اليوم، وقد وضعت العديد من التقنيات من قبل مختلف المخترعين تأتي فجأة معا لتشكيل علاقة وثيقة بين الوضع العام هو أكثر شيوعا، مثل iPhone أو المركبات غير المأهولة مثال على ذلك. وهناك الاختراعات، مثل المركبات الجوية بدون طيار وأربعة محاور 3D الطابعة، منذ فترة طويلة اخترع هذه الأشياء فقط بضعة عقود قبل تحول فجأة إلى المعدات الظاهرة والأساسية العالمية.
قد يكون الابتكار اليوم مختلفًا ، لكن الشيء نفسه لا يزال حياً ، وهنا 15 براءة اختراع شكلت العالم الحديث.
1 ، استرفاع مغناطيسي (قطار ماجليف)
اسم براءات الاختراع: "نظام التعليق والاستقرار الكهرومغناطيسي التعريفي للسيارات الأرضية"
تبدأ القصة مع إيريك لايثوايت قطار ماجليف وكبار مساعديه الحجم الكامل خطي المحرك التعريفي. الخطي المحرك لا يحتاج المخترعين لتحقيق اتصالات مع السكك الحديدية يمكن استخدامها لتطوير نظام النقل في الميدان. Laithwaite يمكن اختبارها باستخدام المجال المغناطيسي محرك تحريضي خطي يحقق الدفع نحو الأعلى والأمام.
تم عمل Laithwaite ودرس على نطاق واسع، في عام 1967، وحصلت على المختبر الوطني بروك هافن جيمس باول وغوردون دانبي أول قطار ماجليف براءات الاختراع. تصميمها هو استخدام فائقة التوصيل الكهربائي لتوليد "قوة الارتفاع، لذلك يطفو القطار على الأرض ، ويصطدم بـ "المروحة ، تيار الهواء أو الصاروخ".
عندما عمل محرك التعريفي الخطي Laithwaite بالتزامن مع تصميم قطار Powell و Danby العائم ، وُلد القطار المغناطيسي التجاري الأول ، وفي عام 1995 ، افتتحت المملكة المتحدة مكوكاً مغنطيسياً ، وقام الألمان في وقت لاحق ببناء واختبار عدة نماذج أولية. وأخيرًا صنع قطار ترانسرابيد (قطار ماجليف) ، وهو قطار ماجوليفي تم تطويره في شانغهاي هو أسرع قطار تجاري في التشغيل ، مع سرعة تشغيل قصوى تبلغ 270 مي (435 كم / ساعة) ، في حين أن الرافعة المغناطيسية اليابانية سلسلة L0 نماذج القطار بسرعة 375 خطوة (603 كم / ساعة) لإنشاء سجل سرعة. في المستقبل، ونظام السكك الحديدية عالية السرعة الفائقة قد تستخدم تقنية مماثلة تسمح للمقصورة الركاب في تعويم فراغ أنبوب النحل وتسارعها، السرعة القصوى قد تصل إلى 750 مي (1207 كم / ساعة).
2 ، اي فون الهاتف المحمول
اسم براءات الاختراع: "المعدات الإلكترونية"
إن براءة اختراع هذه العلامة المميزة في القرن الحادي والعشرين تكاد تخبرك بكل شيء عنها ، وعموماً ، فإن براءة اختراع شركة آبل الخاصة بجهاز iPhone الأصلي أطلق عليها "جهاز إلكتروني" ، فقط لأنها كانت "تصميمًا زخرفيًا لجهاز إلكتروني". "انظر الوثيقة ثم علامات ثمانية من" الجهاز الإلكتروني ". انها ببساطة يخبرك الاتجاه الذي يتم عرضه من ، ومن ثم يستشهد براءات الاختراع والمستندات ذات الصلة.
على الرغم من أن الآي فون ليس أول هاتف ذكي أو أول هاتف جوال يتصل بالإنترنت ، فقد نجح تصميمه الأساسي في تحويل مظهر ووظائف العديد من الأجهزة التي يستخدمها الناس كل يوم ، حيث يشبه جهاز iPhone الكمبيوتر المحمول باليد أكثر من الهاتف. أثرت التحسينات اللاحقة على "الإلكترونيات" على التواصل البشري والتصفح وحتى التفكير.
