Ani letos jsme nezapomněli vybrat zajímavosti ze stovky vynálezů z celého světa, které koncem každého roku vyznamenévá komise nejrozšířenějšího amerického populárněvědeckého měsíčníku Popular Science. Nejlepší v každém z 12 hodnocených oborů techniky získaly Grand Award, ostatním se dostalo uznání The Best…
INŽENÝRSKÉ PROJEKTY Jako stavbu roku, za nejúspornější a „zelenou“ konstrukci z oboru stavby výškových budov, vybrala komise dokončovanou 632 m vysokou Šanghajskou věž (Shanghai Tower) ve finančním centru Pudong. Devět válcovitých segmentů ze superpevného betonu stavěných pomocí šplhajících jeřábů, je spirálovitě obtáčeno skleněným pláštěm, rozvíjejícím se od paty ke koruně o 120°. Budova tím lépe odolává větrům a poskytuje 121 podlažím maximum denního světla pro kancelářské a hotelové prostory. Mezera mezi pláštěm a jádrem budovy v etážích plná zeleně snižuje díky oslunění energetickou spotřebu o 25 %. Věž je rozdělena na 7 vertikálních zón, obsluhovaných 106 rychlovýtahy, je vytápěna kogenerační kotelnou. Spotřebu elektřiny snižuje do pláště integrovaných 270 větrných agregátů, dešťová voda ze záchytů na plášti je po recyklaci využita coby užitková. Stavba podle projektu americké kanceláře Gensler Architect přijde na 2,2 mld. USD a bude otevřena na jaře. The Best v oblasti námořní dopravy získal rusko-finský společný projekt nekonvenčního asymetrického ledoborce Aker NB-508. Jako první plavidlo na světě umožňuje našikmenou pozicí asymetrické přídě razit doprovázeným lodím v ledu do tlouštky 1,6 m volnou cestu v šíři 50 m, i když trup je jen 20 m široký a 77 m dlouhý. Trup vyrobil Kaliningradský závod Yantar, finská loděnice Artech ho vybavila trojicí elektrických kormidlovacích pohonů Azimut s výkony po 7,5 MW. Pod názvem Baltika bude nasazen během několika měsíců do služby v severní oblasti Baltického moře, coby doprovodné a záchranářské plavidlo. Ocenění si vysloužila legendární hlubinná ponorka ALVIN, kterou po 5000 výzkumných a záchranných plavbách (vyzdvižení vodíkové pumy, objev vraku Titaniku aj.) Oceánografi cký institut ve Woods Hole rekonstruoval tak, aby mohla se zesílenou kulovitou kabinou operovat do hloubky 6,5 km a zůstat tam až 12 h. Ze stavebnictví ocenila komise dalšími The Best rekordní zábavní dráhu Six Flaggs Magic Mountains v Kalifornii. Návštěvníky přivádí do stavu beztíže na obřím ocelovém prstenci v rychlosti 126 km/h. Nejvyšší ocenění Grand Award má Národní laboratoř Sandia za zatím nejrozsáhlejší a nejrychlejší optickou síť Xfi nity, ve svém sídle v Albuquerque propojuje 13 000 počítačů v 256 budovách. Multimediální data přenáší výkonem 10 Gbit/s optickým kabelem s 288 vlákny o průměru pouhých 12 mm.
