Мы опросили более трех десятков экспертов, ученых, инженеров, футуристов и организаций в пяти различных областях, включая изменение климата, военные, инфраструктуру, транспорт и исследование космоса, о том, как будущие технологии 2100 года изменят человечество.
Ответы, которые мы получили, были наводящими на размышления, обнадеживающими и временами апокалиптическими.
Климат: адаптируйтесь, пока мы не изменимся
Getty Images
В 2023 году наша планета окажется в беде. Два столетия использования ископаемого топлива привели к многочисленным экологическим проблемам, которые мы только сейчас начинаем понимать. Прогнозируется, что к 2100 году уровень мирового океана поднимется где-то на 1–12 футов, что поставит под угрозу миллиарды людей. Несмотря на эти ужасные предупреждения и вполне обоснованные опасения, люди всегда умели адаптироваться.
Во-первых, решить самую большую проблему — загрязнение. Если ископаемого топлива больше не будет, то что будет питать наш мир в 2100 году? Гидро-, электро- и ветроэнергетика — очевидный выбор, но наиболее многообещающими могут оказаться солнечные и термоядерные технологии.
Классическая шутка о термоядерной энергетике заключается в том, что широкое внедрение всегда находится «всего в 20 годах», но частные и финансируемые государством проекты безумно гонятся за этим безуглеродным источником энергии, который мог бы эффективно создать «идеальную батарею».
Но запечатлеть солнечные лучи — это только первый шаг, нам еще нужно придумать, как их сохранить.
Но если термоядерный синтез недоступен, у нас всегда есть Солнце. Хотя солнечная энергия уже является важным элементом любой современной энергосистемы, в 2100 году солнечная энергия может играть гораздо более важную роль. Джон Манкинс, бывший главный технолог НАСА по исследованию и освоению космоса человеком, объяснил, что это будут «спутники на солнечной энергии с беспроводным питанием дальнего действия, доставляющие огромное количество доступной солнечной энергии на мировые рынки», которые десятилетиями будут обеспечивать нашу планету чистой энергией. отныне.
Но поймать солнечные лучи — это только первый шаг, нам еще нужно придумать, как их сохранить. К 2100 году, говорит эксперт по устойчивости к стихийным бедствиям и управляющий директор Deloitte Джош Савислак, мы вполне могли бы решить эту проблему, превратив все в солнечные коллекторы, от краски на нашем доме до асфальта на дороге.
Затем люди будут хранить эту энергию в небольшом портативном устройстве на солнечной энергии размером с современный смартфон.
«У меня будет небольшое устройство, на котором я смогу управлять своей машиной», — говорит Савислак.
Энергия Солнца будет настолько полезна для людей будущего, что энергия углерода исчезнет — почти. «Углеродная энергия к 2100 году будет сегодня похожа на газовое освещение», — говорит Савислак. «Вы увидите это… только в местах, которые пытаются стать историческими».
Getty Images
В то время как широкомасштабные манипуляции с атмосферой и окружающей средой остаются спорными, многие ученые считают, что их стоит исследовать, если мы хотим надеяться на то, что Земля станет дружественной для человека. Хотя идея массивных машин, извлекающих загрязнения и перекачивающих спасительные смеси, звучит великолепно, это видение обременено множеством предостережений.
Больше всего беспокоят катастрофические последствия манипулирования нашей атмосферой.
В 2007 году исследователи из Гарварда пришли к выводу, что сейчас геоинженерия слишком рискованна, но что будет в 22 веке? Как будет выглядеть такая технология будущего?
Может быть, это будут флотилии больших дронов, покрывающих верхние слои атмосферы и выбрасывающих в небо над нами тонны очень мелкого пылевидного материала? Или, может быть, это будут машины, «которые смогут эффективно удалять парниковые газы не только из точечных источников, но и из атмосферы в достаточно больших масштабах, чтобы остановить и обратить вспять глобальное изменение климата», — говорит Лиза Альварес-Коэн, профессор экологической инженерии в Беркли.
Но нам не нужно ждать нового века для такого рода технологий. Собственно, он уже в работе.
Война: восстание роботов-солдат
Getty Images
Пока Homo sapiens ходит по Земле, война была неизбежной частью жизни, и нет никаких сомнений в том, что войны будут продолжаться и через десятилетия.
Но в следующем столетии война может выглядеть совсем иначе, чем сегодня. К 2100 году человеческие жертвы могут уменьшиться из-за растущей зависимости от искусственного интеллекта, автоматизации и более точного оружия.