3 ، الهيكل الخارجي الميكانيكي
اسم براءة اختراع: "جهاز مساعد للعمل والوسائل"
يمتلك الهيكل الخارجي تاريخًا طويلاً ، يعود إلى اختراع "جهاز المشي" الذي اخترعه نيكولاس ياجين في عام 1890. ويستخدم الهيكل الخارجي غير الآلي غازًا مضغوطًا لتخزين الطاقة وممارسة التمارين الرياضية.
في 1960s، شنت القوات الأمريكية أدى مشروع قوة الهيكل الخارجي يسمى هارديمان، التي وضعتها جنرال الكتريك. تم تصميم هذه المجموعة الكبيرة التضخيم الميكانيكية لإجبار الجنود لتكون قادرة على رفع 1500 جنيه الوزن، ولكن خارج عند السلطة الكاملة تخضع العظام لحركات عنيفة غير خاضعة للسيطرة ولم يتم اختبارها أبدًا على البشر.
يستمر التكنولوجيا لتحسين، ومجموعة متنوعة من الشركات الأجنبية للاستثمار في العظام، والهدف هناك هو مساعدة المرضى على العيش أو العمل في درجات عمال الإغاثة الشلل متفاوتة. ReWalk لا يعقدون 2014 براءة اختراع الهيكل الخارجي بالطاقة وضعت لإعادة التأهيل مركز الهيكل الخارجي، مما يسمح للمرضى الذين يعانون من انخفاض شلل الطرف تعلم الجلوس، الوقوف، المشي، وحتى تسلق السلالم. MIT ووكالة الفضاء الأوروبية مصممة مثل مستقبل عمال البناء، والجنود، ومن المرجح أن تنفق حتى رواد الفضاء هيكل Exoskeleton.
4 ، وأربعة محاور بدون طيار
اسم براءات الاختراع: "طائرة هليكوبتر ارفع بدون طيار هليكوبتر"
اليوم الأز أنحاء الحديقة، مما تسبب في تدخل للطائرات بدون طيار أربعة محاور في وقت مبكر من عام 1962، قدم طلبا للحصول على براءة اختراع مهندس بياسيكي شركة الطائرات إدوارد G. Vanderlip أول صك مصممة للسماح للطائرات هليكوبتر في حالة انقطاع التيار الكهربائي الوسيلة لمواصلة العمل.
ثم توصل فاندرليب إلى فكرة دمج نظام طيران صديق للطي في طائرة مروحية خاضعة للتحكم عن بعد ، حيث وصفت الطائرة "الطائرة بدون طيار التي تحركها طائرات الهليكوبتر" على الأرجح طائرة بدون طيار كانت تطير "في غاية البساطة". تصميم "4 مرتبة في أزواج في نهاية الدوار رفع" المحور الرأسي بحيث الملعب هو دائما عمودي على الأرض. وهذا يسمح للطائرات الدوار الميل يمكن أن تطير في أي اتجاه مع الحفاظ على منصة أفقية.
انتظر حتى التحكم في الطيران والأنظمة الإلكترونية، مثل الكاميرات ونظام تحديد المواقع والملاحة وأفكار أخرى لمتابعة Vanderlip، أربعة الطائرات بدون طيار يمكن أخيرا بأعداد كبيرة ترتفع في السماء الزرقاء.
5 ، طابعة 3D
اسم براءة اختراع: "جهاز لصنع أجسام ثلاثية الأبعاد بواسطة stereolithography"
كانت هذه البراءة ثلاثية الأبعاد للطابعة التي صدرت في عام 1986 قبل وقتها ، وتوضح هذه الوثيقة التقنيات الأساسية التي تستخدمها معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد: Stereolithography ، أو تصوير الراتنجات ، وتقبل منصة نشطة الإدخال من الكمبيوتر ، ثم تضع القاعدة على تحت فوهة ، تشكل راتنج السائل للفوهة طبقة كائن بطبقة ثم يتم معالجتها بواسطة ضوء فوق بنفسجي.