LETECTVÍ A KOSMICKÉ TECHNIKY Nejvyšší vyznamenání obdržela těsně před chystaným startem z kosmodromu Kourou optická astronomická družice Gaia, jež má během 5 let trojrozměrně zmapovat prostor Mléčné dráhy. Dvoutunová družice po dosažení rovnovážného bodu L2 1,5 mil. km od Země rozvine ochranný sluneční štít (100 m2). Rychlost až několika milionů hvězd bude měřit spektrometrem RVS, vzdálenosti odečte z úhlu mezi dvěma teleskopy, digitální kamery zachytí objekty s rozlišením 900 Mpix (Hubble dosahoval jen 16 Mpix). Ve Francii vyrobenou družici vynese na L2 ruská raketa Sojuz Fregat. The Best si vysloužil testovaný suborbitální raketoplán Space Ship Two, kterým neúnavný Richard Branson hodlá letos zahájit komerční vyhlídkové lety na okraj vesmíru do výše 100 km, kde dvoučlenná posádka a 6 cestujících zažije po dobu 8 min beztížný stav. Celkem 18 m dlouhý letoun z uhlíkového kompozitu dosáhne po zapálení raketového motoru rychlosti Mach 3,5 (4600 km/h) a přistane klouzavým letem. Další vyznamenání dostala společnost Aeros za nekonvenční prototyp vzducholodi Aeroscraft. Díky heliovým balonetům a 6 turboventilátorovým jednotkám bude létat a výšku i zátěž měnit aerodynamickým vztlakem. US Army v roli nákladních vzducholodí počítá se třemi velikostmi pro přepravu 70, 250 a 500 t nákladů.
DALŠÍ THE BEST OBDRŽELY VOJENSKÉ A POLOVOJENSKÉ PROJEKTY: Bezpilotní letoun Taranis s autonomní inteligentní technikou dálkového ovládání. Neviditelné „stealth“ samokřídlo s motorem Rolls&Royce Adour nejen zasáhne cíl, ale cestou zvládne i boj se vzdušnými protivníky. Hypersonický scramjet X51 s dlouho vypiplávaným náporovým motorem, který mu má v dalších testech umožnit ve výšce 15 km dosáhnout rychlosti 8575 km/h (Mach 7). Miniaturní bezpilotní průzkumný vrtulník Black Hornet (Černý sršeň) ovládaný tabletem dokáže digitální kamerou zobrazit objekty v okolí při rychlosti až 35 km/h. Létající křeslo JetPack vyvinuté známým konstruktérem Glennem Martinem. Poháněno dvoutaktním motorem o 150 kW a vrtulemi v prstencích, umožní pilotu vystoupat i několik set metrů, létat rychlostí 35 km/h nebo i zastavit se ve vzduchu, například při záchranářských zásazích. Dvojí vyznamenání má NASA za rekonstrukci kosmické testovací ultravakuové komory a za projekt očisty geostacionární dráhy od nefungujících geostacionárních družic i zbytků raket. Rekonstruovaná komora 17 × 27 m umožňuje za 40 tun těžkým uzávěrem testovat prvky kosmické techniky, družice a teleskopy při teplotě pouhých 11 kelvinů v nejhlubším vakuu na světě 1× 10-6 torr. K očistě geostacionární dráhy je připraven vyznamenaný robotický satelit Phoenix s dálkově, ale i autonomně ovládaným montážním a sběracím nářadím.
ZELENÉ (EKOLOGICKÉ) PROJEKTY Z větrných elektráren ocenila komise cenou The Best „inteligentní“ větrnou elektrárnu General Electric 2,5-120 po premiéře v Kalifornii. Až 140 m vysoká věž s třílistovým rotorem má nominální výkon 2,5 MW, a to do rychlosti větru 35 km/h. Ve vztahu ke konkurenci má nižší hlučnost max. 106 dB. Oceněna je však hlavně za to, že jako první dokáže podle potřeby výkon akumulovat do vlastních baterií a pomocí internetové sítě optimalizuje výrobu i dodávku elektřiny komunikací jak s odběrateli, tak se spolupracujícími věžemi větrné farmy. Další The Best má první na síť připojená komerční přílivová elektrárna TidGen u pobřeží státu Maine. Snadno přemístitelná ležatá konstrukce se spirálovitými listy připomínajícími vřetenovou sekačku trávy je ponořena v hloubce 25 m v zálivu Cobscook. Během obvyklé rychlosti proudění vody při přílivu a odlivu kolem 3 m/s poskytuje její generátor výkon 180 kW. „Zelení“ členové komise ještě odměnili kuriózní miniaturní zdroj Gravity Light, určený jako nouzové osvětlení pro nejchudší rozvojové země. Když na háček nástěnného světelného zdroje LED (prodává se za 10 USD) pověsí uživatel vak s 10 kg čehokoliv, gravitační síla při pomalém spouštění (jako u hodin se závažím) vystačí miniaturnímu dynamku na hřídeli cívky ke svícení žárovky po dobu až 30 minut! Stavebníci lehkých amerických domků zase ocení další americký vynález – dřevoizolační stavební panely Mushroom s přírodní tepelnou izolací z biomasy, obsahující (jak prozrazuje název) i rozemleté sušené houby, vlisované mezi dřevěné desky. Biodegrabilní stavební panely nabízí společnost Ecovative.
