Вопрос термоядерной реакции в кругу ученых возник в середине XX века. Источниками этого синтеза могут выступать дейтерий, тритий, гелий-3, литий. Условие возникновения цепной реакции – скорость соударения атомов соответствует температуре плазмы.
В настоящий момент ведутся разработки двух видов реакторов для термоядерного синтеза: квазистационарных и импульсивных систем.
В квазистационарных системах плазма удерживается мощнейшим магнитным полем. В импульсивных системах происходят микровзрывы от воздействия лазера.
Исследование управляемого термоядерного синтеза в настоящий момент осуществляется при помощи токамаков (тороидальных камер с магнитными катушками).
В токамаках изначально откачивают воздух и наполняют смесью дейтерия и трития. Далее при помощи индуктора создается вихревое электрическое поле, что приводит к зажиганию плазмы. Протекающий через плазму ток создает вокруг себя магнитное поле, что позволяет на некоторое время сохранять реакцию управляемой.
В настоящий момент функционирует порядка 300 токамаков (Россия, Казахстан, Китай, Европа, США, Япония). Если удастся удержать плазму магнитным полем продолжительное время, то термоядерный синтез станет одним из надежных и безопасных источников энергии.
К 2025 г. планируется полностью закончить строительство и начать исследования в международном экспериментальном термоядерном реакторе (ITER) в Кадараше на юге Франции. Общие инвестиции в проект составят 19 млрд. долл. США. Сам токамак ITER будет представлять 60-метровое сооружение массой порядка 23 000 т. Среди стран-участников проекта стоит отметить Россию, США, Китай, Индию, Южную Корею, Казахстан, Японию. Международное партнерство с высокой вероятностью закончится успехом, и у человечества появится новый неиссякаемый источник энергии.
В отличии от традиционной атомной энергетики сырья для термоядерного синтеза огромное количество. Кроме того, данная реакция абсолютно безопасна, что позволит строить термоядерные электростанции прямо в крупных городах.
В целом по теме возобновляемых источников энергии стоит отметить следующее. Новые источники энергии такие как солнечная и ветряная, постепенно увеличивают своё присутствие на рынке. Особенно это ярко проявляется в Европейском союзе и США. Они неуклонно замещают угольную и атомную энергетику. Однако до замещения нефти и газа им пока очень далеко. В свою очередь начинаются разработки нетрадиционных углеводородов – сланцевой нефти и газа. Китай уже начал осваивать добычу газогидратов. Эксперименты по управляемому термоядерному синтезу пока не увенчались успехом.
Глава 2. Роботы уже среди нас
Современный мир трудно представить без роботов. Они заняты выполнением различных функций, с которыми ранее справлялся только человек. Пока их не так много, поэтому они существенным образом не влияют на развитие человечества. Но наступит время, и роботы, наделенные искусственным интеллектом, станут основной движущей силой эволюции.
Сам термин «робот» произошел от чешского слова «robota», которое в переводе звучит как подневольный, рабский труд. Первые роботы были неуклюжи, но технологии позволяют говорить, что они когда-то превзойдут человека.
Первые роботы
Первые попытки создания роботов принадлежат великому Леонардо да Винчи. Именно он наделял неживые объекты некоторыми свойствами человека. Все свои работы гений создавал на основе глубокого анализа деятельности человека и животных.
В середине XV века Леонардо да Винчи создал автомат-барабанщик. В те времена барабанщики играли важную роль в жизни человека. Именно они транслировали приказы на поле боя, а в мирное время развлекали дворы. Для создания такого автомата да Винчи подробно изучил движения людей-барабанщиков.
Также рукам этого человека принадлежит создание гуманоидного существа в германо-итальянской рыцарской броне, который был способен имитировать человеческие движения (вставать и садиться, двигать конечностями и головой)3.
Через три века, в 1735 г., Жак де Вокансон в возрасте 26 лет создал механическую утку. По внешнему виду птица была неотличима от своих сородичей. Умела сидеть, стоять, переваливаться с ноги на ногу, пила воду и крякала. Все это чрезвычайно возбуждала публику. Но изюминкой робота-утки было то, что она умела кушать и испражняться. Этот трюк позволил её создателю стать членом престижной Французской академии наук.