مع تقدم تكنولوجيا الحوسبة ، تصبح القيمة الحقيقية للطباعة ثلاثية الأبعاد واضحة ، ومع طرائق الطباعة المعدنية مثل تلبيد المعادن بالليزر ، يقوم المصنعون الآن بطباعة المباني الطموحة مثل الجسور ومحركات الصواريخ.
6 ، بايونيك مقلة العين
اسم براءة اختراع: "الأطراف الاصطناعية في الشبكية وطريقة تصنيع الأطراف الاصطناعية في الشبكية"
كانت المحاولة الأولى لاستعادة البصر للمكفوفين في عام 1968 ، عندما قام طبيبان ، GS Brindley و WS Lewin ، بزرع جهاز جراحي لمريض يبلغ من العمر 52 عامًا جراحيًا ، ولم يتم زرع الجهاز الإلكتروني في عيون المريض. إنه العصب البصري على دماغه ، فعبر محاكاة الخلايا العصبية في الدماغ ، يسمح الطبيب للمريض برؤية الضوء في نصف مجال رؤيته.
اليوم ، وبفضل عدد أصغر بكثير من الأجهزة الإلكترونية ، يمكن بالفعل زرع أجهزة استعادة الرؤية مباشرة في شبكية العين ، كما هو موضح في براءة اختراع 2013. يتم استخدام الكاميرات التي يتم تركيبها على النظارات الشمسية في كثير من الأحيان لالتقاط البيانات في المناطق المحيطة بها. ثم أرسل إشارة إلى غرسة شبكية العين ، والتي تحفز المستقبلات الضوئية في العين ، ويمكن للمرضى المكفوفين تمامًا استخدام هذه التقنية في حب استعادة الرؤية الجزئية ، بما في ذلك القدرة على رؤية الشكل والضوء ، ومع انكماش القطب ، فإنه يجعله أكثر يتم تحفيز المستقبلات الضوئية الخاصة ، وهذه التكنولوجيا سوف تتحسن فقط وأفضل.
7 ، نظام تحديد المواقع العالمي
اسم براءات الاختراع: "نظام الملاحة باستخدام تكنولوجيا الأقمار الصناعية وتكنولوجيا المدى السلبي"
الأقمار الصناعية GPS عن طريق اختراع البحرية الأمريكية، واليوم هي عمليات سلاح الجو الأمريكي روجر L. ايستون هو العقل المدبر وراء النظام العالمي لتحديد المواقع، وضعت في 1950s لتتبع الأقمار الصناعية في المدار، والولايات المتحدة والقمر الصناعي السوفيتي لاحقا لمختبر بحوث البحرية الأمريكية . التكنولوجيا في عام 1959، وضعت ايستون نظام مراقبة الفضاء البحرية - وهذا هو تتبع جميع أنحاء الأجسام الولايات المتحدة في المدار شبكة رادار الأولى.
في العقود التي تلت ذلك، ايستون تغيير الاتجاه الفني، في الأرض لتتبع الكائنات من الفضاء، ومنح 1974 اختراعه يصف طريقة الملاحة بواسطة الأقمار الصناعية. الدقة مثل TIMATION العمل الأول وإطلاق II وقد حسنت الساعة هذه التقنية وصححت الأخطاء التي تسببها النسبية الخاصة ، وفي عام 1977 ، أرسل نظام الملاحة الفضائية رقم 2 بيانات GPS الأولى.
التكنولوجيا في غضون عدة سنوات تقتصر على الجيش في حرب الخليج الأولى (التي يشار إليها أحيانا أيضا باسم "حرب الفضاء الأولى")، واستخدام الولايات المتحدة GPS للملاحة بالأقمار الصناعية في صحاري العراق والكويت في عام 1995 لقد مكن نظام GPS من التشغيل الكامل لـ 24 قمرًا صناعيًا ، واليوم لا تفقد خرائط Google أبدًا الاتصال عبر القمر الصناعي.