NOVINKY V POČÍTAČÍCH A SOFTWARU Komise tentokrát vybírala zejména inovativní produkty z neustále se rozšiřujícího příslušenství počítačů. Z hardwaru se proto dostalo vyznamenání jen právě nastupující čtvrté generaci procesorů IntelCore 4 s kódovým označením Haswell. Čtyřjádrové procesory používají 22nm technologii a revoluční tri-gate tranzistory. Pyšní se nejmenší energetickou spotřebou, s příkonem 10 W, a jsou až 20krát úspornější než nejrozšířenější druhá generace IntelCore čipů. Okamžitě je využili výrobci thinkpadů a ultrabooků. Díky tomu si další The Best vysloužil Thinkpad Lenovo Helix, s oddělitelným nepoškrabatelným displejem 11,6”. Díky procesorům Intelcore mají jeho baterie výdrž až 10 h, nechybí dvě kamery, stereoreproduktory a Windows 8. Nástupní cena 1500 USD. Vyznamenaná stolní stereolitografi cká 3D- -tiskárna FORM 1 společnosti Formlabs, která se právě objevuje i na našem trhu (za 70 000 Kč), je mezi nejlepšími díky tomu, že využívá levnější laser z BlueRay mechanik. Z materiálu FDM tiskne s vysokým rozlišením předměty do rozměru 125 × 125 × 163 mm po vrstvách 25 mikrometrů. The Best dostalo i velkokapacitní úložiště dat ioSafe N2 s párem disků s ohromující celkovou kapacitou 8 TB, které díky plášti a technologii Synology odolá při požárech do teploty až 840 °C, a vydrží i dlouhodobé potopení ve vodě. Zejména za inovační architekturu získala uznání multifunkční inkoustová tiskárna HP Offi ceJet Pro X 5776, schopná pracovat i jako samostatná kopírka a fax, navíc dokáže posílat e-maily a při kopírování a tisku spolupracuje s USB fl ash-disky. Je ovládána dotykovým displejem a vytiskne až 42 stránek za minutu. Grand Award dostaly prezentační humanoidní roboty BEAM, které se během roku představily na několika mezinárodních konferencích. Člověku se podobají výškou, rychlostí pohybu (pojezdu) i obličejem, kterým je 17” LED zobrazovač. Lidské smysly nahrazuje 6 mikrofonů, 2 HD foto a video kamery, zvukový reproduktor i dotykové senzory. Inteligenci mu dodává procesor IntelCore i3, spojení s centrálou obstarává WiFi. Roboty zvládnou polidštěnou komunikaci s uživatelem, umí překládat z nejrůznějších jazyků, instruovat při práci, mapovat prostředí laserovými paprsky, registrovat události, pomáhat při montáži a operacích, záchranných pracích apod. Nástupní cena kolem 300 000 Kč.