Слияние машин, искусственного интеллекта и людей на поле боя в 22 веке трудно понять нашему уму 2023 года. Эти слияния человеческого и машинного разума могут показаться научной фантастикой, но DARPA сообщило Popular Mechanics , что война вскоре может использовать «беспрецедентную степень симбиоза человека и машины… возможный.»
«Оружие будет меньше, быстрее, более универсальным и менее смертоносным», — сказал 9 Гил Мецгер, директор по прикладным исследованиям в Lockheed Martin.0054 Популярная механика . «Они смогут завершить миссию с более высокой вероятностью успеха, но со значительно меньшим побочным ущербом и меньшими жертвами».
Но не все верят, что военный ИИ и автоматизация — это хорошо.
Мэнкинс считает, что опасно представлять 22-й век, в котором машины «санкционированы (мировыми) правительствами, обладающими полномочиями и способностью принуждать отдельных людей подчиняться силе». Как будущее, в котором правят Горт или Скайнет.
Посмотреть полный пост на Youtube
В новом веке изменятся не только солдаты, но и оружие станет почти неузнаваемым. Иэн МакКинни, главный технолог компании Raytheon Intelligence & Space, говорит, что лазерное оборудование и оборудование прямой энергии являются предпочтительным оружием будущего из-за их точности, «низкой стоимости выстрела» и почти безграничного магазина — и все это в меньшем корпусе, чем у АК. 47.
Маккинни говорит, что если мы приблизимся к использованию генератора мощностью 50 кВт для питания лазерного луча мощностью 50 кВт, вполне возможно, что в 2100 году у нас будет «ручное лазерное оружие». Другими словами, установите фазеры на убийство.
В ноябре 2017 года Исследовательская лаборатория ВВС заключила с Lockheed Martin контракт на «проектирование, разработку и производство волоконного лазера высокой мощности» с планами испытать его на тактическом истребителе к 2021 году.
Инфраструктура: Faster , более эффективная и подземная
Getty Images
Несмотря на то, что инфраструктура нашей страны постоянно получает плохие оценки, есть оптимизм, что к 2100 году многие из этих проблем можно будет решить с помощью машин, как больших, так и маленьких — например, очень маленьких.
Представьте себе тысячи или даже миллионы крошечных машин, работающих вместе в «рое» для быстрого и точного ремонта моста или строительства аварийной инфраструктуры во время сильных наводнений. Это будущий потенциал нанотехнологий.
Но пока эти маленькие машины работают на ремонт, рано или поздно устаревшая транспортная система нуждается в замене.
К 2100 году совершенно новые высокоскоростные железнодорожные системы или даже гиперлупы заменят текущую и устаревшую. Системы, находящиеся в первой фазе производства, такие как от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско, — это только начало. К концу века железные дороги и туннели будут пересекать страну, а высокоскоростные транспортные средства будут проноситься вдоль обслуживаемой, финансируемой из частных источников системы инфраструктуры.
К 21:00 вы, вероятно, сможете добраться из округа Колумбия в Нью-Йорк менее чем за 30 минут.
Хотя многие из этих технологий будущего помогают решить большие проблемы, возможность полностью использовать ресурсы, запертые в наших океанах, может иметь самое широкое влияние. Несмотря на то, что 71 процент поверхности Земли покрыт водой, чистая питьевая вода по-прежнему является серьезной проблемой. Более 96 процентов воды на планете непригодно для питья из-за того, что она соленая или иным образом загрязнена.
Но Альварес-Коэн из Беркли считает, что в следующем столетии это поймут, разработав машину, которая фильтрует воду с максимальной эффективностью, что, возможно, положит конец глобальному водному кризису.
Эта бурильная машина по прозвищу Берта прорыла проект замены туннеля виадука на Аляскинской дороге в Сиэтле, завершенный в 2017 году. По большинству оценок, к 2100 году на Земле будет проживать 11 миллиардов человек, что оставит мало места для жизни и процветания людей. Но под нашими ногами еще полно места, и большие бурильные машины, прокладывающие туннели под крупными мегаполисами, сделают строительство инфраструктуры под землей относительно быстрым и рентабельным.
Строительство под землей, по словам Зака Шафера из Infrastructure Week, поможет решить нынешний инфраструктурный кризис и откроет больше пространства для жизни людей в будущем. «Подземные системы надежны и более защищены от непогоды», — говорит Шафер. «[Мы] можем оставить нашу жизнь на поверхности свободной от шума и разногласий, вызванных путепроводами и автомагистралями, разделяющими кварталы на две части».