8 ، CRISPR تحرير الجينات
اسم براءة الاختراع: "نظام CRISPR-Cas وطريقة تغيير تعبير المنتج الجيني"
كريسبر-Cas9 جامعة كاليفورنيا في بيركلي وضعت أدوات الجينات التحرير لتعديل كائن وحيد الخلية، والتكنولوجيا معهد برود غير ربحية وفيما بعد كان يشارك جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (معهد برود) التحسينات ، يستخدم متعددة الخلايا، مثل براءة الاختراع عام 2014، على النحو المبين اليوم، أن تستخدم كريسبر لتعديل المحاصيل والثروة الحيوانية، وكذلك علاج المرضى من البشر الذين يعانون من سرطان الدم وأمراض أخرى.
كريسبر-Cas9 مقسمة إلى ثلاثة أجزاء: RNA حبلا DNA الموضع الصحيح جزء البيومترية، جزء DNA خفض الأنزيمات Cas9، واستبدال اختياريا حذف حبلا DNA جزء.
يمكن حقن كريسبر في الجنين أو إدخاله إلى خلايا الجهاز المناعي والخلايا الأخرى ثم حقنها في المريض ، وقد بدأت للتو إمكانية الهندسة الوراثية في التكوين ، والمخدرات وطرق علاج الأمراض المختلفة بدأت تظهر ببطء.
9 ، يزرع في الدماغ
اسم براءة اختراع: "جهاز قطب ثلاثي الأبعاد"
في نهاية القرن التاسع عشر ، أدرك الأطباء أن التحفيز الكهربائي للدماغ قد يسبب نشاطًا بدنيًا لدى البشر والحيوانات ، ففي القرن العشرين ، نجحت تجارب تحفيز الدماغ في تغيير مزاج المريض وسلوكه.
تلخص براءة اختراع جامعة يوتا عام 1993 ما يسمى "يوتا آراي" ووصفت في براءة لاحقة بأنها "تستخدم الكثير من الإبر المعدنية للاتصال بالمخ للكشف عن الإشارات الكهربائية أو إرسال إشارات إلى الدماغ". جهاز متكامل قابل للغرس.
ومنذ ذلك الحين ، تطورت غرسات الدماغ إلى الحد الذي يمكن فيه نقل الأعضاء الاصطناعية للأجهزة الاصطناعية أو التفكير في إدخال نص على أجهزة الكمبيوتر ، وفي المستقبل ، يمكن استخدام تقنيات مثل الشبكات العصبية التي تغطي عددًا كبيرًا من الخلايا العصبية للسماح للناس بالتفاعل مع أجهزة الكمبيوتر من خلال التفكير.
10 ، الجرافين
اسم براءات الاختراع: "ورقة الجرافين Nanoscale"
قد ندخل عصر الجرافين ، وهذا النوع من المواد المركبة ثنائية الأبعاد التي ترتبها جزيئات الكربون من خلال بنية قرص العسل هو ضوء مثير للدهشة ، ولكن قوته كانت أعلى من 200 مرة من الفولاذ السميك ، ولها مقاومة قوية للحرارة. هذه الخصائص تجعل من الجرافين ومركبات الكربون المماثلة مناسبة جداً لرقائق الكمبيوتر والأجنحة والعديد من التطبيقات الأخرى.
يتم الجرافين من قطع كبيرة من الجرافيت، وراء هذه الاشياء يمكنك العثور على قلم الرصاص. ومع ذلك، ليس هناك سوى طبقة ذرة واحدة سميكة من جزيئات الكربون من العزلة هي صعبة للغاية. حتى عام 2004 فقط من جامعة مانشستر أندريه غييم وكونستانتين نوفوسيلوف استخدام الشريط، ما يسمى ب "سكوتش طريقة الشريط" لاستخراج طبقة الكريستال الجرافين من ذرات سميكة. "الرائدة التجارب لأن الجرافين مادة ثنائي الأبعاد"، وعمل في عام 2010 كما فاز جائزة نوبل في الفيزياء: ابتكرت المتابعة طريقة جديدة ومبتكرة لاستخراج المواد ، فعلى سبيل المثال ، في عام 2006 ، كانت البراءة تستخدم تقنية تقشير الجرافين لإنشاء الجرافين.