MOBILNÍ ELEKTRONIKA A FOTO Ve stále oblíbenější multimediální kategorii „gadgets“ se dostalo nejvyšší ocenění futuristickým brýlím Google Glass, převádějícím mobilní spotřební elektroniku a elektronická média do globálního prostoru. Lehoučký nástavec do brýlí promítá jakýkoliv multimediální obsah, integruje hlasově ovládanou kameru, a v pravé části držáku skrývá hardware na úrovni nejlepších současných smartphonů, jakož i kameru, mikrofony, senzory a pohybová čidla, paměť RAM a antény s vysílači. Spojení s internetem probíhá přes Wi- Fi, další verze počítá s 3G/4G modemem. Baterie je uložena za uchem, hlasové ovládání upřesňuje dotyková ploška na obroučce reagující na pohyb přiloženého prstu. Zázrak váží jen 0,6 kg a nástupní cen a v USA začíná na 1500 USD. Google získal v této kategorii ještě druhé vyznamenání za smartphon Moto X, vyvinutý společně s Motorolou. Vyniká dvoujádrovým procesorem X8, 2GB pamětí RAM a úložištěm 32 GB. Operační systém Android 4.2.2 umožňuje hlasové ovládání a řízení gesty uživatele. Z fotopřístrojů si The Best tentokrát odnesla špičková zrcadlovka Canon EOS 70 D schopná zachytit až 7 snímků/s v úplném rozlišení 20 Mpix. V roli videokamery pracuje s rozlišením Full-HD. Má intuitivní a dotykové ovládání pomocí otočného displeje Clear-View s úhlopříčkou 7,7 cm a překvapuje fantastickou citlivostí až do ISO 12 800! SONY si odnesl vyznamenání za revoluční proměnu mobilu přiložením fotopřístroje ve tvaru zoom-objektivu, který se s ním a jeho LCD zobrazovačem propojí prostřednictvím WiFi nebo NF-C. Nový SONY QX 100 s procesorem Bionz a širokoúhlým objektivem Zeiss 28–100 mm pořizuje foto s rozlišením až 20 Mpix a videa HD, spolupracuje s Androidy a iPhony, umožňuje snímky i retušovat na dotykovém zobrazovači a odvysílat službami Facebook a Twitter. Na náš trh nastupuje za 11 940 Kč. Spíše jako kuriozitu ocenila komise monitorovací časosběrnou kameru Brinno TLC-200, pořizující po nastavení intervalů automaticky záběry s vysokým rozlišením na vloženou SD-kartu 32 Gb natáčivým objektivem. Do výběru se poprvé dostaly „chytré hodinky“ Toq od Qualcommu s vynikajícím dotykovým displejem s rolí ovladače a s bezdrátovým nabíjením baterie. Dík technologii Mirasol mají minimální energetické nároky, spojují se prakticky se všemi mobilními zařízeními Androidem a začaly tvrdě konkurovat Galaxy Gear od Samsungu. The Best ocenil v této prudce se rozvíjející kategorii i kapesní skener Occipial Sensor, umožňující iPadům minilaserem skenovat objekty nebo mapovat jejich vnitřní prostory. Komise ocenila i kapesní vodíkovou nabíječku MiniPack od společnosti Brunton. Zdrojem energie je palivový článek napájený vodíkem ze zasunuté bombičky, poskytující užitečný výkon 3 W. Vyměnitelná bombička disponuje zálohou energie 15 Wh, což postačí na několikanásobné plné nabití mobilu, smartphonu nebo iPodu v místech, kde se nelze připojit nabíječkou na síť.