Транспорт: по суше или на ракете
Getty Images
Хотя люди всегда мечтают о будущем с летающими автомобилями,
«Создавать будущие автономные летательные аппараты на самом деле намного проще, чем создавать автономные автомобили, потому что меньше беспокойства о том, чтобы столкнуться с чем-либо в небе», — говорит Стивен Поуп, бывший редактор. начальник Летающий магазин . «В конце концов мы придем к тому, что пилоты вообще не будут нужны».
Посмотреть полный пост на Youtube
Федеральное правительство тоже верит в такое будущее. Бывший министр транспорта США Элейн Чао написала Popular Mechanics , что в 2100 году она предвидит беспилотные аэротакси, разделяющие небо с пилотируемыми самолетами. Это ускорит авиаперевозки настолько, что, по словам Чао, мы сможем «путешествовать по миру за долю текущего времени… вполне возможно, что люди смогут ездить на работу и с работы в других странах в ракета, соединяющая американцев с глобальными возможностями».
Этот вид межгородских ракетных путешествий — еще одна мечта, которую разделяет SpaceX Илона Маска, которая в 2017 году объявила о плане создания системы, которая может доставить вас в любую точку мира менее чем за час.
Но большинство людей извлекут выгоду из более обоснованных транспортных планов. Например, автономные легковые и грузовые автомобили приведут к меньшему трафику, меньшему количеству аварий и меньшему количеству инфраструктуры.
«В конце концов мы придем к тому, что пилоты вообще не будут нужны».
Но автономия изменит не только то, как люди двигаются, но и то, как движутся вещи. В 2023 году по дорогам нашей страны перевозятся миллионы грузов. Джейми Ледерман, исследователь транспортного планирования Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, предсказывает, что через 80 лет большая часть наших товаров будет доставляться дронами или пневматическими трубами.
Возможно даже, что доставка сама по себе станет реликвией, если технология 3D-печати примет идеальную копию Star Trek . Эти машины могли бы сделать все, от вашей следующей пары обуви до вашей следующей пиццы с грибами.
Космос: новый дом человечества
Getty Images
Сегодня работать и жить в космосе могут лишь немногие избранные. Но к 2100 году это станет повседневной рутиной.
Фантазировал как минимум с конца 19века лифты в космос довольно просты по замыслу, но сложны на практике. Основная идея состоит в том, что автомобиль привязан к чрезвычайно прочной линии (возможно, сделанной из углеродных нанотрубок) либо мощными магнитами, либо робототехникой, что позволяет ему подниматься на тысячи миль в космос. Эти лифты сделают космические путешествия более дешевыми, легкими и более регулярными.
Хотя есть проекты на самых ранних стадиях, основная проблема в том, что нет достаточно прочного, достаточно легкого и достаточно дешевого материала для привязи.
Однако эти проблемы, скорее всего, будут решены к 2100 году, и космические лифты дадут возможность большему количеству населения подняться над Землей.
«Речь идет о снижении стоимости доступа в космос, — говорит Кельвин Лонг, соучредитель Инициативы межзвездных исследований, — это открывает возможность для создания независимой экономики всей Солнечной системы, независимой от Земли… через космические отели, полеты на Луну, Марс и так далее».
Эти лифты будут использоваться не только для космического туризма, но и для ежедневных поездок на работу. К 2100 году на Луне и, что более амбициозно, на Марсе появятся самодостаточные колонии. Хотя их все еще может быть немного — вероятно, всего несколько сотен человек — им потребуются машины, которые могут добывать доступные ресурсы и ремонтировать себя.
Добыча полезных ископаемых на астероидах, к чему НАСА уже готовится с помощью
В то время как космические лифты помогут снабжать марсианские колонии и добывать астероиды, достижения в области двигателей позволят нам исследовать галактику глубже, чем когда-либо прежде.
Ядерные технологии и мощные направленные лазерные лучи позволят значительно сократить время в пути до самых дальних уголков Млечного Пути.
Закон об авторизации НАСА от 2017 года, автором которого является сенатор Тед Круз и который был подписан президентом, гласит, что «развитие двигательных технологий повысит эффективность полетов на Марс… снизит риски для здоровья астронавтов и уменьшит радиационное воздействие, расходные материалы , и масса материалов, необходимых для путешествия».
«Это открывает возможность для создания независимой экономики всей Солнечной системы, независимой от Земли… посредством космических отелей, миссий на Луну, Марс и так далее».
Рон Литчфорд, главный технолог НАСА по двигателям, сказал Popular Mechanics , что это первая ступенька: «Похоже, что США готовы перейти к цели космической политики по достижению человеком исследования Солнечной системы к 2100 году.