11 ، بلوتوث
اسم براءة اختراع: "التبادل من نقطة إلى نقطة من معدات الاتصالات المتنقلة"
في عام 1994 جاب هارتسن بلوتوث الاختراع، يمكن أن يكون جهاز إلكتروني قريب جدا لترتبط بعضها البعض مع الطاقة المنخفضة، وموجات الراديو تردد فائقة. Haartsen يتأمل براءات الاختراع متعددة ذات صلة بلوتوث، لكنه تراجع في وقت لاحق في فخ داخل والتقاضي البراءة تصف براءة الاختراع هذه 2013 كيف يمكن استخدام هذه التقنية لنقل بيانات GPS.
ويستخدم النظام رقاقة كمبيوتر صغير مزروع في أعمال الجهاز كجهاز مصغرة الإذاعة والبرمجيات اللازمة لتشغيل البيني. بواسطة ما يسمى جهاز ال Piconet (ال Piconet) شبكة المدى القصير "الاقتران". وتستخدم هذه التقنية في ما يقرب من تشمل جميع الأجهزة المحمولة الحالية سماعات الرأس والكاميرات والحرارة الذكية.
12 ، المركبات غير المأهولة
اسم براءات الاختراع: "نظام الرؤية للسيارات المستقلة"
يعود تاريخ بدون طيار السيارة الخلفي منذ 100 عام تقريبا. وفي عام 1925، Houdina التحكم مع التلاعب سائق 1926 نجح تشاندلر في مانهاتن مشغول عبر إشارات الراديو مع الجزء الخلفي من السيارة، وبعد 70 عاما، مشروع Navlab في جامعة كارنيجي ميلون في جميع أنحاء الولايات المتحدة (لا الأيدي في جميع أنحاء أمريكا) "3100 ميل في جميع أنحاء الولايات المتحدة في سيارة نصف آلية، والذي صعد السائق على دواسة البنزين والفرامل العمل فقط، بينما يتم التحكم في الاتجاه تلقائيا.
بدون طيار تكنولوجيا المركبات براءات الاختراع ذات الصلة هي الآن مئات من البنود، ولكن كسر الحواجز التي VisLab شركة إيطالية تدعى شركة رؤية الجهاز في يوليو 2013، VisLab سيارة BRAiVE حارة بنجاح طريق ذو اتجاهين في قلب بارما، إيطاليا السيارة لتحقيق ممر البيئي عقبة، وإشارات المرور، وغيرها من الطيار الآلي الجزيرة. تكنولوجيا مركبة غير مأهولة من البراءة الأولى للشركة يتم الحصول البيئة المحيطة المعلومات التي حصل عليها الكاميرا وأجهزة الاستشعار والأنظمة والأوامر المدخلات إلى الكمبيوتر.
اليوم، العديد من شركات التكنولوجيا الكبيرة وشركات السيارات على تطوير المركبات غير المأهولة، مثل جوجل وأمازون وتسلا، وما إلى ذلك بعض الناس توقع المركبات غير المأهولة سوف تحل محل أنظمة النقل العام التقليدية في المدينة، فضلا عن السيارات التقليدية، وتغيير حركة المرور في المدن، بحيث تصبح هذه الأخيرة شبكة الربط السيارة، وذلك لالقضاء عليها بشكل فعال ازدحام حركة المرور.
13 ، الألواح الشمسية
اسم براءات الاختراع: "استخدام جهاز الطاقة الشمسية للإشعاع"
في أوائل القرن 19th، وجد الفيزيائي الفرنسي ادموند Bequerel أن بعض المواد عند تعرضها للضوء قادرة على توليد تيار ضعيف: 1839 هذا هو التأثير الكهروضوئي، وقال انه سيتم وضعها من قبل محلول حمض كلوريد الفضة متصل إلى القطب البلاتين. إنشاء الخلية الضوئية الأولى.