TELEVIZE A ZÁBAVNÍ ELEKTRONIKA I když komise udělila Grand Award herní konzoli Nvidia Shield, která sloučila snad všechny herní technologie posledních let do jedinečného kompletu s gyroskopem i akcelerometrem v operačním systému Android a umožňuje mj. i dálkově ovládat modelářskou kvadrikoptéru, nemohla neocenit alespoň jako The Best revoluční OLED televizory Samsung S 9 s prohnutými obrazovkami obřích rozměrů 55 a 85 palců. Již dominovaly na veletrzích CES a IFA 2013. Nová technologie zaručuje nejvyšší možný kontrast, skvělé podání barev, sytější černou než LED a plazmy, a to s nejnižší spotřebou energie. V rámu nechybí interní reproduktory, externí box a Smart Hub pro aktivní 3D s brýlemi v příslušenství, tzv. MultiView umožňuje sledovat různé TV stanice ve stejný čas. Google získal v této oblasti vyznamenání za bezdrátový adaptér Chromecast, usnadňující sledování on-line videa a hudby z chytrých telefonů, tabletů a notebooků s HDTV televizory. Obraz už není závislý na výkonu „kapesních“ zdrojů. The Best se dostalo i dalším zdánlivě malým prvkům, napomáhajícím nejkvalitnějšímu propojení obrazu a zvuku v multimédiích. Především propojovací technologii HDMI 2.0 mezi počítači a obrazovkami, zvyšující kvalitu až na nastupující superrozlišení třídy 4K a zvuku s 32 kanály. Počítače na to reagují novou generací grafi ckých karet. Za zdokonalení poslechu zvuku dostaly vyznamenání intra-aurální skořepinová sluchátka přizpůsobená tvaru ucha, označovaná jako „Jh13ky“. Výsledek vývoje společnosti Jh-audio vedl k 6 tlakovým měničům pro každé ucho, dvou pro basové spektrum, dvou pro střed a dvou pro výšky, zvukový signál je rozdělován pomocí třícestných výhybek. Není ovšem divu že sluchátka přijdou na 1000 USD.
Z NOVINEK PRO DÍLNU A DOMÁCNOST Nářadím roku se udělením Grand Awardu stal akumulátorový vrtací šroubovák WORD-SD, umožňující výměnu 12 různých vrtáků a šroubovákových bitů uložených ve výměnném bubínku jednoduchým pohybem víka pláště. Vřeteno koná 230 ot/min, li-ion akumulátor 1,5 Ah udržuje nářadí v provozu i když není použito 18 měsíců. Vřeteno koná 230 ot/min, disponuje momentem 3 Nm. Kompaktní šroubovák váží jen 0,5 kg a jde do prodeje za 60 eur. Kutily potěší vyznamenaná kotoučová pila Rockwell RK 3440 s trojicí výměnných kotoučů ø 125 mm. Koná 3500 ot/min, saně umožňují ponořovací řezy a do řezu lze pilu vést přesně na rysku svítícím červeným paprskem laseru. Známý britský konstruktér Dyson byl vyznamenán za revoluční tyčový multicyklonový vysavač DC-56. Vlastní „strojovna“ s 6 cyklony a elektromotorem je integrována do držadla, z kterého lze sebraný prach vyklepnout hygienicky do odpadu. Ze zahradní techniky vyznamenala komise strunový vyžínač Ryobi P-2210 s hybridní technikou: lze provozovat nejen na kabel, ale i na nasunutý 18V li-ion akumulátor v případě, že se uživatel ocitne daleko od elektrické zásuvky. Další The Best ocenil multifunkční zahradní traktor John Deere X700 s motorem Kawasaki 18 kW s hydrostatickou převodovkou a předním i zadním závěsem, na kterých nechybí vývodový hřídel pro bohatou paletu nástavců a adaptérů. Philips získal ocenění za inovativní síťovou LED žárovku Hue, umožňující řídit intenzitu i barvu světla WiFi modulem na dálku počítačem či chytrým mobilem. Startovací „pack“ se třemi žárovkami a routerem umožňujícím ovládat iluminaci bude za 200 USD.