”
Литчфорд объяснил, что это будет комбинация компактной ядерной космической энергосистемы и «очень больших мощных лазерных массивов для передачи энергии по всей Солнечной системе», которая позволит нам намного быстрее выйти в космос. По его оценкам, в следующем столетии мы сможем путешествовать со скоростью от 10 до 20 процентов скорости света, или примерно в три раза быстрее, чем солнечный зонд Parker, запущенный в 2018 году9.0003
Экстраполируйте еще дальше, и эти новые двигательные технологии могут привести нас к основанию человеческой колонии на спутнике Юпитера Европе.
На этом снимке художника показан вид поверхности планеты Проксима b, вращающейся вокруг красного карлика Проксимы Центавра, ближайшей звезды к Солнечной системе.
Wikimedia Commons Тем временем небольшие беспилотные космические зонды — потомки «Вояджера» и «Новых горизонтов» 22-го века — отправятся еще глубже в нашу вселенную, достигнув Альфы Центавра.
Андреас Хайн, исполнительный директор Инициативы по межзвездным исследованиям, говорит, что эти зонды, вероятно, будут меньше кредитной карты, работающей от ядерной батареи размером с четвертак. Камера будет лишь немного больше, чем та, что у нас сейчас на iPhone, но будет отправлять «крупные планы экзопланеты с растительностью» в высоком разрешении.
К 2100 году машины могут помочь нам ответить на главный вопрос человечества: одиноки ли мы?
Будущее уже наступило
- Ученые построили действующий притягивающий луч
- Гиперзвуковой самолет ВВС совершает грандиозный скачок
- Люди могут жить на астероидах
Мэтт Блиц таинственное и скрытое. Он писал для Smithsonian Magazine, Washingtonian, Atlas Obscura и Arlington Magazine. Он называет Вашингтон своим домом и, вероятно, рассказывает слишком много кошачьих шуток.
Какими будут машины будущего?
Если мы оглянемся в прошлое, то увидим, что машины будущего будут следовать той же парадигме, что и предыдущие промышленные революции, производя больше при меньших затратах.
Станок для лазерной резки Danobat
Однако в ходе Четвертой революции, революции Индустрии 4.0, мы столкнулись с машинами, которые через Интернет вещей связаны с облачными платформами, так что данные обрабатываются, анализируются и хранятся . Тот, в котором инструменты реализации, такие как искусственный интеллект, большие данные и машинное обучение, будут анализировать эти данные, предлагая ответы на различные уровни производства, помогая людям принимать более эффективные решения.
Чтобы это работало, машинам необходимо понимать друг друга и общаться. Существует ряд протоколов, но в отрасли производства листового металла еще не было достигнуто соглашение по установлению стандарта, и иногда нам приходится работать единица за единицей, чтобы машины могли взаимно понимать друг друга. В любом случае эволюция мира инженерии позволяет создавать коммуникационные услуги между различными системами, что делает технологии, лежащие в их основе, более прозрачными.
Тем не менее, решающим аспектом будет не протокол связи, понимаемый как основа, на которой машина публикует информацию, а скорее публикация услуг, предлагаемых машиной. Идея состоит в том, чтобы машина предлагала данные, отвечающие на конкретные вопросы, и разрешала любые проблемы, которые могут возникнуть в системе. Подход будет отличаться, если программное обеспечение для программирования машин (CAM) общается с машиной, если общается система управления производством (MES) или если общается система управления техническим обслуживанием.
Чтобы справиться с этими проблемами, MES должна быть вертикализована, чтобы понимать услуги, предлагаемые машиной, и как лучше всего их использовать, чтобы она могла организовать производство на заводе с видением общей картины. Что касается CAM, задача будет заключаться в том, чтобы узнать, на что будут похожи новые архитектуры. Их базовая архитектура не претерпела изменений за последние 40 лет: они опирались на параметризацию машины, импортеров САПР, механизированное учебное проектирование и, наконец, создание программы числового управления для промышленного управления.
Эта структура и все, что с ней связано, в настоящее время пересматривается, и поэтому еще неизвестно, сможем ли мы решать проблемы более эффективно с точки зрения машины и способом, прозрачным и автоматизированным для систем, позволяющим более специализированные решения. быть построенным. В конечном счете, программное обеспечение для программирования должно сосредоточиться на определении того, что нужно клиенту в отношении стоимости, сроков, качества и других аспектов, связанных с производством, т. Е. Сосредоточиться на функции MES. В конце концов, тенденция направлена на создание систем, которые предлагают полную общую совместимость, где нет необходимости в специальной интеграции.
Машины будущего должны быть полностью автономными, без простоев и должны работать эффективно. Таким образом, расположение данных и систем, которые позволяют давать ответы для принятия решений или которые рассчитывают инструкции для машины, должны размещаться везде, где может быть обеспечено вышеуказанное условие.