بعد نحو 50 عاما، يتم منح أول خلية شمسية براءات الاختراع الأمريكي إدوارد ستون. توضح هذه البراءة "عنصر الحرارية"، الذي فقد اثنين من الجسم المعادن المختلفة، نهاية واحدة منها متصلا الجزء المتبقي من العزل، حيث في التعرض "يسبب تيار كهربائي في الدائرة. يستون حتى مجموعة يمكن التنبؤ به جدا من نظام تخزين الطاقة الخطوط العريضة، 'تراكمت في الطاقة الضوئية أسفل يمكن استخدامها أثناء المساء أو في الطقس الغائم، بشكل حاد أشار إلى التحديات الرئيسية التي تواجه اليوم الطاقة الشمسية على نطاق واسع.
تكنولوجيا الألواح الشمسية تحسن مستمر منذ عقود، واليوم تستخدم أساسا أنها لإنتاج السيليكون لعام 1958، الطليعة أصبح 1 الأقمار الصناعية أول استخدام الألواح الشمسية المركبة الفضائية التي ساهمت في شعبية هذه التكنولوجيا الآن ، أكبر محطة للطاقة الشمسية في العالم هو مشروع الطاقة الشمسية Kamuthi الهند، ويغطي المشروع مساحة قدرها حوالي 3.9 ميلا مربعا، والقدرة المركبة من حوالي 650 ميجاوات.
14 ، (3G) الجيل الثالث للاتصالات اللاسلكية المتنقلة
اسم براءة اختراع: "الوصول إلى الإنترنت عبر الهاتف النقال"
الجيل الأول من تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية النقالة يجعل من الممكن لمحاكاة الهواتف اللاسلكية. ويدعم الجيل الثاني من الهواتف الرقمية، ولكن تغيرت لدينا جهاز تقوم بها يوميا هو الجيل الثالث 3G، أو الجوال العالمي نظام الاتصالات (UMTS).
مثل في عام 2003، وبراءات الاختراع وصفت على نطاق واسع، الجيل الثالث 3G الوصول الهاتف المحمول GPS والإنترنت، وتمكن من توفير مكالمات الفيديو وخدمات الوسائط المتدفقة ممكن على جهاز محمول باليد. بعد 10 عاما تواصل تحسين شبكة 4G لتغيير الخاص بك الهواتف المحمولة ، وتحويلها إلى محافظ ، والمساعدين الشخصيين وأجهزة الترفيه.
15 ، الواقع الافتراضي
اسم براءة اختراع: "مولد الواقع الافتراضي عرض معلومات مجردة"
"الواقع الافتراضي باني" براءة يصف تصور في سماعة VR الأولى هو في الواقع لا تستخدم لممارسة ألعاب الفيديو أو مشاهدة البرامج الرياضية، ولكن لمساعدة المستخدمين على تحليل البيانات المالية. المنحة عام 2000 مخترع بول مارشال عالم الحاسوب ولدت، في هذا العالم، ويمكن للمستخدم "تتبع الكرة أو مساحة الكرة، قفازات البيانات الإلكترونية، رئيس لتحديد المواقع المقتفي، لوحة المفاتيح، عصا التحكم أو عجلة القيادة جهاز تحكم مثل هذا" الملاحة.
وواصل بول مارشال في وقت لاحق بحثه حول هذه التقنيات من أجل إنشاء "خريطة معلومات ثلاثية الأبعاد" ، لكن هدفه لا يزال هو مساعدة "مديري التمويل أو المحللين الماليين" على فحص البيانات. في عام 2016 ، أطلقت شركة Oculus Rift جهازًا مثبتًا على الرأس لأغراض الترفيه ، وسرعان ما حذت HTC حذوها ، بينما تستخدم أنظمة الواقع الافتراضي الأخرى ، مثل Samsung VR و Google Cardboard ، الهواتف الذكية لعرض عالم الكمبيوتر. مع معدات الواقع المعزز ، يمكن للمستقبل أن يساعد الجميع من عمال البناء إلى العلماء عن طريق إضافة البيانات إلى العالم الحقيقي.