Естественно, механическая утка не могла переваривать пищу. Трюк состоял в том, что еда поступала в один сосуд, а испражнения выходили из другого.
В 1745 г. Вокансон создал систему перфокарт для управления ткацким процессом, что стало основой для создания станка Жаккарда.
Мэри Шелли в 1818 г. написала роман «Франкенштейн», в котором описано создание искусственной жизни в лаборатории. Однако наибольший вклад в развитие представлений о будущем робототехники внес Айзик Азимов, которому принадлежит авторство трех законов робототехники.
Компания Westinghouse в 1939 г. представила публике робота Электро высотой 2,14 м. Он был одет в алюминиевую одежду, курил сигареты, считал на пальцам и произносил некоторые фразы. Через год спутником Электро стала металлическая собака Спарко. Она могла ходить, гавкать и сидеть на задних лапках.
Одна из первых фирм, которая вышла на рынок продажи роботов – это компания Unimation. В 1964 г. она продала 30 роботов, однако с 1967 по 1972 её оборот увеличился с 2 до 14 млн. долл. США. Компания была создана выдающимися фигурами роботостроения Джорджем Деволом и Джозефом Энгельбургом.
В середине 1970-х гг. Unimation выпустила на рынок робота-манипулятора PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly). Это послужило началом широкого распространения промышленных роботов.
В 1984 г. компания Westinghouse приобрела Unimation за 107 млн долл. США, а через четыре года продала её французской компании Staubli4.
Согласно информации Международной федерации робототехники, в настоящий момент используется больше миллиона различных роботов. Они находят своё применение в промышленности, транспорте, торговле, сельском хозяйстве и множестве других отраслей. Кроме того, современные роботы все чаще встречаются в быту. Они выполняют роль уборщиц, сиделок, некоторые роботы уже умеют готовить. Постепенное внедрение элементов искусственного интеллекта сделают роботов незаменимыми. В каждом хозяйстве будет не по одному, а несколько роботов-помощников.
Классификация роботов
Огромное количество создаваемых роботов можно классифицировать по назначению и форме. Алексей Турчин в своей книге «Футурология. XXI век: бессмертие или глобальная катастрофа?» привел довольно подробное деление роботов по назначению. Стоит рассмотреть данную классификацию подробней.
– Роботозированные транспортные средства. Компания Google успешно проводит испытания робомобиля. У нас подобные исследования ведутся на КаМАЗе. Эксперты практически единогласны уверены, что робомобили в будущем заменят автомобили.
– Военные роботы. Данный вид роботов особо активно развивается в США. Огромный военный бюджет частично идет на финансирование исследование в области роботостроения. Военные роботы существенным образом сократят прямые человеческие потери. Однако многие эксперты предостерегают от создания подобных машин. Есть некоторая вероятность, что они могут выйти из-под контроля, и вся их мощь будет направлена на своего создателя. Военные роботы используются для разминирования, также широко применение дронов.
– Промышленные роботы. Пожалуй, это самое массовое и перспективное направление использования роботов. Промышленные варианты могут делать все виды операций от приема сырья до выдачи готовой продукции. Отдельно успешно развиваются сварочные роботы, роботы-сборщики и роботы-покрасчики. Для выполнения различных процессов используются роботы-манипуляторы.
– Строительные роботы. 3D-технологии успешно развиваются в создании различных объектов. Механизмы уже сейчас печатают одноэтажные дома. В 2008 г. Правительство Южной Корее заявило о создании технологии, позволяющей полностью автоматизировать строительство многоэтажных домов.
– Медицинские роботы. Роботизированная хирургия стала появляться в 80-х гг., когда был создан автоматический хирург «da Vinci». В отдаленном будущем ожидается разработка нанороботов, классических узких специалистов заменят экспертные системы.
– Исследовательские роботы и роботы-ученые. Исследовательские роботы активно применяются в средах, недоступных человеку, например, вследствие высоких температур, радиации, давления. Для ликвидации аварии на Фукусиме активно использовались роботы Tri-Star IV, разработанные учеными Токийского технологического университета.