AUTOMOBILY ROKU A INOVATIVNÍ TECHNOLOGIE Grand Awardem ocenil Popular Science nástup bezpečnějšího adaptivního řízení automobilů Infi niti Q50, s kterými přichází Nissan ve spolupráci se společností Mercedes- Benz. Obvyklý hřeben řízení je ovládán citlivým snímačem a elektronicky přenáší zásahy řidiče na přední kola rychleji a bez mechanických ztrát. Řízení a citlivost se nastavují na dotykové obrazovce voličem Infi - nity Drive se čtyřmi přednastavenými režimy přizpůsobujícími řízení stylu řidiče a typu silnice. Přídavný systém ALC udržuje vůz uprostřed jízdního pruhu na silnici a snižuje nutnost řidičových reakcí na nerovnosti vozovky a působení bočního větru. Americká společnost Lewant Power získala The Best za zatím spíše futurologickou rekuperaci energie z jízdy automobilů, vybavenými rekuperačními tlumiči GenShock. Každý z hydraulických tlumičů při pérování přepouští tekutinu nahoru a dolů přes turbínové kolo s elektrickým generátorem na hlavě tlumiče, který otřesy vozidla získanou energii dobíjí do autobaterie. Pokud se obrátí funkce, mohly by takové tlumiče například zdvihnout automobil při výměně kol nebo opravách v terénu. Technické podrobnosti vynálezu bohužel zatím chybí. Do hromadné výroby se naopak dostal vyznamenaný revoluční úsporný Fordův tříválcový motor EcoBoost o objemu 1,0 litru s výkonem 92 kW a spotřebou 5 l/100 km. Automobily se s ním zařazují mezi první vozy se zážehovým motorem s emisemi jen 99 g/km. Motor toho dosahuje díky přímému vstřikování paliva, proměnnému časování ventilů a přeplňováním turbodmychadlem. Ze sedanů vyzdvihla komise Mazdu 6 s novým úsporným motorem Skyaktiv, rekuperačním systémem brzdné energie i-ELOOP a regulací motoru i-STOP, a také za vysoce bezpečný radarový systém i-Activsense. Kombinovaná spotřeba se pohybuje kolem 3,9 l/100 km. The Best z městských elektromobilů ocenil BMW i3 hatchback se sportovním střihem s karoserií uhlíkovými vlákny tvrzeného plastu CFRP s křídlovými dveřmi bez středových sloupků, který díky spořiči Eco Pro Plus má dojezd 150 až 200 km a Německo rozbíhá jeho hromadnou výrobu. The Best z jednotlivých kategorií letošních vozů se dostalo: » pátému ročníku S-třídy Mercedesu zejména za inteligentní spojení řidiče s vozem s přední i zadní kamerou vyhodnocující situaci, za systém nočního vidění s detektorem chodců na základě 70 parametrů, radarem řízenou záchrannou brzdu, vyrovnávání bočního větru apod. » budoucímu v USA dotovanému elektromobilu SPARK EV2013, kterému se říká Obamův sen. Poháněn elektromotorem o 100 kW, vykazuje dojezd 120 km na li-ion baterii 20 kWh, s akcelerací z 0 na 100 km za 8,5 min. » plug-in hybridu Porsche-Panamera s elektromotorem 70 kW a třílitrovým 6válcem V6 s kompresorem, o výkonu 235 kW, se zrychlením z 0 na 100 km za 5,5 s, max. rychlostí 270 km, ale s kombi spotřebou pouhých 3,1 l/100 km. » nejvýkonnějšímu modelu Stingray 2014 s 8válcem 6,2 litru s výkonem 456 kW se zrychlením z 0 na 100 km za rekordní 4 s. » závodnímu hybridnímu vozu Audi R18 e-tron Quattro se zadními koly poháněnými dieselem objemu 3,7 litru a předními koly hnanými elektromotorem, s celkovým výkonem 360 kW, testovanému na okruhu v Monze. Výběr jako každým rokem zřetelně upřednostňuje americké značky, a autor zatím marně čeká na obdobný, avšak evropský nebo objektivně globální každoroční přehled toho, co technika přinesla pokroku lidstva.
Ing. Jan Tůma
Foto: archiv autora a Popular Science